2M电路切换器对提升电路可靠性的应用研究

胡红明

（南方电网六盘水供电局，贵州 六盘水 553001）

0 引言

目前在电力通信光传输网络中，2M电路是最主要的业务承载形式，大约80%的电力通信业务应用需求都需要经过2M电路进行承载、转接并接入各类应用终端设备，如 PCM、交换机、继保、视频会议等终端，这些业务对通信质量都有着严格的要求，尤其是继电保护业务，对通信质量的要求尤为苛刻[1]。因此，如何减少2M电路的故障率是确保电网通信安全可靠的必要措施。

1 贵州电网六盘水地区光传输网络介绍

为了提高通信线路的可靠性，电网通信行业提出了建设光纤通信系统A、B网的概念，即建设光传输A网和光传输B网，光传输A网和B网采用不同厂家的设备，完全形成1+1的网络备份。2009年底，贵州电网六盘水地区已经建设完成光传输B网，并与原有光传输A网形成双系统运行。图1为六盘水地区传输A网的拓扑图，图1中，水城片SDH设备为烽火的GF155-03B,2001年投运。下页图2为六盘水地区传输B网部分站点的拓扑图。

图1 六盘水地区传输A网拓扑

传统的运行方式是接入业务可以在A网和B网上自由的切换，当一个网络出现故障，可以将业务切换到另一个网络上，大大的提高了网络运行的安全性[2]。然而目前的切换动作往往是由人工完成，这样使得通信存在一定的中断时刻，降低了系统运行的安全可靠性，而 2M电路切换器的引用正好解决了上述问题，使电网调度业务做到无损切换。

图2 六盘水地区传输B网拓扑

图2中水城地区光传输B网为中兴公司S385设备，2009年投运。

2 2M电路切换器原理

2M电路切换器工作原理如图3所示，切换器有两个输入端口、一个输出端口，输入端口分别与A网和B网相连，输出端口与终端相连，传输业务同时馈入传输系统A和传输系统 B，由切换器根据传输信号的质量，决定使用哪个传输系统传送的信息。

图3 2M电路切换器工作原理示意

图4为2M电路切换器的原理框图。

图4 2M电路切换器原理框

从图4中我们可以看到两个输入端口A、B分别和A、B网相连，当切换器自身发生故障或是断电时候，切换器自动切换到通道1，业务直接透传过去，不会影响整个传输体系。在切换器正常工作的时候，A、B网的信息分别存储到缓存器1和2中，同时送到质量分析模块和定时调整模块，质量分析模块对 A、B网的信号质量进行分析，决定是否进行切换动作，定时调整模块对缓存器中的信号进行时延对齐，保证缓存器1和2输出的信号为同一时刻，以便于在切换前后没有时延的重叠或是丢失，达到无损的目的。

3 2M电路切换器技术特点

2M电路切换器是集信号质量监测与电路自动切换于一体新型电路倒换设备，可在光传输A网和光传输B网之间实现无损伤（零误码）的全自动切换，完全不需要人工干预，并可通过网管对2M电路的信号质量及工作状态进行监控[2]。

2M电路切换器的技术关键在于：

采用双发选收机制；

时延自动对齐，无损伤切换；

2M电路损伤预判决和预切换技术，可保证了线路损伤不影响用户信息传输；

2M电路比特级误码切换，提高通信系统误码传输质量；

2M电路采用高精度数字锁相环，避免切换时时钟相位抖动对电路产生影响；

具备掉电自动保护功能，避免电源或设备本身故障对电路产生影响；

4 2M电路切换器的设备形态和应用建议

2M电路切换器对2M电路保护效果明显，在实际工程中有着广阔的应用空间，例如高清视频会议等业务。2M电路切换器可将2张由不同厂家设备组成的光传输A网和B网整合成一张坚强、可靠、统一的业务承载网，充分发挥光传输 A网和B网的互为保护，自动倒换的特点[3]。下页图5为高清视频会议通信网络典型应用方案：高清会议系统同时架设在SDH传输网络的A、B双平面之上，以E1通信方式为主，IP通信方式为辅。在采用 E1方式工作时，通信线路可在光传输A网和光传输B网之间做到完全无损切换，高清会议信号在切换时候不会出现任何损伤，可充分保障在通信线路出现光缆中断、2M误码、设备本身故障等多种常见故障时，此高清会议电视网络的安全可靠运行。

图5 继电保护设备通信系统典型应用方案示意

5 结语

目前国内还没有针对 2M电路的可靠性，尤其缺少具体的量化的 2M电路的可靠性研究，仅仅是针对不同行业的业务需求对 2M电路提出了不同的可靠性要求，某些特殊行业提出了越可靠越好的要求，但也没有具体的量化指标[4]。通过引入2M切换器技术可独立于现有光传输网络之外对2M电路的信号质量进行在线监测,建立独立的2M电路可靠性指标数据库,为提出具体的2M电路可靠性量化指标提供依据[5]。对维护电力通信系统安全稳定运行具有重大的理论意义和宽广的现场应用前景。

[1] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.823 (2000), The Control of Jitter and Wander within Digital Networks which are Based on the 2048 kbit/s Hierarchy[S].Geneva, Switzerland: ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:45-48.

[2] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.783(2004),Characteristics of synchronous Digital Hierarchy (SDH) Equipment Functional Blocks[S].Geneva, Switzerland: ITU- T for ITU Telecommunication Standardization Sector:149-156.

[3] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.811 (1997),Timing requirements of primary Reference Clocks [S].Geneva,Switzerland:ITU-T for ITUT elecommunication Standardization Sector:213-223.

[4] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT O.172, Timing Jitter and Wander Measuring Equipment for Digital Systems which are Based on the SDH [S].Geneva,Switzerland: ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:11-12.

5] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITU-T Recommendation G.812 (2004),Timing Requirements of SlaveC locks Suitable for Use as Node Clocks in Synchronization N etworks[S]. Geneva, Switzerland:ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:354-362.