SDH双纤双向通道保护方式在兰州电网光纤通信网络优化改造工程中的应用

李海曦 张 颖

摘要:文章分析了兰州电网西部光纤专用通信网的现状、存在问题以及优化改造后的系统状况,充分介绍了优化改造后系统的保护方式,分析了网络在特殊情况下的最优保护路径,提出了解决方案并在实际应用中的良好应用情况。

关键词:SDH;保护;建设

中图分类号:TN929.1文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0056-02

兰州市区东部、西部光纤通信传输环网工程的建设成功,不仅缓解了因微波及载波电路容量、种类有限而导致市区110kV及以上等级电网范围内变电站通信信息业务受遏制的现状,而且实现了整个市区电网“信息高速公路”,完成整个兰州市区光纤全覆盖的目的,为甘肃电网专用通信网各级信息“进市区”提供了必要的高速率、大容量、低误码的传输通道。

整个工程依托现有的本地通信线路、10kV配电线路、35kV线路以及新建的110kV线路同杆架设8芯、12芯、18芯、24芯和36芯普通无金属架空光缆GYFSTY和无金属自承式架空光缆ADSS,组成东西相切环和西部三个相交环的网络拓扑。系统共建成网元67个,敷设光缆400多公里,基本覆盖兰州市区东部、西部的110KV及以上变电站(包括永登地区及榆中地区)。

兰州市区西部光环网全部采用深圳华为通信公司的Optix 2500+和Optix 155/622H光传输设备以及HONET ONU智能交叉接入设备。其中主干光环网全部采用Optix 2500+和HONET ONU,Optix 2500+光传输设备传输等级STM-4(可在线不中断业务平滑升级至STM-16,西环网工程已将所有Optix 2500+中的数字交叉板直接配置成为STM-16等级,若需升级,只需更换相应的光接口板即可实现STM-16容量),传输速率622.080 Mbit/s(可升级至2.5 Gbit/s),传输容量252×E1(可升级至1008×E1),交叉能力高阶128×128VC-4和低阶等效1008×1008VC-12。HONET ONU智能交叉接入设备传输容量16个2M方向,单框最大提供480路时隙。主干光链路全部采用Optix 155/622H和HONET ONU,Optix 155/622H光传输设备传输等级STM-1(可在线不中断业务平滑升级至STM-4,若需升级,只需更换相应的光接口板即可实现STM-4容量),传输速率155.520 Mbit/s(可升级至622.080 Mbit/s),传输容量63×E1(可升级至252×E1),交叉能力高阶16×16VC-4。

兰州市区西环网目前全网络采用双纤双向通道保护环方式,并且不占用系统容量,。而改造后的西部光环网因系统网络拓扑发生了较大的变化,因此其保护方式也应该进行相应的改造。

为了提高网络的安全性,要求网络有较高的生存能力,从而产生了自愈网。自愈网能在网络出现意外故障时自动恢复业物。环行网保护就是实现自愈网的方法之一。

根据自愈环节构可分为通道倒换环和复用段(线路)倒换环两大类。在通道倒换环中,业务信息的保护是以每个通道为基础的,根据环内每一个别通道信号质量的优劣来确定是否倒换。而在复用段倒换环中,倒换是以每一对节点间的复用段信号质量为基础的,当复用段有故障,在故障的范围内整个线路倒换到保护回路。根据通道保护复用段保护倒换的性质及保护信息的流向可以看出,一般情况下,通道保护倒换方式常用于集中型业务处理及网络管理上,而复用段保护倒换方式则常用于分散型网络管理及业务分配的系统中。那么,针对这两种保护方式,本设计将对照即将改造后的西部光环网,来进行相应的自愈环网保护设置。

改造后的西部光环网,将形成一个STM-16等级的支撑环网与一个STM-4等级的接入环网相切的基本结构,相切点正好是地调中心站,然后分别在两个环网上添加不同传输等级的环网或链路。对于整个西部光环网来说,从其业务流向上可以看出,各站点业务信息在传输回地调的同时,也被部分传输回各分集控中心。在西环网上,有建西集控、西固集控、红古集控、建设坪集控、榆中集控、永登集控等多个集控中心,但是相对于集控中心而言,大部分、甚至绝大部分信息依然是以地调中心站作为最终的传输溯源。所以,现阶段,兰州电网专用通信网的业务信息配置及流向还是一个集中型的网络结构。

原有的西部主干光环网,即改造后的接入主干光环网在西部光环网系统工程中就已经将其配置成为了一个双纤单向通道保护环网,并在所有的链路或环网接入节点上都进行了SNCP保护设置(环带链),使得环网上任何一个方向的光缆或站点(包括光接口板)出现故障产生该方向业务流中断时,都能在最短的时间内发生保护倒换,并使得各分支所带节点业务传输不致中断。所以,在改造后的该环网,因其网络拓扑并没有发生大的变化,所以还是继续保留该网络原有的保护倒换方式。

对于新建成的STM-16支撑主干光环网,因其业务流向也大部分都是传输回中心站,故也拟将该网络设置成为双纤单向通道保护环网。只是在该环网上的每一个节点,由于都带有分支或附属环网,所以,除中心站外,每一个网元都需要进行SNCP保护设置。

另外,由西部主干光链路改造成的两个STM-1等级的小环网和永靖地区小环网也依然采用双纤单向通道保护环方式。而永登地区和榆中地区的链路则采用SNCP无保护链方式。

图1为双纤单向通道倒换保护环示意图。

在通道倒换环上信号的传输方式是单向的,从A节点向C节点发送的信号沿业务光纤S按顺时针方向传输,从C节点向A节点发送的信号继续沿光纤S绕顺时针方向传输。发送侧发送的信号同时也送给保护光纤P,因此,在P光纤有一个从A向C发送的备份信号,且沿P光纤绕反时针方向从A传到C;P光纤上从C向A发送的备份信号继续沿P光纤绕反时针方向从C传到A每个节点均从两个方向接收到相同的信号,并选择两个方向来的信号中最好的一个。

当节点B和C之间的两条光纤同时被切断时,如图2所示。

在节点C,由于从A经S光纤按顺时针方向送来的信号已丢失,故接收端的倒换开关将S光纤转向P光纤,倒换为接收从A节点经P光纤按逆时针方向送来的信号,而C发向A的信息仍经S光纤按顺时针方向传送。其它个节点仍从顺时针方向接收信号,因而,B节点与C节点之间的路段虽已失效,但信号仍然沿两个方向在A与C之间传送,信息也正常地流过其它节点,根据图3可以看出。

在本次优化改造设计中新建设的STM-16等级的支撑主干光环网中,大部分路径是与三级通信网采用共缆分纤的方式来实现的。为了最优化合理的组织该环网的网络拓扑,我们在张家台变～海石湾变段的24芯OPGW借助了6芯,分别组成了302开关站～海石湾变(其中302开关站～张家台变段光缆为新建光缆)～张家台变段以及大坪开关站～张家台变(其中大坪开关站～海石湾变为已建成光缆)段,如图3所示。尽管OPGW光缆的可靠性是目前电力系统使用光缆中可靠性最高的一种光缆,但是在进行网络保护的时候,就不能不考虑光缆在中断时业务如何迂回的方式。所以,本设计拟对在出现张家台变～海石湾变段光缆中断时,业务信息在中断面最小的情况下进行迂回的通道保护方式,现作如下要求:

除STM-16等级支撑主干环网和两个依托在其上的STM-1等级小环网本身采用的双纤单向通道保护方式以及各节点采用的SNCP保护方式外,在该网络中,还需要借助系统中16个VC-4中的一个,组成地调中心站→302开关站→达川变→张家寺变→花庄变→洞子村变→红古变→红古供电所→海石湾变→一矿变→窑街变→建设坪变→连城电厂→大坪开关站→张家台变→炳灵变→和平变→地调中心站的一个新的虚拟通道保护环网,如图3。并将该网络上所有较为重要的2Mbps业务、自动化业务、调度业务、联网业务等通道全部组织在该虚拟环网上,一旦发生光缆中断的情况,这些业务不会随着光缆的中断而无法进行正常传输。

采用这种方式的好处是当网络中302开关站～海石湾变段、海石湾变～张家台变段和大坪开关站～张家台变段的光缆在同一时间中断时,STM-16主干环网上其余节点除借助自身的保护方式发生通道倒换外,海石湾变和两个STM-1等级小环网上的较为重要的业务也会随着虚拟环网的通道倒换而不至于发生中断。

另外,该保护方式只是针对海石湾变～张家台变段光缆中断时考虑的,如果是环网上任何一个网元或网元中的光板中断,都不会引起该保护动作,网络会利用自身的通道保护环网进行倒换,使得业务不受影响。

参考文献:

[1] 国家电力调度通讯中心.电力通信技术标准[M].北京:中国

电力出版社,2003.

[2] 韦乐平.光同步数字传送网[M].北京:北京邮电出版,1998.