禹 寧，屈蓓蓓

（國網(wǎng)山西省電力公司信息通信公司，山西 太原 030001）

同步數(shù)字體系數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備性能測試的應(yīng)用和研究

禹 寧，屈蓓蓓

（國網(wǎng)山西省電力公司信息通信公司，山西 太原 030001）

闡述了目前同步數(shù)字傳輸體系中光傳輸信號的基本指標及各項重要指標的性能測試方式，目的是為了在通信工程驗收階段有針對性地對所建設(shè)的光傳輸系統(tǒng)進行質(zhì)量評測。

同步數(shù)字傳輸；光傳輸；信號；性能指標

0 引言

隨著國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略，目前電網(wǎng)構(gòu)架已形成相當規(guī)模，對電網(wǎng)管理的自動化水平的要求不斷提高，大量涉及電力生產(chǎn)、運行、管理的各種信息需要穩(wěn)定、可靠、迅速地進行傳輸，這無疑對電力通信提出更高要求。

目前光纖通信以其傳輸頻帶寬、通信容量大、衰減小、抗電磁干擾和傳輸質(zhì)量高的特點，在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最廣的傳輸方式就是同步數(shù)字傳輸體系SDH（Synchronous Digital Hierarchy）[1]?？梢哉fSDH光傳輸系統(tǒng)是目前電力通信網(wǎng)的主流體系，也是最重要的基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)，如何有效地利用SDH技術(shù)，對促進電力工業(yè)現(xiàn)代化的管理有著非常重要的意義。

1 主干SDH網(wǎng)絡(luò)在電力通信中的運用

主干SDH網(wǎng)絡(luò)主要承載山西主干數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、省調(diào)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、國網(wǎng)及華北調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、500 kV線路繼電保護、調(diào)度電話、會議電視等重要業(yè)務(wù)，是省—市、500 kV及220 kV樞紐站點電網(wǎng)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的主通道。覆蓋全省各中心站、500 kV站及220 kV樞紐站。主干SDH網(wǎng)絡(luò)核心結(jié)構(gòu)由11個四纖復(fù)用段自愈環(huán)組成，具備抗單點故障、鏈路故障等自愈功能。

2002年開始建設(shè)的主干SDH/2.5G傳輸系統(tǒng)發(fā)展至今已經(jīng)形成依托500 kV主干光纖網(wǎng)架，以全省11個四纖復(fù)用保護環(huán)為主體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，全面覆蓋省內(nèi)地市公司、500 kV變電站及部分樞紐220 kV變電站，主要滿足國網(wǎng)山西省電力公司至各供電分公司、500 kV變電站間的各類業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊?，為山西省綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干鏈路、省調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干鏈路、華北調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)山西境內(nèi)骨干鏈路、500 kV線路繼電保護等業(yè)務(wù)提供可靠的通信通道。

2 電力通信專網(wǎng)中的SDH組網(wǎng)技術(shù)

隨著電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，基于寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)電力系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛；電力通信網(wǎng)的組網(wǎng)通過配置適當?shù)木W(wǎng)元設(shè)備，通過選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，組成可靠、高效的通信網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)電力系統(tǒng)中各種業(yè)務(wù)接入和管理。

3 電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)的SDH網(wǎng)絡(luò)拓撲和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電力系統(tǒng)中的容量急劇增加，為了確保電能的運輸、生產(chǎn)、分配和消費在瞬間能同時完成，電力網(wǎng)發(fā)展對電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)提出了更高的要求。電網(wǎng)安全、經(jīng)濟地運行，需要配置調(diào)度、保護、遠程控制等系統(tǒng)，因此這些系統(tǒng)中的所有信息傳輸都是由通信系統(tǒng)提供通道。如果電力系統(tǒng)因為通信不暢，不能及時調(diào)度指揮，就會造成大面積停電甚至系統(tǒng)瓦解，不僅國家經(jīng)濟損失十分慘重，而且會給社會造成嚴重的影響。由此可見，保障安全、實時、高效的通信在電力系統(tǒng)中的作用是非常關(guān)鍵的。

SDH技術(shù)具有特有的優(yōu)勢和特點，采用SDH技術(shù)組網(wǎng)尤其符合電力系統(tǒng)的需要。根據(jù)電力通信可靠性要求高的特點，主干網(wǎng)多采用光纖自愈環(huán)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，同時也可以采用雙環(huán)相切和多環(huán)相切。由于SDH設(shè)備組網(wǎng)可以實現(xiàn)光纖環(huán)路自愈的功能，無需人為干預(yù)且恢復(fù)時間較短，在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時能自動恢復(fù)通信，因此也符合電力系統(tǒng)通信要求。采用SDH技術(shù)組網(wǎng)對電力系統(tǒng)正常的運行提供了可靠的保障。

4 SDH光接口檢查與測試

4.1 平均發(fā)送光功率測試

平均發(fā)送光功率是發(fā)送機耦合到光纖的偽隨機數(shù)據(jù)序列的平均功率在S參考點上的測試值。

測試方法是將光功率計設(shè)置在被測光波長上，待輸出功率穩(wěn)定后，直接從光功率計上讀出平均發(fā)送光功率，平均發(fā)送光功率測試框圖如圖1所示。

圖1 平均發(fā)送光功率測試框圖

4.2 收信靈敏度和過載光功率測試

接收機靈敏度是在光輸入（R）參考點上，達到規(guī)定的比特差錯率BER=1×10-10時所能接收到的最低平均光功率。接收機過載功率是在R參考點上，達到規(guī)定的比特差錯率BER=1×10-10時所能接收到的最高平均光功率。

注意事項：對于較低比特率的通道建議使用外推法測試接收靈敏度，SDH光接口接收靈敏度及過載光功率測試方法如圖2所示。

圖2 接收靈敏度和過載光功率測試框圖

其中，STM-64型號的U1-64.2型號光盤是和功放盤（BA2）配合使用的一種特定波長的光盤，工作波長為1 550.12 nm。

5 SDH系統(tǒng)性能測試以及功能檢查

5.1 系統(tǒng)誤碼性能測試

SDH設(shè)備誤碼特性規(guī)定在正常（非最壞） 的工作條件下運行的設(shè)備應(yīng)無誤碼。檢測時間暫定為24 h。

測試方法是將設(shè)備工作正常的條件下，用SDH分析儀（誤碼檢測） 進行長期觀測，建議指標為24 h觀測結(jié)果應(yīng)無誤碼（即誤碼為0），系統(tǒng)誤碼性能測試方法如圖3a、3b所示。

圖3 系統(tǒng)誤碼性能測試接線圖

5.2 系統(tǒng)抖動性能測試

5.2.1 光輸出口輸出抖動

數(shù)字段輸出口的輸出抖動是在數(shù)字段輸入口接收的數(shù)字信號無抖動條件下，輸出口輸出數(shù)字信號的抖動。

測試方法是將SDH分析儀輸出無抖動的STM-N信號，接收端設(shè)置適當?shù)臏y量濾波器，連續(xù)進行60 s的測量，記錄測到的最大抖動峰峰值，STM-N輸出抖動測試方法如圖4a、4b所示。

圖4 STM-N輸出抖動測試接線圖

5.2.2 2M輸出口輸出抖動

網(wǎng)絡(luò)輸出口的輸出抖動是SDH/PDH網(wǎng)絡(luò)接口點的抖動。

測試方法是將SDH分析儀輸出無抖動的STM-N信號，接收端設(shè)置適當?shù)臏y量濾波器，連續(xù)進行60 s的測量，記錄測到的最大抖動峰峰值，2 M輸出抖動測試方法如圖5a、5b所示。

圖5 2M輸出抖動測試接線圖

5.2.3 光口輸入抖動容限

SDH設(shè)備STM-N輸入口的抖動容限規(guī)定為施加在輸入STM-N信號上能使光設(shè)備產(chǎn)生1 dB光功率代價的正弦抖動峰峰值，STM-N接口輸入抖動容限測試接線圖如圖6a、6b所示。

圖6 STM-N接口輸入抖動容限測試接線圖

5.2.4 2M抖動容限

支路輸入口的抖動容限規(guī)定SDH/PDH網(wǎng)絡(luò)接口點，輸入口要有承受規(guī)定強度抖動的能力，這種能力用正弦調(diào)制數(shù)字信號相位產(chǎn)生的抖動來檢驗，2M接口輸入抖動測試接線圖如圖7所示。

圖7 2M接口輸入抖動測試接線圖

6 時鐘選擇倒換功能檢查

驗證環(huán)路在主用時鐘失效時，時鐘源自動保護倒換性能。

時鐘選擇倒換功能檢查建議指標為：環(huán)路主備用時鐘保護倒換功能正常，網(wǎng)管系統(tǒng)能夠同步地顯示相關(guān)告警信息，能夠觀察到各設(shè)備的時鐘跟蹤狀態(tài)。設(shè)備在外部時鐘信號丟失或接收信號出現(xiàn)AIS后，應(yīng)在10 s后啟動倒換，倒換過程中系統(tǒng)不應(yīng)出現(xiàn)誤碼，系統(tǒng)誤碼性能測試框如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)誤碼性能測試框圖

7 保護倒換功能檢查

系統(tǒng)保護倒換功能檢查包括：保護倒換準則檢查和保護倒換時間測試。保護倒換準則檢查是指當系統(tǒng)發(fā)生下列故障時系統(tǒng)應(yīng)進行自動保護倒換，故障包括：信號丟失（LOS）、幀丟失（LOF）、告警指示信號（AIS）、誤碼超過門限指針丟失（LOP），保護倒換功能測試框如圖9所示。

保護倒換時間規(guī)定：完成倒換時間≤50ms；恢復(fù)方式下的等待時間為5min～12min。

圖9 保護倒換功能測試框圖

8 總結(jié)

以上幾項SDH設(shè)備性能的測試是在工程驗收，日常運行維護中最常關(guān)注的性能指標，SDH設(shè)備的性能指標很多，需要不斷地學(xué)習(xí)設(shè)備維護原理，通信專業(yè)知識，善于總結(jié)在日常工作中發(fā)現(xiàn)的問題，逐漸積累經(jīng)驗。

［1］ 肖萍萍，周芳.SDH原理與技術(shù)［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002.

Study and Application of the Performance Test on SDH Data Transm ission Equipment

YU Ning，QU Beibei
（State Grid Information&Telecommunication Com pany of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

This paper mainly discusses the performance testmethods for basic and important indicators of the current optical transmission signal in the Synchronous Digital Hierarchy system.The purpose is to assess the quality of the optical transmission systems especially in the acceptance stageofcommunication project.

SDH（SynchronousDigitalHierarchy）；optical transmission；signal；performance indicator

U285.4+4

B

1671-0320（2015）01-0029-04

2014-12-10，

2015-01-05

禹 寧（1982），男，河南滑縣人，2006年畢業(yè)于西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程專業(yè)，助理工程師，從事電力通信生產(chǎn)運行工作;

屈蓓蓓（1987），女，山西長治人，2012年畢業(yè)于東南大學(xué)光學(xué)工程專業(yè)，研究生，助理工程師，從事電力通信運維工作。