1.引言
電力通信要求確保電能生產、輸送、分配、消費在瞬間是同時完成的。為了保證電網安全、經濟地運行，必須配置調度、保護、遠程控制等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的所有信息傳輸都必須由通信系統(tǒng)提供通道。由此可見，通信在電力系統(tǒng)中的作用是非常關鍵的。在縣級電網通信系統(tǒng)的建設和技術改造中應該結合本單位的實際情況、綜合技術、經濟和發(fā)展等因素，選擇適合的通信方式。
通信網通常描述為由各種節(jié)點及連接各節(jié)點的傳輸鏈路相互依存的有機結合體，以實現(xiàn)兩點及多個規(guī)定點間的通信系統(tǒng)。從物理結構或是從硬件設施方面去看，它由終端設備、交換設備及傳輸鏈路三大要素組成。SDH作為一種新的數(shù)字傳輸體制，不僅適合現(xiàn)代化通信的發(fā)展需要，而且特別適合電力系統(tǒng)通信的需要。
2.SDH技術組網優(yōu)點在綜合業(yè)務數(shù)字網中，我們需要將不同傳輸速率的各種信息復接在一起，放在一根線路上傳輸，SHD技術同傳統(tǒng)的PDH技術相比，有下面幾個明顯的優(yōu)點。
（1）同步復用結構，提供靈活的分插功能；（2）有標準的光接口規(guī)范；（3）強大的網絡管理能力；（4）強大的自愈能力；（5）具備后項兼容性和前項兼容性。上述的特點，使得SDH在廣域網領域和專用網領域得到了巨大的發(fā)展。
SDH（同步數(shù)字傳輸體制）這種傳輸體制規(guī)范了數(shù)字信號的幀結構、復用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特征。SDH是一種基于時分復用的同步數(shù)字技術。對于上層的各種網絡，SDH相當于一個透明的物理通道，在這個透明的通道上，只要帶寬允許，用戶可以開展各種業(yè)務，SDH將復接、線路傳輸及交換功能融為一體的新型傳輸體系。
3.SDH設備組成及其在電力系統(tǒng)業(yè)務的接入和管理。SDH主要設備包括：終端復用器（TM），分插復用器（ADM），同步交叉連接設備SDXC以及網絡管理系統(tǒng)NMS。其中終端復用器是把多路低速信號復用成一路高速信號，或者反過來把一路高速信號分解成多路低速信號的設備。分插復用器是SDH中應用最廣、最富特色的設備。它是一個三端口設備，具有兩個SDH光接口，通過另一端可以靈活地上/下路復用在STM信號中的低速率信號。ADM內部還具有時隙交換功能，允許兩個STM信號之間不同的VC的互聯(lián)，并能方便地進行帶寬管理。同步數(shù)字交叉連接設備（SDXC）是種兼有復用、配線、保護、監(jiān)控和網管多功能的傳輸設備，它能代替配線架，對VC進行交叉連接。
在一個SDH網絡中，終端與終端之間的鏈路稱為通道；復用器與復用器之間的鏈路成為復用段，再生器和其他網元之間的網絡稱為再生段。類似于普通計算機網絡，SDH也采用分層模型，便于設計和管理。SDH網絡可以分成電路層、通道層、傳輸媒介層，其中通道層又分為低階通道層和高階通道層，傳輸媒介層又分為物理媒介和段層，段層由復用段層和再生段層組成。
SDH組網，簡而言之就是配置適當?shù)木W元設備，選用相應的網絡拓撲結構，組成可靠、高效的通信網絡，實現(xiàn)電力系統(tǒng)各種業(yè)務接入和管理。
目前，業(yè)務接口主要有數(shù)據(jù)、話務、E1、10Mb/100Mb以太網接口等，未來的業(yè)務需求大，多基于寬帶數(shù)據(jù)網。采用基于SDH和MSTP，可使調度網實現(xiàn)計算機網絡的遠程互聯(lián)，在SDH平臺上實現(xiàn)以太網業(yè)務傳送功能，從而實現(xiàn)二網合一，極大地降低網絡維護成本。SDH技術以其特有的優(yōu)勢，不僅適合現(xiàn)代化的通信發(fā)展需要，也特別適合電力系統(tǒng)通信的需要。
4.SDH組網拓撲結構介紹及應用場合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構成了網絡的拓撲結構，它反映了物理上的連接性；網絡的有效性、可靠性和性價比，很大程度上依賴于具體的網絡拓撲結構?；镜木W絡拓撲有：1、線性拓撲。2、星形拓撲。3、樹形拓撲。4、環(huán)形拓撲。5、網孔性拓撲。
4.1 SDH網絡的自愈功能采用SDH設備的光纖自愈環(huán)可實現(xiàn)多種形式的通道保護，而且SDH光纖環(huán)有較強的自愈能力。
自愈網絡分類為：線性復用段保護，環(huán)形網絡保護、子網連接保護。其中線性復用段保護包括：1+1線性復用段，1：N線形復用段。
環(huán)形網絡保護分為復用段保護環(huán)（MSP）和通道保護環(huán)（PP）。其中MSP包含二纖單向復用段共享保護環(huán)、二纖雙向復用段共享保護環(huán)、四纖雙向復用段保護環(huán)。PP包含二纖單向通道保護環(huán)和二纖雙向通道保護環(huán)以及子網連接保護（SNCP）。
4.2 1+1線性復用段保護1+1線性復用段保護，采用“雙發(fā)、選收”的保護機制。
正常情況下，工作路由和保護路由同時傳送業(yè)務信號、但接收端僅僅從工作路由選收業(yè)務信號。
工作路由故障時，接收端將倒換到保護路由選收業(yè)務信號。
1+1線性復用段保護的倒換方式：1、單端非恢復式。2、單端恢復式。3、雙端非恢復式。4、雙端恢復式。其中單端非恢復式不需要APS協(xié)議，其它三種需要。其容量網絡為STM-N。
圖1 1+1線性復用段保護
4.3 1：N線性復用段保護在1：N保護方式下，N個工作路由共用一個保護路由。1：N線性復用段保護倒換方式：雙端、恢復式倒換。這種保護方式需要APS協(xié)議。其網絡容量定義分為無額外業(yè)務與有額外業(yè)務兩種情況。
圖2 1：N保護方式下，N個工作路由共用一個保護圖示
4.4 線性復用段保護線性復用段保護的特征表現(xiàn)為：1、基于終端復用器（TM）2、分段倒換。3、配置完成2分鐘后，APS協(xié)議啟動正常。倒換條件包括信號失效（SF）：R_LOS,R_LOF,MS_AIS,B2_EXC；信號劣化（SD）：B2_SD.
4.5 環(huán)形網絡保護目前主要應用的環(huán)形網絡保護有以下幾種：1、根據(jù)自愈結構來分：通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)。2、根據(jù)業(yè)務流向來分：單向環(huán)和雙向環(huán)。3、根據(jù)光纖數(shù)目來分：二纖環(huán)和四纖環(huán)。
4.6 二纖雙向復用段共享保護環(huán)二纖雙向復用段共享保護環(huán)其光纖連接需要采用對偶板位，對偶板位中左側為西向，對偶板位中右側為東向，東發(fā)西收為主環(huán)方向，習慣上，主環(huán)用逆時針方向表示，
二纖雙向復用段共享保護環(huán)，（STM-16）工作時隙（#1VC4~#8VC4）和保護時隙（#9VC4~#16VC4）。二纖雙向復用段共享保護環(huán)需要APS協(xié)議（由K1,K2字節(jié)攜帶），復用段協(xié)議控制器狀態(tài)遷移（正常態(tài)I），（穿通態(tài)P），（倒換態(tài)S），（等待恢復態(tài)WTR）。二纖雙向復用段共享保護環(huán)，自動倒換條件包含：信號失效（SF）和信號劣化（SD）。人工倒換條件：強制倒換、人工倒換、練習倒換。自動恢復條件：信號失效（SF）的解除和信號劣化（SD）的解除、等待恢復時間（WTR）。人工恢復條件為強制倒換、人工倒換命令的解除。二纖雙向復用段共享保護環(huán)，其優(yōu)點是允許時隙復用，網絡容量大為1/2*K*STM-N(最大)；其缺點是采用APS協(xié)議，保護機理復雜；復用段保護環(huán)中網元數(shù)目不超過16個。其一般應用于速率為STM-4、STM-16或STM-64的系統(tǒng)中，多用于業(yè)務量大、業(yè)務分散的網絡。
圖3 二纖雙向復用段共享保護環(huán)
4.7 四纖雙向復用段保護環(huán)四纖雙向復用段保護環(huán)其系統(tǒng)結構為四纖，工作通道為（S1、S2）,保護通道為（P1、P2）。四纖雙向復用段保護環(huán)，其優(yōu)點時隙復用，網絡容量大，其網絡容量表達式為K*STM-N（最大）；其缺點是采用APS協(xié)議，保護機理復雜，復用段保護環(huán)中網元數(shù)目不超過16個，費用高，投資大。應用于速率為STM-16或STM-64的系統(tǒng)中，多用于業(yè)務量大、業(yè)務分散的網絡以及骨干網絡以及具有獨特的區(qū)段倒換特性，K字節(jié)由保護光纖傳送。
圖4 正常情況下的業(yè)務信號流圖
圖5 工作通道斷纖后的區(qū)段倒換圖
圖6 工作通道和保護通道同時斷纖后的倒換圖
4.8 二纖單向通道保護環(huán)二纖單向通道保護環(huán)，保護機理為雙發(fā)、選收。二纖單向通道保護環(huán)保護倒換與恢復的條件，倒換條件為TU-AIS、TU-LOP及誤碼過量；恢復條件為主用通道沒有TUAIS、TULOP等告警，同時沒有BIP2誤碼過量。倒換的特點是倒換時每個2M通道是獨立的；倒換是恢復式的，即倒換后如果主環(huán)恢復正常，則10分鐘后自動倒回主環(huán)。
圖7 二纖單向通道保護環(huán)斷纖倒換圖
4.9 子網連接保護（SNCP）保護基于子網；可應用于所有網絡拓撲。保護機理“雙發(fā)，選收”，SNCP業(yè)務對工作源、保護源、業(yè)務源為檢測點。
倒換條件分為：1、缺省條件：AU-AIS、 AU-LOP 、TU-AIS、 TU-LOP 、HP-LOM 、HP-UNEQ 、B3-EXC、線路板撥板；2、可選條件：HP-TIM、HP-SLM、 B3-SD；保護倒換恢復時間為10分鐘。
網絡自愈，無需人為的干預，網絡在極短的時間內從失效的故障狀態(tài)自動恢復傳輸所攜帶的業(yè)務，使網絡具備一種可代替的傳輸路由。
5.結束語SDH組網技術，給電力市場技術支持系統(tǒng)提供了一個快速、穩(wěn)定的通信傳輸平臺，保護信息業(yè)務的接入，為調度生產管理提供了有利的數(shù)據(jù)分析依據(jù)，增加了電網實時信息的冗余度，為高層應用的穩(wěn)定運行奠定了良好的基礎。
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