电力通信网络故障问题分析及对策

丁 哲

（国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，江苏 连云港 222000）

0 引 言

SDH技术是基于复接、交换以及线路传输等技术为一体的，且在统一网管系统下操作的一种综合性较强的信息传输网络体系。我国经济近年来得到了飞速发展，因此在电网建设规模上也得到了快速的拓展，电力通信安全性、可靠性和兼容性的需要也在不断提升。因此，基于SDH技术的通信系统在整个电力通信网络中得到了更加广泛的应用。尤其是近些年来，电力通信骨干网络从之前的2.5 Gb/s、622 Mb/s升高到40 Gb/s、10 Gb/s，能极大地满足常规电力生产业务开展的需要。但在部分跨区段的通信网中，还存在网架结构较为薄弱和带宽瓶颈问题，市县SDH传输网在整体保障能力方面的制约较大。

1 市县SDH电力传输网常见故障问题分析

1.1 传输网的网架结构薄弱

很多电力SDH传输系统均是以多个电网的基建工程而独立建设，所以没有形成完整的环网，在多点故障保护方面的功能还没有完善。若在传输网络线路中存在单节点与多节点故障，很难采取迂回线路来分担故障线路的传输任务。尤其是在市县的SDH传输系统中，很多区段的光缆资源较为紧缺，即便是在多套传输系统中，往往也是采用一根光缆承载；一旦光缆发生故障，将导致多条输电线路的电网的生产业务受到影响。

1.2 干线的传输容量不足

目前，很多电力SDH干线传输网中，传输系统采用的规格主要是2.5 Gb/s、10 Gb/s，用于承载语音、继电保护以及调度自动化等方面的实时业务与信息管理、视频等方面的非实时数据业务。但是在当前的智能化电网和无线专网等新增业务不断出现的现状下，很多传输网自身在传输容量上受到的限制较多，使得其自身的承载能力较差，在新业务适应方面的能力严重不足。电网在快速地发展，不管是电网生产业务，还是管理业务，在带宽方面的需求也在不断的提升，尤其是大颗粒业务方面的需求变得日益多元化，使得带宽问题成为制约发展的主要技术瓶颈。

1.3 缺乏明确的网络发展规划

电网建设中，电力通信网属于配套的网络。但是我国的电力行业在SDH传输网建设方面缺乏科学的统筹规划和方案，尤其是在通信新技术创新方面缺乏敏锐的洞察力[1]。

2 市县SDH电力传输网常见故障的处理对策

2.1 加强SDH的网络拓扑结构的优化和完善

SDH网络中，采取光纤相互连接的方式，将多个网络节点进行组合。网络拓扑是基于网络形状的，即网络节点与传输线路之间的几何排列能有效地将网络物理连接反映出来。常见的拓扑结构有链形、树形、星形、网孔形及环形等。链形、环形以及环链组合的拓扑结构比较复杂，在电力SDH通信网络中的应用较为广泛。

2.2 发挥SDH的自愈网络保护作用

自愈网络就是在没有人为干预的情况下，网络可以在最短的时间内从失效故障自动恢复到正常[2]。

由于分类时的视角不同，所以可以将自愈网络分成不同的类型。例如，按照保护原理与拓扑结构进行分类，链形复用段SDH的自愈网络就可以分成线性复用保护、环形网络保护以及子网连接保护。其中，链形复用段能分成两类，一类是“1+1”链形复用段保护，另一类是“1+N”链形复用段保护；环形网络也能分成两类，一类是复用段保护环，另一类是通道保护环。

“1+1”链形复用段保护的保护方式是“1+1”的保护系统与工作系统组合而成，通过发送端的两路信号并发，而接收端所接受两路信号就会择优选取。通常，接收端主要是从工作路由中进行业务信号选取，一旦工作路由故障，接收端就会将其倒换到保护路由中进行业务信号的选收。所以“1+1”链形复用段保护是采取发端双方的方式，即不支持保护通道传输其他的业务。

“1+N”链形复用段保护主要是采取多个工作系统，但是其保护系统只有一个且平行，多个工作系统用N来表示，N介于1～14，当结构为1:1时属于特例。通常，多个工作路由在同时传输正常业务信号时，保护路由同时能传输其他的业务。即便是多个工作系统中的某个工作系统失灵，该保护也能及时地将信号倒换到备用保护系统传输，根据用户所确定的有限级别来实施保护性倒换。

对于复用段保护环，当二纤双向复用段的保护环为共享保护环时，环上的每两个节点之间只要两根光纤就能传输，但是每个传输方向只有光纤容量的一半，其前半个时隙能传输主用业务，而后半个时隙则是传输其他业务。

当网络正常时，网元A到C的主要业务是置于Sl／P2光纤中的S1时隙，而备用业务则置于P2时隙中，顺着Sl/P2从网元B穿通后，传输给网元C，网元C则从光纤S1/P2的S1时隙和P2时隙分别提取主用和其他业务；网元C到A的主用业务则是置于光纤S2/P1的S2时隙，而其他业务则置于光纤S2/P1的P1时隙，再从网元B传到网元A，并在S2/P1光纤中提取业务。

当环网B-C之间的光缆段被切断后，网元A到C的主要业务是置于Sl／P2光纤并传输给网元B，网元BZ主要是故障端点处环回，而备环回是顺着Sl/P2的S1时隙，业务全部环入S2/P1的P1时隙，再顺着光纤S2/P1从网元A、D传输到网元C的主用业务，并且环回到光纤Sl/P2的S1时隙，网元C对该时隙业务进行提取，从而将网元A到C的主用业务进行提取；网元C到A的业务，首先是网元C到A的主用业务S2，当环回到光纤S1/P2的P2时隙后，该时隙的其他业务将会被中断，再顺着光纤S1/P2经过网元D、A传输给网元B，网元B就会进行环回处理，把光纤S1/P2的P2时隙业务环入光纤S2/P1的S2时隙，最后从光纤S2/P1传输给网元A，最终在环网故障中达到业务自愈的功能。

对于通道保护环，主要是二纤通道保护环中包含了两根光纤，并将其组成两个环路，主环路用Sl表示，备环路用Pl表示。这两环之间的业务流向相反，通道保护环在实现保护功能时，主要是利用网元支路板所具备的并发选收的作用而实现，即支路板把支路上的业务采取并发的方式环入S1和Pl上，两个环上的业务完整相同，只是流向相反。网元支路板主要是选收主环下支路业务。当环网内的网元A和C的业务互通时，二者都会将上环支路业务并发到S1和Pl上，此时S1和Pl上传输的业务相同，流向相反，S1和Pl分别为逆时针和顺时针。当网络处于正常状态时，网元A与C均会选收S1中的业务，此时网元A和C的业务互通，就是从网元A到网元C的业务从网元D经过，再从光纤S1传输主环业务给网元C，而备环业务则是从光纤Pl经过网元A传输主环业务给网元C。网元C支路板就会选收主环S1中网元A到C的业务。当网络正常时，其工作流程如图1所示。

图1 网络正常时二纤单向通道倒换环

若B段和C段的光纤被同时切断，这些网元支路板中的并发功能同样存在，所以S1环与P1环中的业务一样。当光纤切断时，其工作流程如图2所示。

图2 有光纤切断时二纤单向通道倒换环

此时，网元A到C的业务，从A支路板并发给光纤S1、P1。光纤S1的业务从网元D到C，光纤P1的业务从网元B到B与C之间的断裂的光缆，此时光纤P1中的业务就不能传入网元C，但经过网元C默认选收主环S1中的业务，此时网元A到C的业务并没有中断，而C支路板不会保护倒换，并将进入网元A的业余并发给光纤S1、P1。此时光纤P1中C到A的业务主要是通过网元D传入网元A，而S1中的C到A的业务，因为B与C之间光缆断裂不能传入网元A，但经过网元A默认选收主环S1中的业务，此时B网元就会在线路W侧发出警告，因此往下插入全“1”-AIS后，A支路板就会受到S1的警告信息，立即切换到备用光纤P1上完成C到A的业务，使得C到A的业务得到及时恢复，对环上业务进行通道保护，A支路板就会切换到选收备环状态而进行通道保护倒换[3]。

3 结 论

随着电网业务的不断增加，采用传统的SDH传输网络架构已经难以满足现代电力通信的需求。因此，本文结合市县SDH电力传输网的运行实践，对其运行中的故障与问题进行了梳理，并提出了相应的对策。