SDH网络的优化与改造

第28卷第174期电力系统通信Vol 28 No 1742007年4月10Telecommunications for Electric Power SystemApr.10,2007SDH网络的优化与改造梁芝贤,穆国强(西安供电局调度通信所陕西西安70032)摘要:随着SDH网络的不断建设与发展,如何对网络进行优化,提高网络资源利用与传输性能成为通信网络建设面临的主要问题。文章通过对西安地区电力通信光传输网络规模、资源利用时延、可靠性等方面的分析计算,提出了网络的优化与改造思路,使网络的各项性能指标大大提高,对SDH网络的建设运行具有一定的指导与借鉴意义。关键词:同步数字系列;优化;改造中图分类号:TN915.853文献标识码:B文章编号:1005-7641(2007)04-0029-050引言个节点。其他40多个SDH或PDH节点由于受光缆局随着SDH传输系统的不断建设与发展,限,通过2M电路接入622M或155M网络。西安SDH网络已经成为电力系统各类信息应用的基地区电力通信SDH光传输网络现状如图1所示。础平台近年来,西安地区加快了电网建设步伐,大量2网络性能分析老变电站改造,新变电站建成,电网规模迅速壮大,2.1网络时延分析继电保护、安全自动装置、自动化信息等各类电力传输时延是制约自愈环技术在电力系统应生产信息对通信网络的需求也迅速增长,对地区自用的一个主要因素,因为保护装置,特别是快速愈环网络在系统容量、可靠性、传输时延等方面提动作保护装置对信号的传输时延有极其严格的出更高、更新的要求。要求。为了满足电网发展需求,西安供电局结合自身在《微波电路传输继电保护信号信息设计技通信网络建设情况,提出并实施了网络的优化与改术规定》(DLT5062-1996)中规定,微波通道(光造方案,解决了原有SDH光纤自愈环存在的问题,纤通道参照执行)传输主保护信息时,传输时延应使光通信网络在系统容量、可靠性、传输时延等性不大于5ms。如果电路传输时延超过一定限度能方面得到很大改善。将造成保护装置误动,严重影响电路安全。这里,1西安地区电力通信SDH光传输网络现状有必要对SDH光纤通信系统的时延加以分析。通常,一个数字段内的端到端通道传输的最大西安地区采用SDH设备,形成了以下1个622M时延为各段时延的总和自愈环和3个155M自愈环:+N×T+T.×L(1)622M大环光缆线路全长约250km,包括式中由A到B一个网络段内传输节点数为N北郊等11个节点;T,为终端设备(PCM)时延,取600μs;T。为SDH(2)155M北环全长50.1km,包括西安变等9设备最大时延,取60μ82;L为传输距离;7,光纤个节点;线路传输时延,取5μs/km。(3)155M南环全长56.8km,包括雁塔等10中国煤化工信号,则传输通道个节点;总CNMHG(4)155M东环全长100km,包括乐居厂等10622M环采用64kbis:7=2×600μ6+11×60μs+5μs/km×250km=3110gs收稿日期:2006-08-18;修回日期:2006-10-25电力系统遁信2007,28(174)马旗寨香湖湾徐家湾六村堡○30k变电泾河南泾河北■220kV变电站石化●10kV变电站末央湖□电厂农场泾河变155M北环622M环朝阳门互助路城董家村十里铺155M瓦胡同乐唇厂韩森寨户县电厂155M高新北南环兰田机场青羊兩郊变东南郊户县城东纺织城东大丈八沟●水沟黄良少陵曹季村o木塔寨黑河水站图1优化前的西安地区电力通信SDH光通信网Fig 1 SDH optical communication network of Xi' an electric power before optimization622M环采用2Mbis:T=NXT+T,XL=身无保护,为保证网络的可靠性和在故障时的生存l1×60μs+5μs/km×250km=1910μs能力,组建了3个155M两纤单向通道倒换环和155M东环采用64kbi/s:T=2×600μs+10×个622M两纤双向复用段环,其他各站通过2M转60μs+5μs/m×100km=1760μs接接入光环网,各站2M资源计算见表1所列。155M东环采用2Mbis:T=N×T+T,×L=表1环网各站2M赉源计算10×60μs+5μs/km×100km=560sTable 1 Computation of ring network155M其他环由于距离更短、节点更少,网络2 M resources延时更小。跨两环业务最大时延(622M环与155M东电路名称环节转接接入全网2M各站平点数节点数资源均可用环)如下。2M资源采用64kbi/s来传输:T=3110+1760622M大环1163×44870μs155M北环9采用2Mbi/s来传输:T=1910+560=2470s各环的传输时延基本都能够满足要求,若采用64kbit/s,跨两环业务最大时延处于临界点LYH中国煤化工5-6CNMHG5-64870μs。2.2传输容量分析可见,由于622M大环线路长、节点多、资源利西安地区SDH设备采用“1+0”配置,设备本用率最低,而其他155M环资源也紧张。网络建设·梁芝贤,等SDH网络的优化与改造2.3网络可靠性分析K字节通信及其引出的倒换时间较长等问题,但鉴由于自愈环在电力系统中大量应用,极大地于它可以提供更多的通路数,因而是较好的选择;提高了传输网络的生存性和可靠性,且从技术角如果业务明显地集中指向1个节点,或指向2个节度满足了电力生产信息必须采用2种不同传输点,则选择“1+1”的通道保护,因其可以开通的通手段的要求,大大降低了电力通信网传输系统的道数并不比同样分布下复用段共享保护可提供的投资。少,而又省去了K字节通信,所以是一种非常合理但是,如果环网线路长、节点多,势必会降低网的选择。而分散的业务分布,如要求开通较多的通络的可靠性。如西安地区622M大环绕城一周,从道,则不宜用完全的“1+1”通道保护1建环以来,由于外力破坏、施工改造、节点故障等考虑本地区的业务类型接近于集中分布类型,造成1年来中断多次,且时间较长。而155M的3且从方便维护操作考虑,采用单向通道倒换环。个环出现的中断次数少、可靠程度高,急需拆分大首先拆分622M大环为622M北环和622M环为多个小环。南环,采用单向通道倒换环;其次,改造原来大环与此外,由于郊区各站通过大环各站以支线方式小环间的2M物理转接模式为数字交叉连接,通过实现与中心站的连接,且采用2M物理转接的模55M光口实现主环与小环的连通,提高整个网络式,因此,随着接入站点的增多,支线站点的通道可的可靠性。其次,在西南郊、东南郊、东北郊等区域靠性不高,不能满足电力信息双通道的要求,目前,利用330kV站622M设备与光缆组建15M相切些站计划组建区域自愈环,但2M物理转接增加环,以使多数站点形成自愈网,提高整个网络的可了中间环节,可靠性低,施工、维护复杂,需要将各靠性站接入主网的模式改为数字交叉连接,以提高全网对于一些多站串接站,如A-B一C—D一E连的可靠性。接模式,采用隔站迁回跳纤的方式,实现支线电路3网络优化改造的组环,解决部分地区由于光缆路径局限,长期无法组建自愈环的问题。目前,部分地区的自愈环还3.1网络优化改造方案在随着新建变电站的加入而进一步完善。优化后从对环网资源的分析,可以看出,随着网络的的SDH通信网络如图2所示不断扩大,网络时延、传输容量、可靠性等方面变32改造后网络时延减小差,原有网络面临着改造的压力对改造后的SDH光纤通信系统的时延T计算由于单向通道倒换环是并发选收业务,通道业如下。务保护实际上是“1+1”,业务流向等控制简单,便622M北环网络有节点6个,传输距离为于维护与操作,倒换时间短(华为设备<15ms),143.1km业务容量恒定为STM-N,与环节点数和网元间业采用速率为64kbts来传输:T=2×600μs+务无关,各站间均分全网资源,所以单向通道倒换6×60μ8+5μs/km×100km=2060μs环站不宜多,适用集中于一、二站的业务。采用2Mbit/s来传输:T=NxT+T2XL=6而两纤双向复用段环业务保护实际上是1:1,60μs+5μs/km×100km=860us采用APS协议,倒换时间长,维护与配置等操作复622M南环网络有节点5个,传输距离为杂,保护倒换时容易发生错连现象,适用于均匀分107.4km散的业务类型。采用64kbt/s:T=2×600μs+5×60当业务分散时,环上业务容量为M2xSTM-N5μs/km×107.4km=2037μs(M是环上节点数),而当业务集中于一点时,最大中国煤化工×=5×60ps+可开通的通路数为N条,如果业务指向2个节点,5μ则最大可开通的通路数为1.5N条。CNMHGT=2×600μ5+可见,如果业务不是集中于一点而是倾向于分10×60s+5μs/km×100km=1760us散分布,则选用复用段共享保护,这时虽然有需要155M东环采用2Mbit/s:T=NxT,+T,xL=电力系统通信2007,28(174)香湖湾○30x变电桃园变泾河南泾河北■220kV变电站开发区110kY变电站口电厂155W西北环草滩变未央翻155M东北环良南55M北环西安变董家村玉祥朝阳门互助路自强雁塔文体∮瓦胡同十里铺曲江155等驾坡高新北◆南环东郊变河寨变东南郊15东南环涝店155M西南环2东大高冠嵴常宁宫图2优化后的通信网Fig 2 Communication network after optimised0×60μs+5μs/km×100km=560μs表2改造后环网各站2M资源计算其他155M环由于距离短、节点少,网络时延Table 2 Computation of 2 M resources更小,跨622M北环与155M东环两环业务最大时after reconstruction个延。环节2M接环网各站平采用64kbit/s来传输:T=2060+1760电路名称点数人节2M均可用15sM转接点3820μs622M北环采用2Mb/s来传输:T=860+560=1420μs622M南环5463网络改造后,网络时延有所减小,特别是155M北环64kbit/s跨环业务,最大时延减少了1050μs。155M南环90633.3改造后的网络传输容量增加155M东环100636~7改造后,组建了8个155M两纤单向通道倒换中国煤化工环和2个622M两纤单向通道倒换环,其他少数站CNMHG通过2M转接接入光环网,各站2M资源计算见表15M东北环82632所列。155M西北环8网络建设·梁芝贤,等SDH网络的优化与改造33·可见,改造后各环的资源利用率都大大提高,光纤电路运行率由改造前的99%提高到99.97%。能满足各站运行需求。3.4改造后的网络可靠性增强5结束语通过改造,大多数SDH节点都得到了自愈保西安地区SDH网络的优化与改造过程中,充护,使得西安地区光通信网络的可靠性大大提高,分利用现有设备,进行投资少见效快的改造方法特别是对于一些如A-B-C—D—E等多站串接建立了地区先进、可靠的光纤通信网,使网络可靠站采用隔站迁回跳纤解决了该地区由于光缆路径性、安全性与资源利用率得到了较大提高,满足了限制,而长期无法组建自愈环的问题,满足了电力电网不断增长的继电保护、安全自动装置、自动化生产信息必须采用2种不同传输手段的要求,且由信息等各类电力生产信息的传输业务需求,自愈环于区域环与主环通过155M光口转接,极大地提高节点由原来的40个增加到70多个,大大缓解了系了2M电路的生存性和可靠性,保护倒换组网简单,为系统的运行维护也提供了极大便利。统运行压力SDH传输网络的建设是一个长期、不断优化4实施效果的过程,随着“十一五”期间西安地区电网建设的经改造,在自愈环内传输64Wb信号的最快速发展还将不断对网络进行分析与调整包括大传输时延由原来的3110μ减少到2037μs,升级改造2个622M环为2.5G环等,以不断提高减少了1073μs,而跨环最大传输时延由原来的整个光纤通信网的容量及可靠性水平。4870μs减少到3820μs,减少了1050μ,完全满参考文献:足了保护通道的传输要求。改造后,全网各站平均可用的2M资源由原来1韦乐平SDH自愈环结构的分析和比较[M.电信科的4~6个增加到7~8个,传输容量大大增加,缓学,1996,(6):13-19解了资源紧张。[2]SDH150A设备手册[Z].武汉NEC公司,2002.[3]张文瀚.SDH光纤自愈环网传输延时的分析与解决改造前,各环由于网络线路长、节点多,电路[打].电信科学,2004,(11):59-62经常中断,如在2005年,622M大环由于外力破[4]钱秀琴,浅谈SDH网络的保护倒换[1.电信技术坏、施工改造、节点故障等各种原因曾3次造成22003,(9):68-70个断点,导致电路中断,给运行维护造成极大压[5]李秉钓SDH自愈环保护方式的选择[门现代有线力,改造后,2个622M环也曾因线路施工改造多传输,1999,(1):19-24次出现断点,但都未曾造成电路中断,网络可靠6]韦乐平李英灏SDH及其新应用[M].北京:人民邮性提高许多。电出版社,2001通过此次网络改造,大量支线电路改成了自愈环,同时,在枢纽站,采用155M光口进行跨环业务梁芝贤(1970-),男,陕西西安人,高级工程师,从事转接,省去了大量2M数据线的制作,也避免了大电力系统通信工作。穆国强(1956-),男,陕西西安人,高级工程师,从事量由于数据头质量等问题引起的2M电路故障,系电力系统调度通信与自动化工作。统运行半年来,2M数据电路故障大大减少,全网Optimization and upgrading of SDH networkLIANG Zhi-xian, MU Guo-giang(Xi'an Power Supply Bureau Dispatch and Communication Department, Xi'an 710032, China)Abstract: Along with the development of SDH network, the construction中国煤化工 ome challenges such asoptimizing the SDH network, increasing the network resource utilizationdHCNMHGBased on the analysisthis paper presents theoptimization and upgrading proposal that can improve the performance of network greatlKey words: Synchronous Digital Hierarchy(SDH); optimization; rebuild