李中華　彭雪占　胡恒瑞　許洪光

摘 要：SDH通信技術廣泛應用于電力通信系統中，但是簡單的縣域SDH通信傳輸網絡結構，限制了通信網絡的發(fā)展。本文重點分析了SDH特點、應用和縣域SDH通信傳輸網絡存在問題，提出了市縣一體化SDH通信傳輸網優(yōu)化方案，提高了SDH通信傳輸網優(yōu)化程度。

關鍵詞：SDH；縣域；市縣一體化；優(yōu)化

中圖分類號：C91 文獻標識碼：A

隨著信息社會的到來，電力系統通信要求信息傳輸網絡能快速、經濟、有效地提供各種電路和業(yè)務，而傳統網絡技術業(yè)務單調、擴展復雜、帶寬局限。SDH的誕生解決了由于入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨干網和用戶業(yè)務需求的發(fā)展，同時提高了傳輸網上大量帶寬的利用率。縣域SDH通信傳輸網近年來飛速發(fā)展，網絡節(jié)點不斷增加，但是簡單的通信網絡結構限制了SDH通信傳輸網的發(fā)展，市縣一體化SDH通信傳輸網優(yōu)化原則的提出可以徹底解決區(qū)域限制，提高SDH通信傳輸網優(yōu)化程度，適應新業(yè)務的發(fā)展需要。

1 SDH特點

SDH有全世界統一的網絡節(jié)點（NNI），從而簡化了信號的互通以及信號的傳送、復用、交叉連接和交換過程，它有一套標準化的信息結構等級，稱為同步傳送模塊（Synchronous Transport Module），STM-N。當n=1、4、16時，其最基本的模塊為STM-1、STM-4和STM-16，并具有一種塊狀幀結構，允許安排豐富的開銷比特（即在網絡節(jié)點接口比特流中扣除凈負荷后的剩余部分）用于網絡的運行、管理和維護（OAM）。

①SDH傳輸系統在國際上有統一的幀結構，數字傳輸標準速率和標準的光路接口，形成了全球統一的數字傳輸體制標準；

②由于采用了較先進的分插復用器（ADM）、數字交叉連接（DXC）、網絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。

③SD有多種網絡拓撲結構，它所組成的網絡非常靈活，具有運行管理和自動配置功能；

④SDH并不專屬于某種傳輸介質，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數據率則需用光纖。這一特點表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。

⑤SDH是嚴格同步的，從而保證了整個網絡穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復用和調整；

⑥標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現橫向兼容，降低了聯網成本。

2 SDH在電力通信系統中的應用

2.1 電力通信專網特點

隨著網絡傳輸技術的不斷發(fā)展，電力系統中基于寬帶數據網的應用也越來越多，如圖像監(jiān)控、實時數據采集、實時控制、各種管理信息系統（MIS）等，原先采用窄帶數據網承載的業(yè)務也逐步轉移到寬帶數據網上。除此之外，電力通信專用網本身還具有一些特點：

①電力通信網基本上應以光纖通信為主，以無線通信作備份或補充。

②光纖網絡拓撲結構復雜，整個網絡節(jié)點數非常多，需要傳輸設備有很強的組網和網絡管理能力，且對設備的可靠性要求非常高。

③電力系統所敷設光纜通常芯數較少，考慮到電網安全性，應盡量節(jié)約光纖通信系統所占用的光纖芯數。

④為滿足整個電力部門目前和將來的所有通信需求，需要做到話音、視頻和數據多網融合。

2.2 SDH在電力通信專網中的應用

為滿足以上電力通信專網的需求，SDH具有光纖傳輸、可靠性高、占用光纖少、應用接口廣泛等優(yōu)點，具體應用如下：

①SDH以光纖為串聯和傳輸媒介，主要完成光信號與電信號的轉換。

②SDH網絡具有強大的自愈功能，借助鏈形、星形、樹形、環(huán)形等基本拓撲結構或相切環(huán)、相交環(huán)等復雜網絡拓撲結構組成光纖自愈環(huán)的網絡拓撲結構，提高整個通信傳輸網絡的可靠性。

③利用SDH環(huán)網拓撲結構原理，相鄰SDH網元連接普遍采用雙纖單通道，節(jié)約光芯。

④SDH支持2M和以太網傳輸接口，具有“SDH+路由器”、“SDH+交換機”“SDH+PCM”等傳輸模式。采用基于SDH和MSTP，可使調度網實現計算機網絡的遠程互聯，從而實現二網合一，極大地降低網絡建設成本。

3 SDH網絡結構拓撲

SDH網是由不同類型的SDH網元設備，通過光纜互連而成的，由這些網元設備完成SDH網的上下業(yè)務、交叉連接業(yè)務、網絡故障自愈等傳送功能。SDH網的網絡節(jié)點（網元）和傳輸線路的幾何排列就構成了網絡的拓撲結構。網絡的基本拓撲結構大致有這樣幾種方式：鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網格形等。

主干傳輸網可采用光纖自愈環(huán)的網絡拓撲結構，也可以采用雙環(huán)相切、多環(huán)相切的主干網絡拓撲結構，采用相切環(huán)時可在兩環(huán)相切的節(jié)點上采用雙環(huán)網元設備交叉保護，克服雙環(huán)相切時節(jié)點保護可靠性差的問題。支路可根據實際需要采用鏈形、星形、樹形等結構。相交環(huán)在組網過程中需要將兩個單一物理環(huán)網連接到兩個網元上，和相切環(huán)相比，可以實現對單相交節(jié)點失效時的業(yè)務保護。配置相交環(huán)業(yè)務比相切環(huán)業(yè)務的方法復雜，但保護機制完善。相交環(huán)和相切環(huán)都可以實現兩SNCP環(huán)各出現一段光纖中斷時的業(yè)務保護；同時，相交環(huán)能夠實現對單相交節(jié)點失效時的業(yè)務保護適用于對環(huán)單相交節(jié)點有失效保護要求的場景。

另外，SDH復雜網絡結構調整也可以采用共享光纖虛擬路徑保護、復用段共享光路保護、DNI組網等方式，可視具體情況合理規(guī)劃，組成SDH復雜網絡，提高SDH傳輸網絡結構合理性。

4 縣域SDH通信傳輸網絡現狀與存在問題

電力系統通信的特點主要表現為：要求有較高的可靠性和靈活性；傳輸信息量少、種類復雜、實時性強；具有很大的耐“沖擊”性；網絡結構復雜；通信范圍點多面廣；無人值守的機房居多。隨著電力光纜通信重要性的不斷增加，電力光纜網絡結構不斷得到完善，SDH組網優(yōu)化程度不斷提高，但是由于縣域光纜通信網絡基礎較差，導致縣域SDH通信傳輸通信網絡薄弱、網絡結構簡單，安全性很差。縣域SDH通信傳輸網絡多為單環(huán)或鏈式結構，自愈能力較低，一旦發(fā)生網元故障，將引起下級一個或數個網元無法上傳，嚴重影響整個通信網絡安全。

以某縣域SDH通信傳輸網絡為例：

某縣域SDH光傳輸系統于2011年6月投運。截至2014年底，光通信設備44套，其中2.5G光通信設備18套、622M光通信設備26套。

覆蓋了某縣域公司所轄各變電站及用戶站，溝通某縣域各公司所轄各辦公場所及所屬變電站的光纖通信聯絡。2013年初步形成了以10個節(jié)點為核心，最大光通信通道容量為2.5G的自愈環(huán)保護網絡。目前整個光通信主干網絡以2.5G光通信通道容量為主；其它站點以155/622M設備就近接入主環(huán)，形成區(qū)間622M環(huán)網。

SDH網絡結構圖中，南北網分開，南北環(huán)為單一2.5G環(huán)網，其他設備以鏈狀結構掛于環(huán)網上，安全系數很低，沒有達到要求。

某縣域南北狹長，地域條件限制了通信網絡建設的步伐，導致南北SDH通信傳輸網絡分離，并且網元無法成環(huán)，嚴重影響了某縣域通信網絡安全。

某縣域通信網的問題并非整個縣域通信網絡建設的個例，其他縣域通信SDH網絡建設和規(guī)劃過程中，也會遇到這方面的問題。近年來，公司不斷加大縣域通信網絡投入，加大光纜與通信設備建設的同時，也應從通信網絡整體出發(fā)，指導優(yōu)化網絡結構。

5 縣域SDH通信傳輸網絡優(yōu)化方案

5.1 資源優(yōu)化

目前，縣域SDH通信網絡結構單一、安全性低等問題不斷得到重視。為徹底解決這個問題，應借鑒電網建設的方法，將縣域SDH通信網絡與市公司或相鄰縣域SDH通信網絡融合，整合整個市域SDH通信資源網絡，實現市縣SDH通信網絡一體化。市縣一體化SDH通信網絡要求市縣SDH設備必須同一品牌，并且擁有多處光纜重合點。

借助市公司資源，市域建設成大容量環(huán)網，然后將縣域SDH通信網絡合理規(guī)劃，接入市公司SDH通信網絡結構內。

“十三五”期間，市域公司四級通信網將對現有SDH設備進行品牌歸并和光傳輸網絡結構優(yōu)化，在擴充完善現有SDH、PTN網絡同時，深化研究大容量骨干傳輸網。

市縣一體化通信資源優(yōu)化思路：

①通信設備品牌一體化。市域公司SDH設備存在愛立信及華為兩種品牌設備。其中直供區(qū)為愛立信設備，縣公司為華為設備。市域公司規(guī)劃將SDH設備逐步統一為華為設備。

②統一規(guī)劃。通信網市縣一體化趨勢下，市域公司的總體光傳輸網絡結構不夠合理。主要原因是建設時間早，規(guī)劃思路不清晰。利用“十三五”規(guī)劃方案的編制將市縣通信網統一規(guī)劃。

③提高通信設備傳輸速率。目前市域公司所屬縣域華為SDH設備最大速率為2.5Gb/s，所屬中興PTN設備最大速率為10GE，根據寬帶流量測算，至2020年將不能滿足帶寬流量需求?！笆濉逼陂g華為SDH設備最大速率提高到10Gb/s，所屬中興PTN設備最大速率為40GE。

④逐步實現PTN網絡全覆蓋。2014年末，直供區(qū)內35kV～110kV變電站實現PTN網絡全覆蓋，但是縣公司境內35kV～110kV變電站未全覆蓋?！笆濉逼陂g實現轄區(qū)變電站PTN全覆蓋。

5.2 組網優(yōu)化

市縣通信資源整合，為下一步SDH網絡拓撲結構優(yōu)化提供了可能。以“自下而上，逐級雙匯聚、雙上聯”為優(yōu)化原則，形成合理的通信網容災架構，在市重要節(jié)點或個縣域通信網內選取220kV變電站或500kV變電站假設SDH設備組成環(huán)網。縣域SDH通信網可以境內的220kV變電站或500kV變電站為接入點，將SDH設備接口接入市公司環(huán)網內?？h域SDH光傳輸通信網利用市公司通信資源，形成多個相交和相切復雜保護環(huán)，縣域通信主站和轄區(qū)內110kV變電站為核心節(jié)點形成2.5G通信主環(huán)，其他35kV變電站形成簡單環(huán)網掛靠在主環(huán)網上。SDH網絡拓撲結構優(yōu)化在簡便了通信結構、操作步驟的同時，也提高了整個縣域光傳輸通信網的合理性和安全性。

5.3 優(yōu)化分析

調整SDH傳輸網結構，重要站點組成核心網，核心網傳輸速率選取10Gb/s?？h公司、縣公司第二匯聚點以及縣公司境內的220kV變電站、直供區(qū)部分220kV站點的傳輸設備作為匯聚層，以2.5Gb/s接入核心層網絡，直供區(qū)其他相關站點、縣域內110kV～35kV變電站作為接入層設備接入匯聚層。

在實際的優(yōu)化過程中，中心站設備數量可根據本地區(qū)網絡規(guī)模的大小確定。此外，應該根據現有條件，盡可能多地考慮設備之間的互連，這樣既可以保證業(yè)務接入及調整的靈活性，也可以滿足變電站之間開展業(yè)務的要求，使整個電力通信網能適應各種業(yè)務的開展。

結語

SDH傳輸技術不斷得到完善、發(fā)展，它的一系列優(yōu)點非常適合應用于電力通信行業(yè)，但是隨著電網建設步伐加快，新建變電站增加迅猛，SDH網絡結構規(guī)劃與優(yōu)化越發(fā)重要。針對縣域通信網通信結構薄弱，結構優(yōu)化困難，文章重點探討了市縣一體化結合簡單與復雜網絡結構優(yōu)化的方式，問題正逐步得到解決。

參考文獻

[1]朱亞萍，尚煒，徐坤，等.電力通信SDH傳輸網絡架構優(yōu)化及改造[J].中國新通信，2015，17（10）：2-3.