張紅瑛

（國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321000）

電力信息

金華地區(qū)電力通信基礎網(wǎng)運維現(xiàn)狀分析及維護建議

張紅瑛

（國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321000）

針對金華地區(qū)電力通信基礎網(wǎng)的拓撲現(xiàn)狀，結合地區(qū)網(wǎng)絡發(fā)展的需求，討論了基礎網(wǎng)傳輸系統(tǒng)拓撲結構和運維現(xiàn)狀存在的設備異常、板卡資源緊張、合理接入等問題，并就金華地區(qū)基礎網(wǎng)系統(tǒng)拓撲結構層次的合理優(yōu)化以及運行維護提出可行性建議。

通信基礎網(wǎng)；拓撲；優(yōu)化建議

金華電力通信基礎網(wǎng)（簡稱基礎網(wǎng)）分為骨干層和接入層，骨干層覆蓋金華城區(qū)獨立通信站、縣級供電公司及部分220 kV站點，接入層覆蓋金華、義烏、東陽、磐安、武義部分220 kV變電站和部分110 kV變電站。金華基礎網(wǎng)ECI（全球網(wǎng)絡基礎設施提供商）傳輸系統(tǒng)目前接入的站點為40個，隨著2014—2015年工程建設和技改項目的變電站陸續(xù)建成和投產(chǎn)，基礎網(wǎng)規(guī)模將進一步擴大，承載的業(yè)務量逐步遞增，運維的安全壓力增大，對基礎網(wǎng)的網(wǎng)絡架構穩(wěn)定和日常維護提出了更高的要求。

通過研究金華基礎網(wǎng)ECI傳輸網(wǎng)絡承載業(yè)務現(xiàn)狀，結合網(wǎng)絡的保護方式研究以及下一步網(wǎng)絡承載需求分析討論，針對基礎網(wǎng)邏輯拓撲結構合理性和網(wǎng)絡層次的合理優(yōu)化以及日常運維方面，提出可行性建議。

1 基礎網(wǎng)運行現(xiàn)狀

1.1 基礎網(wǎng)的建設

金華地區(qū)基礎網(wǎng)始建于2011年，于2013年1月正式承載業(yè)務。基礎網(wǎng)作為金華地區(qū)傳輸網(wǎng)絡的第二平面進行建設，與華為傳輸網(wǎng)絡和富士通傳輸網(wǎng)絡并存，主要發(fā)揮重要業(yè)務進行分流和減少重要業(yè)務中斷風險的作用。

基礎網(wǎng)傳輸系統(tǒng)主要采用了ECI公司MSTP（多業(yè)務傳輸平臺）設備，型號分別為XDM1000和XDM500，覆蓋范圍包括金華地區(qū)所轄500 kV變電站、220 kV變電站、部分110 kV變電站和所有縣級供電公司獨立通信站、中心站。隨著一批傳輸設備的服役年限接近10年，對這些設備采用逐年退役的方式，退役的站點業(yè)務將逐步割接至基礎網(wǎng)。另外，2014—2016年一些已經(jīng)立項的電網(wǎng)基建項目將陸續(xù)完工，基礎網(wǎng)的站點覆蓋范圍進一步擴大，將覆蓋整個金華地區(qū)所轄的重要站點。

1.2 基礎網(wǎng)傳輸結構

金華地區(qū)基礎網(wǎng)ECI傳輸網(wǎng)絡主要分為2層結構，其中由縣級供電公司獨立通信站、重要500 kV站點、220 kV站點以及市級供電公司中心站組成的匯聚層，傳輸容量為10 G，其他各個片區(qū)的220 kV與110 kV站點作為接入層，傳輸容量為2.5 G，接入層包括義烏、武義、永康、東陽等片區(qū)。具體結構如圖1所示。

圖1 基礎網(wǎng)分層結構

1.3 保護方式

SNCP保護即子網(wǎng)連接保護[1]，是通道保護的延伸，遵循“雙發(fā)選收”的原則，對業(yè)務采用1+1保護方式。如圖2所示，A端業(yè)務雙向發(fā)送，B端選擇工作路徑接收業(yè)務，若工作路徑發(fā)生中斷，B端選擇器判斷兩條路徑發(fā)送的信號，發(fā)現(xiàn)工作路徑信號異常，立即切換至保護路徑，這一過程不需要啟動APS（自動保護倒換協(xié)議），切換時間短。SNCP保護中主備通道的切換判斷選擇動作位于交叉板完成[2]。

圖2 子網(wǎng)連接保護

SNCP保護是能夠適應任何網(wǎng)絡拓撲結構的保護方式。網(wǎng)元A至網(wǎng)元B之間存在工作路徑和保護路徑，根據(jù)SNCP保護方的特點工作/保護路徑可以是1條鏈、1個環(huán)甚至更加復雜的網(wǎng)絡結構（網(wǎng)狀網(wǎng)、環(huán)帶鏈、或混合結構等），統(tǒng)稱為工作子網(wǎng)和保護子網(wǎng)。

1.4 SNCP保護方式的優(yōu)勢

相較于電力系統(tǒng)通信SDH（同步數(shù)字體系）傳輸組網(wǎng)中常用的通道保護和復用段保護方式，SNCP保護方式有其自身優(yōu)勢。

與PP環(huán)（通道保護）比較，兩者都采用“雙發(fā)選收”的工作模式，無需啟動APS協(xié)議，主備時隙倒換時間短。SNCP保護方式可以作為通道保護環(huán)的延伸，通道保護環(huán)只能保護本地支路板下的PDH（準同步數(shù)字系列）業(yè)務[3]，SNCP可保護的業(yè)務級別更廣，包括VC4、VC3、VC12，既能完成對低階支路業(yè)務的保護，也能保護高階業(yè)務。與通道保護單一的組環(huán)模式相比，在網(wǎng)絡規(guī)模無法預知的情況下，SNCP保護的網(wǎng)狀結構對SDH傳輸網(wǎng)絡組網(wǎng)拓展的適應性更強。

MSP環(huán)（復用段保護）也稱線路保護[4]，僅對復用段進行保護，通常適用于VC4級別的保護，如果復用段通道切換失敗，高階通道保護（VC4級別）切換失敗，其高階通道內(nèi)承載的所有低階業(yè)務將中斷，并且MSP需要APS協(xié)議支持，可靠性不高，環(huán)內(nèi)支持站點數(shù)量有限。與之相比，SNCP保護具備對網(wǎng)絡規(guī)模沒有要求，切換無需協(xié)議支持等優(yōu)勢。

地區(qū)傳輸網(wǎng)絡主要是PCM（脈沖編碼調制）業(yè)務、自動化遠端測控，所承載業(yè)務容量以2M為主，兼承載信息網(wǎng)業(yè)務，信息網(wǎng)業(yè)務包括VC12，VC3，VC4。從以上兩個方面考慮，選擇SNCP保護方式適合金華地區(qū)基礎網(wǎng)ECI網(wǎng)絡建設需求。

2 基礎網(wǎng)維護問題分析

2.1 設備存在薄弱點

基礎網(wǎng)正式投入運行已近2年，從開始的十幾個站點，到目前近40個站點，隨著網(wǎng)絡承載量的增加，存在問題也隨之不斷顯現(xiàn)。

基礎網(wǎng)設備采用新的設備和保護方式，無經(jīng)驗可以直接借鑒，因此基礎網(wǎng)的運維方法和拓撲優(yōu)化原則是在摸索中逐步總結。

表1列舉了基礎網(wǎng)ECI系統(tǒng)投運2年內(nèi)出現(xiàn)的比較典型的故障，故障站點幾乎覆蓋500 kV，220 kV，110 kV以及縣級供電公司中心站，故障設備包括低功率的XDM500和高功率的XDM1000設備，故障板卡主要集中在電源板和風扇板卡。ECI設備板卡內(nèi)部自帶監(jiān)測系統(tǒng)，一旦板卡異常，則上報Bit Faied告警。頻繁出現(xiàn)風扇和電源板卡故障，一定程度上反映出設備板卡本身存在的薄弱點。

2.2 中心站承載量大

市級供電公司中心站是基礎網(wǎng)的核心站點，也是網(wǎng)管服務器的網(wǎng)關網(wǎng)元接口設備。表2統(tǒng)計了網(wǎng)內(nèi)220 kV/110 kV站點業(yè)務流向，表中可以看出基礎網(wǎng)內(nèi)站點地調、省調接入網(wǎng)、地調數(shù)字透傳、西門子交換機聯(lián)網(wǎng)以及金華片區(qū)的220 kV和110 kV站點的PCM業(yè)務，全部接入市級供電公司中心站樓ECI設備或進行2M業(yè)務的轉接。

表1 基礎網(wǎng)典型故障匯總

表2 網(wǎng)內(nèi)220 kV/110 kV站點基本業(yè)務流向統(tǒng)計

中心站ECI設備現(xiàn)有7槽、8槽2塊2M板卡，每塊板卡帶有81個2M端口。據(jù)統(tǒng)計，中心站ECI設備共承載近百個業(yè)務的下載和轉接工作，其中7槽位板卡已經(jīng)滿負荷運載。

根據(jù)以上分析，中心站點地位相當于基礎網(wǎng)的心臟位置，承載業(yè)務量大，但僅有1臺XDM1000設備，重要站點單設備運行，一但該設備出現(xiàn)故障，所承載的業(yè)務將受到影響，且難以將業(yè)務及時分流。

中心站是全網(wǎng)的中心，在每一個地區(qū)供電公司的接入層環(huán)內(nèi)，縣級供電公司獨立通信站處于接入層的中心地位，所轄的220 kV和110 kV的地調接入網(wǎng)、PCM業(yè)務全都在縣級供電公司設備2M端口下載，因此隨著網(wǎng)絡的不斷擴大，獨立通信站單設備運行也同樣存在業(yè)務風險無法合理均分的情況。

2.3 重要站點板卡資源緊張

500 kV A變電站僅有1臺設備，從拓撲示意圖3中可以看出，該設備承載6條光路，ECIXDM1000設備僅有9個槽位可以承載光板。根據(jù)金華片區(qū)各站點所處地理位置，將500 kV A變電站作為金華片區(qū)接入層的主要接入站點，設備承載光路數(shù)目多，如果設備發(fā)生故障，中斷的光路多，影響范圍大。

圖3 匯聚層拓撲示意

2.4 物理拓撲與邏輯拓撲不符

基礎網(wǎng)建設過程中，接入層站點逐年增加，新增站點的邏輯拓撲和物理拓撲不符，接入層難以成環(huán)，需以雙鏈接入片區(qū)內(nèi)核心站點，不僅使中心站點板卡資源的過度消耗，業(yè)務流向也無法合理規(guī)劃。

以武義片區(qū)為例，圖4是該片區(qū)的邏輯拓撲圖，其中220 kV站點溫泉變電站（簡稱溫泉變，以下類推）和國網(wǎng)武義縣供電公司站以10 G光路互聯(lián)，位于匯聚層，其余站點以2.5 G環(huán)的形式接入國網(wǎng)武義縣供電公司和溫泉變之間，其實際的物理拓撲如圖5中虛線箭頭所示：百花變-明招變-瑩鄉(xiāng)變-溫泉變-國網(wǎng)武義縣供電公司-武義變，物理路由與邏輯拓撲路由環(huán)路一致。

圖4 武義片區(qū)邏輯拓撲

隨著2014年度基建新增站點湯村變和熟溪變的加入，如果強行將2個站點插入接入層環(huán)中，將出現(xiàn)邏輯拓撲與光纜實際路由不符以及網(wǎng)絡層次不清晰的情況。

3 基礎網(wǎng)維護建議

3.1 做好故障應急方案

圖5 武義片區(qū)物理拓撲流向

針對ECI設備電源板和風扇板頻繁出現(xiàn)板卡故障，應及時做好應急方案，根據(jù)出現(xiàn)電源告警的站點級別，判別缺陷等級，并及時進行更換板卡的操作。建議電源板和風扇板的備品備件充足，以便及時處理缺陷。

3.2 中心站點配備2套設備

中心站點單設備運行，業(yè)務負荷重，且緊急情況下對重要業(yè)務無法分流，中心站點需新增設備1臺。為減輕500 kV A變電站設備槽位少的壓力，撤除市獨立通信站至中心站和中心站至500 kV A變電站的10 G光路，500 kV A變電站新增同型號設備1臺，改進后拓撲如圖6所示。新增點市中心站02和500 kV A變電站02作為市區(qū)片新增接入層站點的接入站，虛線表示市區(qū)片區(qū)接入層站點接入位置。

圖6 改進后匯聚層邏輯拓撲

3.3 調整邏輯站點位置

針對2.4節(jié)中提出的物理拓撲與邏輯拓撲不符的情況，建議調整邏輯拓撲中瑩鄉(xiāng)變和明招變的位置，以使新增站點湯村變和熟溪變能夠順利接入，構成環(huán)形結構，具體邏輯拓撲如圖7所示，物理光纜走向如圖8所示。經(jīng)過邏輯拓撲內(nèi)網(wǎng)元位置的調整，在最大限度節(jié)約設備板卡的情況下，將新增站點加入原接入層邏輯環(huán)中，網(wǎng)絡層次清晰，避免網(wǎng)絡中出現(xiàn)同路由的現(xiàn)象。

圖7 改進后武義片區(qū)接入層邏輯拓撲

圖8 改進后武義片區(qū)接入層物理拓撲流向

4 結語

電力通信基礎網(wǎng)的運維優(yōu)化意在充分了解中短期和長期的業(yè)務需求的前提下，做好短期和長期的業(yè)務規(guī)劃；合理利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，在確保安全穩(wěn)定運維的情況下，使現(xiàn)有資源得到最大化使用。通過對金華基礎網(wǎng)ECI傳輸網(wǎng)絡現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)了存在的設備薄弱環(huán)節(jié)和環(huán)網(wǎng)拓撲結構的不合理點，并提出了一系列可行性建議，下一步將進一步研究設備合理分配和網(wǎng)絡需求容量之間的平衡關系。

[1]羅紅波，趙慧琴，郝曉偉.主干光纖網(wǎng)SNCP環(huán)結構下業(yè)務組織的探討[J].電力系統(tǒng)通信，2006，27（增刊）:27-29.

[2]吳銘峰，高淑芬，劉培瑩.子網(wǎng)連接保護（SNCP）在傳輸網(wǎng)中的應用分析[J].天津通信技術，2003（1）:33-36.

[3]高鵬，陳新南，陸明，等.南方電網(wǎng)SDH光纖通信環(huán)網(wǎng)繼電保護通道分析[J].南方電網(wǎng)技術，2007，1（2）:43-47.

[4]王利紅.關于二纖復用段保護環(huán)故障處理分析[J].甘肅科技，2013，29（3）:22-24

（本文編輯：楊勇）

Operation&Maintenance Status of Infranet for Power Telecommunication in Jinhuaand Optimization Suggestions

ZHANG Hongying
（State Grid Jinhua Power Supply Company，Jinhua Zhejiang 321000，China）

In the light of present topology of power telecommunication infranet in Jinhua，the paper discusses equipment abnormality，lack of board resources and reasonable access and so forth in topology structure of infranet transmission system and existing operation and maintenance status；in addition，it presents feasible suggestions on optimization of topology structure layers of infranet transmission system and the operation and maintenance.

telecommunication infranet；topology；optimization suggestion

TN915.853

B

1007-1881（2015）01-0048-04

2014-10-20

張紅瑛（1984），女，工程師，從事電力通信調度運維工作。