SDH光设备在电力系统中的应用

温志坚

【摘要】为适应电力体制改革，加快电网智能化建设的步伐，电力通信网的规划建设也正朝着减少网络建设和运营费用方向努力发展。随着电网建设的不断完善，电网企业正实施“三化一流”的发展战略，而传输系统是信息网络体系的基础平台，因此作为目前传输系统的关键技术：SDH的传输，当然也就成为是电力系统信息技术应用的关键因素，并且已经成为电力系统信息化极其重要的组成部份。

【关键词】SDH;电力系统

1.绪论

SDH（synehronousnigita一Hierarehy，同步数字传输体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。

1.1 相关领域技术和发展趋势

SDH全称叫做同步数字传输体制，由此可见SDH是一种传输的体制协议，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性。

SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像和视频等。综合业务数字网中，我们需要把不同传输速率的各种信息都复接在一起，放在一根线路上传输。SDH技术在接入网中应用可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益。

1.2 课题研究意义

随着数字交换和数字传输的发展以及SDH和SONET在传输网中的大量引入，通信网络的同步问题已经变的日益重要，数字同步网已经成为现代电力传输的主要支撑网之一。近几年来，随着智能电网的迅速发展，传统的电路交换方式的网络逐渐向以IP为基础的能够融合语音，数据和图像等多种业务的综合网络过渡。

随着网络的不断演进，以IP为主的网络将已经取得主导地位。在演化过程中，已出现以SDH、ATM、以太网交换为基础的多业务接入平台等多种综合接入方式，已占据较大的市场份额。同时，设备的智能化小型化趋势都要求在满足SDH的同时能够最大限度的降低系统成本。用SDH光传输网络来传IP信号是近年来通信网络MSTP传输技术发展在实际中的最新具体应用，是IP OVER SDH技术的具体表现。

1.3 SDH的应用

由于以上所述的SDH的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。电力系统的专用网络已采用了SDH技术，架设系统内部的SDH光环路，以承载各种业务。

综上所述，SDH以其明显的优越性已成为传输网发展的主流。SDH技术与一些先进技术相结合，如光波分复用（WDM）、ATM技术、Intcrnet技术（IP over SDH）等，使SDH网络的作用越来越大。

2.SDH技术分析

2.1 SDH的概述

2.1.1 SDH的传输原理

SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM--N（SynchronousTransport，N=I，4， 16，64），最基本的模块为STM-l，四个STM-1同步复用构成STM-4，16个STM-1或四个STM-4同步复用构成STM-16;SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向270xN列字节组成，每个字节含8bit，整个帧结构分成段开销（Section OverHead，SDH）区、STM—N净负荷区和管理单元指针（AU PTR）区三个区域。

2.1.2 SDH传输网的基本构成

SDH传送网最重要的两个网络单元是终端复用器和分插复用器。以STM一1为例，终端复用器的主要任务是将低速支路信号和155Mb/S电信号纳入STM一1帧结构，再经CMI（符号反转码）变换后进入微波传送系统，其逆程正好相反。分插复用器，将同步复用与数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活的分插任意支路信号的能力，在网络设计上有很大的灵活性。

2.1.3 网络的常见网元

SDH 网是由不同类型的网元通过光缆线路的连接组成的，通过不同的网元完成SDH 网的传送功能：上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。SDH网中常见的三种网元。

终端复用器 TM（Terminal Multiplexer）

TM网元主要应用在点对点、链形网的2个端点上，也经常应用于环带链拓扑结构的端站上。它是一个双端口器件，如图2.1所示。

图2.1 TM模型

分/插复用器ADM（Add/Drop Multiplexer）。

ADM是SDH网络中应用最为广泛的网元类型，将同步复用和数字交叉连接功能综合于一体，具有灵活地分插支路信号的能力。ADM 除了具有与TM 一样的信号复用和解复用功能外，最主要的是还能完成线路信号之间的交叉连接。ADM 是一个三端口的器件，网元结构类似于 2 个背靠背的 TM 组合，如图2.2 所示。

图2.2 ADM模型

数字交叉连接设备 DXC（Digital Cross-connect）

DXC完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接，如图2.3所示。

图2.3 DXC模型

3.SDH技术在电力系统应用

3.1 网络架构设计

电力输电网的网架结构，决定了电力通信网分级、分层、分区的传输网络拓扑结构。在实际建设过程中，还需要根据实际情况，考虑网络建设和管理的复杂度，确定网络的层次架构。

3.2 SDH用户接入设备的布置

省调配置一套SDH用户接入设备，将各地区通信网至省调及上级调度的主通道业务信号进行分叉/复接，实现业务重组;区调配置一套SDH用户接入设备，将各县通信网，发电厂至区调、省调的主通县调配置一套SDH用户接入设备，将各变电所，发电厂至区调、省调的主通道业务信号进行分叉/复接，实现业务重组。

3.3 SDH在电力系统中的应用

SDH电力通信承载网的应用：

电力通信承载网在为电力系统服务方面需为省局、电厂、变电站及与市局之间提供业务通道的基础服务。

在拓扑结构的选择上，由于电力通信网络光纤电路覆盖面大，节点多且分散，距离长，业务密度集中，电路分期呈链形建设，很难形成网状拓扑，也就无法发挥网状拓扑的多路由可选、可靠性高、生存性强的优势。基于电信级以太网技术的环形网络有多样的环网类型（相交环、相切环、环与链），灵活的组网能力和成熟的自愈技术，更适合电力通信光网络的组网。如图3-2-2所示。

图3-2-2 电力通信承载网

综上所述，电力公司需要建设一个可靠安全、高速高效的多业务承载网络，这个网络应该是具备高可靠性、高安全、高宽带、大容量、智能化的分组化网络。

3.4 SDH在电力系统中的保护

选择合理的SDH设备及网管系统：

（1）SDH设备分类

SDH设备根据其种类可划分为终端复用器TM，再生中继器REG，分插复用器ADM和数字交叉连接设备DXC，在组网时要生视设备的各种接口的合理配置与设备在网络中的恰当运用问题

（2）SDH网管系统

SDH的网管系统能自动处理和管理所接网络中各站设备的各种信息，并能对系统运行进行分析，还能通过远端维护接口来处理和管理其他网络中各站设备的各种信息，同时，能做到与PDH设备网管在一定程度上的兼容。另外，由于SDH传输网对其网络管理的依赖性较大，因此，在对网络管理软件操作的过程中，一定要注意操作的规范化，在进行软件版本升级过程中，要时刻注意网络的运行情况，做好处理突发事件的准备。

4.总结

SDH作为新一代的传输网体制，正迅猛发展。SDH通信模式，可以实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护。可以接入各类电力通信业务，以此形成电力通信网络的综合化、数字化、智能化和宽带化。我们在规划或建立新的通信系统时，应首先考虑使用SDH设备，这样就可以实现高效、高智能、高灵活和高生存能力、维护功能齐全、操作运行廉价的电力通信网，不仅可以更好地为电力系统生产、调度等服务，而且还使电力专用通信网今后以竞争力很强的价格进入市场，为电力公司开创新的收入来源、创造更好的经济效益打下基础。

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