SDH电力通信传输网中的运用

analyzed their healing theory as well as merits and drawbacks. At last, technology of Mesh networking by ASON was
presented and some suggestions for special electrical network construction were proposed.
A
B
C
D
TM
ADM
ADM
TM
江西电力 第 33 卷 2009 年 第 6 期
信的能力。 替代路由可采用备用设备或利用现有设 备中的冗余能力， 以满足全部或指定优先级业务的 恢复。 由上可知网络具有自愈能力的先决条件是有 冗余的路由、 网元强大的交叉能力以及网元一定的 智能，下面介绍电力专网中最常用的几种环形网。 2.2.1 二纤单向通道保护环
structure. Also, special electrical network includes chain network, two-fiber unidirectional path protection ring, two-fiber
bidirectional multiplex section protection ring and four -fiber bidirectional multiplex section protection ring. The paper
二纤双向复用段保护环，采用双纤方式，网元节 点 只 用 单 ADM 即 可 ， 这 两 根 光 纤 称 为 S1/P2、S2/ P1，如图 4 所示，这时将每根光纤的前半个时隙（例 如 STM-16 系统为 1~8 号 STM-1） 传送主用业务， 后半个时隙（例如 STM-16 系统的 9~16 号 STM-1） 传送保护业务，也就是说一根光纤的保护时隙用来
网元发生了通道保护倒换后，支路板同时监测 主 环 S1 上 业 务 的 状 态 ， 当 连 续 一 段 时 间 未 发 现 TU-AIS 时， 发生切换网元的支路板将选收切回到 收主环业务，恢复成正常时的默认状态。
二纤单向通道保护倒换环由于上环业务是并发 选收，所以通道业务的保护实际上是 1＋1 保护。 倒 换速度较快，业务流向简捷明了，便于配置维护。 缺 点是网络的业务容量不大。 二纤单向通道保护环的 业务容量恒定是 STM-N，与环上的节点数和网元间 业务分布无关。
收 稿 日 期 ：2009－09－22 作 者 简 介 ：郭 任 重 （1974- ），男 ，工 程 师 ，从 事 电 力 系 统 通 信 运 行 与 维 护 工 作 。
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络拓扑。 这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传 输路由，使网络的可靠性更强，不存在瓶颈问题和失 效问题。 但是由于系统的冗余度高，必会使系统有 效性降低，成本高且结构复杂。 随着地区电网的建 设，OPGW 大量使用， 为网孔形网的运用提供了缆 路条件，Βιβλιοθήκη Baidu孔形网的高可靠性与灵活的业务装载将 引起电力通信决策层的注意，这种拓扑结构是未来 电力传输网的建设方向。
图 2 正常状态二纤单向通道倒换环
当 BC 光缆段的光纤同时被切断， 注意此时网 元支路板的并发功能没有改变，也就是此时 S1 环和 P1 环上的业务还是一样的，如图 3 所示。
图 1 链形网络
2.2 环形（自愈）网 所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断纤）
时， 无需人为干预， 网络自动地在极短的时间内 （ITU-T 规定为 50 ms 以内）， 使业务自动从故障中 恢复传输，使用户感觉不到网络出了故障。 其基本 原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通
当前电力传输网用得最多的网络拓扑结构是链 形和环形，结合电力通信光缆的敷设特点适当组合， 就构成了复杂的网络。
2 SDH 常 用 网 络 拓 扑 结 构 在 电 力 传 输网中的实现
2．1 链形网 链形网络图如图 1 所示，常见的链网有二纤链
不提供业务的保护功能（不提供自愈功能）；四纤链 一般提供业务的 1+1 或 1：1 保护，四纤链中两根光 纤收/发作主用信道，另外两根收/发作备用信道。 在 电力传输网中， 新建的 110 KV 及以上变电站多采 用四纤链路，但由于使用的 4 根纤一般都是使用同 一 条 （OPGW）缆 路 ，一 旦 出 现 断 缆 ， 业 务 还 是 会 中 断，保护链路不起作用，所以这种方式只能对设备光 板的故障起到保护作用，保护能力不强。
环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从 而形成网上任何一个网元节点都不对外开放的网络 拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要 是因为它具有很强的生存性，即自愈功能较强。此种 拓扑结构由于可靠性高， 在电力通信传输核心网与 城域网中常有运用。 1.5 网孔形网
将所有网元节点两两相连， 就形成了网孔形网
在环网 B—C 间光缆段被切断时， 网元 A 到网 元 C 的主用业务沿 S1/P2 光纤传到网元 B， 在网元 B 处进行环回 （故障端点处环回）， 环回是将 S1/P2 光纤上 S1 时隙的业务全部环到 S2/P1 光纤上的 P1 时隙上去 （例如 STM-16 系统是将 S1/P2 光纤上的 1~8 号 STM-1[VC4]全部环到 S2/P1 光纤 上 的 9~16 号 STM-1[VC4]），此时 S2/P1 光纤 P1 时隙上的额外 业务被中断。 然后沿 S2/P1 光纤经网元 A、网元 D 穿 通传到网元 C， 在网元 C 执行环回功能 （故障端点 站），即将 S2/P1 光纤上的 P1 时隙所载的网元 A 到 网元 C 的主用业务环回到 S1/P2 的 S1 时隙，网元 C 提取该时隙的业务，完成接收网元 A 到网元 C 的主 用业务。
二纤单向通道保护环由两根光纤组成两个环， 其中一个为主环 S1；一个为备环 P1。 两环的业务流 向相反， 通道保护环的保护功能是通过网元支路板 的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路 上环业务“并发”到主环 S1、备环 P1 上，两环上业务 完全一样且流向相反，平时网元支路板“选收”主环 下支路的业务，如图 2 所示。 若环网中网元 A 与 C 互通业务，网元 A 和 C 都将上环的支路业务“并发” 到环 S1 和 P1 上，S1 和 P1 上的所传业务相同且流 向相反 S1 逆时针，P1 为顺时针。 在网络正常时，网 元 A 和 C 都选收主环 S1 上的业务。 那么 A 与 C 业 务互通的方式是 A 到 C 的业务经过网元 D 穿通，由 S1 光 纤 传 到 C（主 环 业 务 ）；由 P1 光 纤 经 过 网 元 B 穿通传到 C（备环业务）。 在网元 C 支路板“选收”主 环 S1 上的 A→C 业务， 完成网元 A 到网元 C 的业 务传输。 网元 C 到网元 A 的业务传输与此类似。
网元 C 的支路板将到网元 A 的业务并发到 S1 环和 P1 环上，其中 P1 环上的 C 到 A 业务经网元 D 穿通传到网元 A，S1 环上的 C 到 A 业务，由于 B—C 间光纤断所以无法传到网元 A，网元 A 默认是选收 主环 S1 上的业务， 此时由于 S1 环上的 C→A 的业 务传不过来，B 网元线路 W 侧产生 R-LOS 告警，所 以往下插全“1”—AIS，这时网元 A 的支路板就会收 到 S1 环上 TU-AIS 告警信号。 网元 A 的支路板收到 S1 光纤上的 TU-AIS 告警后，立即切换到选收备环 P1 光纤上的 C 到 A 的业务，于是 C→A 的业务得以 恢复，完成环上业务的通道保护，此时网元 A 的支 路板处于通道保护倒换状态—切换到选收备环方 式。
1 SDH 常用网络拓扑结构
SDH 的网络拓扑结构有链形、星形、树形、环形 和网孔形，具体如下。 1.1 链形网
这种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联， 而首尾两端开放。这种拓扑结构的特点是较经济，在 SDH 网的早期用得较多，是电力专网一种主要的拓 扑结构。 1.2 星形网
此种网络拓扑是将网中一网元做为中心节点 （如电力专网中的各级调度机构）与其他各网元节点
相连，其他各网元节点互不相连，网元节点的业务都 要经过这个中心节点转接。 这种网络拓扑的特点是 可通过中心节点来统一管理其它网络节点， 利于分 配带宽，节约成本，但存在中心节点的安全保障和处 理能力的潜在瓶颈问题。 此种拓扑结构多用于接入 网，在传输网中很少运用。 1.3 树形网
此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的 结合， 也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜 在瓶颈问题， 此种拓扑结构由于适应电力通信 OPGW 敷设的特点，在电力专网中常有运用。 1.4 环形网
图 3 倒换状态二纤单向通道倒换环
江西电力 第 33 卷 2009 年 第 6 期
我们看看这时网元 A 与网元 C 之间的业务如 何被保护。网元 A 到网元 C 的业务由网元 A 的支路 板并发到 S1 和 P1 光纤上， 其中 S1 业务经光纤由 网元 D 穿通传至网元 C，P1 光纤的业务经网元 B 穿 通，由于 B-C 间光缆断，所以光纤 P1 上的业务无法 传到网元 C，不过由于网元 C 默认选收主环 S1 上的 业务，这时网元 A 到网 C 的业务并未中断，网元 C 的支路板不进行保护倒换。
在电力传输网中二纤单向通道环多用建设初 期，环上业务量不大，且业务相对集中，系统速率常 为 155 M 或 622 M。随着业务量的迅速增加，大颗粒 的 VC 业务投入使用， 这种方式已不能适应核心环 网的使用，但在县调级别或以各个集控中心为主的 接入层面上可以继续使用。 2.2.2 二纤双向复用段保护环
江西电力 第 33 卷 2009 年 第 6 期
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文 章 编 号 ：1006-348X（2009）05－0055－05
SDH 常用组网方式在电力通信传输网中的运用
郭任重
（九江供电公司调度通信中心，江西 九江 332000）
摘 要：介绍了 SDH 几种组网方式：链形、星形、树形、环形和网孔形，就电力专网常用的组网方 式 ：链 形 网 、二 纤 单
向通道保护环、 二纤双向复用段保护环、 四纤双向复用段保护环等的工作原理与优缺点进行分析， 阐述了利用
ASON 进行 Mesh 组网的先进技术，并对电力专网的建设提出了一些建议。
关键词：SDH ；电力专网；自愈环；ASON
中 图 分 类 号 ：TM734
文 献 标 识 码 ：A
Abstract: The paper introduced some networking modes such as type chain, star network, tree structure, ring and mesh
链网具有时隙重复利用功能，网络的业务容量 和网络拓扑，网络的自愈方式和网元节点间业务分 布关系有关，但由于电力通信业务分布的特点，业务 基本集中在各级调度与变电站之间，使链网的业务 量最小，为 STM-N，链网的时隙重复利用功能没有 实际利用上，在主要节点之间的通信设计中不建议 采用链形，首先可靠性不高，其次业务容量不能做到 最大。
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保护另一根光纤上的主用业务。 例如，S1/P2 光纤上 的 P2 时隙用来保护 S2/P1 光纤上的 S2 业务， 在二 纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤，每一 条光纤的前半个时隙是主用信道， 后半个时隙是备 信道，两根光纤上业务流向相反。
图 4 正常状态二纤双向复用段保护环
二纤双向复用段保护环的保护机理如图 5 所 示，在网络正常情况下，网元 A 到网元 C 的主用业 务放在 S1/P2 光纤的 S1 时隙 （对于 STM-16 系统， 主 用 业 务 只 能 放 在 STM-N 的 前 8 个 时 隙 1~8 号 STM-1[VC4]中），备用业务放于 P2 时隙（对于 STM16 系统只能 放 于 9~16 号 STM-1[VC4]中 ），沿 光 纤 S1/P2 由网元 B 穿通传到网元 C，网元 C 从 S1/P2 光 纤上的 S1、P2 时隙分别提取出主用、备用业务。 网 元 C 到网元 A 的主用业务放于 S2/P1 光纤的 S2 时 隙，额外业务放于 S2/P1 光纤的 P1 时 隙 ，经 网 元 B 穿通传到网元 A， 网元 A 从 S2/P1 光纤上提取相应 的业务。
Key words: SDH; special electrical network; self-healing ring; ASON
0 引言
采用 SDH 技术的光纤通信网在经过十多年发 展后，已非常成熟，不论是公网还是专网其传输网基 本上都是 SDH 的。 近些年随着 OPGW 在电力部门 大量运用，以 SDH 设备组成的电力传输网正在迅速 发展。 下面就电力专网常用的几种组网方式和优缺 点进行分析探讨，开提出建设性意见。