浅述无锡电网光通信网络的SDH保护方案

４６　供　用　电　第２５卷第２期　２００８年４月　浅述无锡电网光通信网络的ＳＤＨ保护方案　陈孝莲　（无锡供电公司电力调度中心，江苏无锡摘２１４０６１）　要：阐述了目前无锡供电公司光通信网络中４种成功运用的传输保护方案：简单ＳＮＣＰ、单节点互连层叠　式ＳＮＣＰ、双节点互连层叠式ＳＮＣＰ和复用段共享环保护（ＭＳ－ＳＰＲＩＮＧ）。通过运行实例来具体说明其保护　方式、机理和应用场合，并进行综合比较，以此提出了无锡地区“２００７年－－２０１０年”通信网建设中应采用的保　护方案，从而提高通信网的可靠性来保障电力生产的安全稳定性。　关键词：ＳＤＨ保护方案；子网连接保护；复用段共享环保护；单节点互连；双节点互连　中图分类号：ＴＮ　９１４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６　６３５７（２００８）０２一。Ｏ４６一Ｏ５　Ｂｒｉｅｆ　ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ＳＤＨ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｎ　Ｗｕｘｉ　ｐｏｗｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ＣＨＥＮ　Ｘｉａｏｌｉａｎ　（Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｗｕｘｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｘｉ　２１４０６１・Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｕｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅｓ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｎｅｔ—　ｗｏｒｋ　ｏｆ　Ｗｕｘｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｓｉｍｐｌｅ　ＳＮＣＰ，ｓｉｎｇｌｅ－ｎｏｄ　ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ　ｌａｍｉ—　ｎａｔｉｎｇ　ＳＮＣＰ，ｄｏｕｂｌｅ－ｎｏｄ　ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ　ｌａｍｉｎａｔｉｎｇ　ＳＮＣＰ　ａｎｄ　ＭＳ－ＳＰＲＩＮＧ．Ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ，ｍｅｃｈａ　ｎｉｓｍ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｃｃａｓｉｏｎ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃａｓｅｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｉｓ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｉｎ　Ｗｕｘｉ　ａｒｅａ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｙｅａｒ　ｏｆ　２００７￣２０１０　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ＳＯ　ａｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｎｄ　ｓｅｃｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｏｐｅｒａ—　ｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＳＤＨ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ；ｓｕｂ—ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ；ＭＳ－ＳＰＲＩＮＧ；ｓｉｎｇｌｅ－ｎｏｄ　ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃ—　ｔｉｏｎ：ｄｏｕｂｌｅ－ｎｏｄ　ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　光通信技术作为当前传输网的主流技术，已　广泛应用于电力通信领域。目前在无锡市区，变　电所的光纤覆盖率已达到了１００　。近１２４座变　电所、１Ｏ座独立通信站、４４座供电所全部建有光　控制盘会发出倒换命令，保护板卡开始工作；当工　作板卡恢复正常时，系统控制盘会发出恢复命令，　保护板卡停止工作。在无锡地区，设备保护主要　体现在电源板、交叉板、光板的１＋１保护，支路板　的１：Ｎ保护。　缆和光通信设备，采用先进可靠的ＳＤＨ环网技　术，根据网络的不同特点运用了多种保护方式，组　成十多个环网传输着大量有关电网安全稳定运行　的实时数据、控制信息和管理信息。　随着光通信技术的发展，ＳＤＨ传输网保护技　术也一直在发展，从简单的子网连接保护（ＳＮＣＰ　传输保护是指传输通道上的业务保护，当承　载业务的工作通道发生故障时，系统自动切换到　备用通道上工作。无锡市区电力通信发展中主要　成功使用了子网连接保护（ＳＮＣＰ）和复用段共享　环保护（ＭＳ—ＳＰＲＩＮＧ）。　保护）到现在的双核点保护（ＤＮＩ保护），使通信　网的组网方案更加灵活多变。十几年来，无锡电　１　子网连接保护（ＳＮＣＰ）　子网连接保护用于处理上下电路型配置的网　元节点在传输ＶＣ１２、ＶＣ３、ＶＣ４等级信号业务时　提供保护。此种保护是以通道为基础的，倒换与　否是按照环上的某一个通道信号的传输质量来决　定的。通常利用接收端是否收到简单的ＴＵ—　力光通信成功地运用了多种保护方式，为电网的　安全可靠运行提供了强有力的保障，其保护方式　主要有设备保护和传输保护两大类。　设备保护是指通过对硬件板卡的冗余配置来　达到保护的目的。当工作板卡发生故障时，系统　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００８年第２期　供　用　电　４７　ＡＩＳ、ＴＵ—ＬＯＰ、ＬＰ—ＴＩＭ、ＬＰ—ＵＮＥＱ、ＤＥＧ信号　公司与社桥变电站之间的光缆被切断，如图１（ｂ）　来决定该通道是否进行倒换，适用于无锡电力大　部份环网。例如：收端收到第４个ＶＣ４的第４８　个ＴＵ一１２有ＴＵ—ＡＩＳ，那么就仅将通道切换到备　用信道上去。　所示。无锡供电公司光端机检测到经社桥变电站　来的工作信号丢失，按通道选优准则，倒换开关将　由工作光纤倒换到保护光纤，接收由惠山收发站　来的保护信号作为信号，从而得以维持民丰变电　站至无锡供电公司的２Ｍ业务信号不丢失。　这种保护方案简单可靠，其配置要求低，易查　找故障点，故障时保护动作只在业务收发站点的　根据无锡市区环网连接情况，ＳＮＣＰ可细分　为“简单ＳＮＣＰ”、“单节点互连层叠式ＳＮＣＰ”和　“双节点互连层叠式ＳＮＣＰ”。　１．１简单ＳＮＣＰ　通信设备进行倒换，但该保护范围仅限于环内线　简单ＳＮＣＰ主要用于保护单个环网中网元　路保护，非常适用于单个环内上下业务的保护，目　节点的上下业务通道，通常由两根光纤来实现：一　前在无锡电力大部分通信环网中运用。　根光纤用于传输工作信号；一根光纤用于传输保　１．２　单节点互连层叠式ＳＮＣＰ　护信号，在收发节点上进行信号的双发和选收。　单节点互连层叠式ＳＮＣＰ是指当一个节点　这里以无锡市区朗讯６２２Ｍ　ＳＤＨ一环为例，说明　连接两个环网时所采用一种通道保护方式。通常　其保护方式和机理。简单ＳＮＣＰ保护方式如图１　主环和子环中上下业务的网元节点采用简单　（ａ）、（ｂ）所示。　ＳＮＣＰ保护方式，主环和子环的业务互通时，在互　连节点进行层叠式ＳＮＣＰ设置，这种保护方式可　以对ＶＣＩ２、ＶＣ３、ＶＣ４等级的信号进行保护。　以朗讯６２２Ｍ　ＳＤＨ二环主环和其荆同子环　为例，说明其保护方式和机理。单节点互连层叠　式ＳＮＣＰ如图２所示。朗讯６２２Ｍ　ＳＤＨ二环中　主环和荆同子环都有共同的节点——荆同变电　站，主环和荆同子环中，上下业务的网元节点都是　采用的简单ＳＮＣＰ，当主环和荆同子环在业务上　要进行互通时，在互连节点荆同变电站对该业务　通道设置层叠式ＳＮＣＰ，这样无论哪个环出现故　障或同时出现故障都不会引起业务的中断。正常　情况下，如图２（ａ）所示，荆同子环中的秦村变电　站业务发送给无锡供电公司时，在荆同变电站同　时收到来自荆同子环ｗ光纤和Ｐ光纤上的秦村　变电站业务信号。根据通道选收原则采用子环　ｗ光纤上的秦村变电站业务信号，然后在荆同变　电站同时发送到主环中的Ｗ光纤和Ｐ光纤上，在　无锡供电公司端再对秦村变电站的信号进行选　收，采用主环ｗ光纤上的秦村变电站业务信号。　同样，无锡供电公司的业务信号发送给荆同子环　１简单ＳＮＣＰ保护方式　中的秦村变电站时，在荆同变电站也要经过“双收　元锡供电公司向民丰变电站发送２Ｍ业务信　双发”的过程。当荆同变电站至高浪变电站光缆、　号时，分别发送到工作光纤和保护光纤；接收民丰　荆同变电站至协新变电站的光缆同时被切断时，　变电站过来的两种２Ｍ信号时，根据通道信号的　如图２（ｂ）所示，荆同变电站检测到来自子环ｗ　优劣来选择接收。正常情况下，以工作光纤送过　光纤的秦村变电站信号丢失，根据通道选优原则　来的信号为主信号，如图１（ａ）所示。当无锡供电　采用子网Ｐ光纤上的秦村变电站业务信号发送　维普资讯 http://www.cqvip.com

４８　供　用　电　２００８年第２期　给主环ｗ光纤和Ｐ光纤，无锡公司再对秦村变电　ＳＮＣＰ如图３所示。朗讯６２２Ｍ　ＳＤＨ二环中无　站的信号进行选收，采用主环ｗ光纤上的秦村变　电站业务信号。同样，荆同变电站检测到来自主　环ｗ光纤的无锡供电公司信号丢失，根据通道选　优原则采用子网Ｐ光纤上的无锡供电公司业务　信号发送给子环ｗ光纤和Ｐ光纤，秦村变电站再　对无锡供电公司的信号进行选收，采用子环ｗ光　纤上的无锡供电公司业务信号。这样就保证了无　锡环和其子环都有共同的节点——胶山变电站、　宛山变电站，无锡环和其子环中，上下业务的网元　节点都是采用的简单ＳＮＣＰ。当无锡环和其子环　在业务上要进行互通时，在互连节点宛山变电站、　胶山变电站对该业务通道设置层叠式ＳＮＣＰ，这　样无论哪个环出现故障或同时出现故障或哪个互　连节点出现故障都不会引起业务的中断。　正常情况下，如图３（ａ）所示，子环中的团结　变电站业务发送给无锡供电公司时，在宛山变电　站收到来自子环ｗ光纤和主环ｗ光纤上的团结　变电站业务信号。由于开始时主环ｗ光纤上没　有胶山变电站发送来团结变电站业务信号，根据　锡供电公司与秦村变电站业务信号的正常运行。　这种保护方案是在简单ＳＮＣＰ上进一步发　展而来。其配置要求比简单ＳＮＣＰ稍高，主要是　要求互连点的设备保护性能高，在保护倒换上动　作要准确。查找故障点时也较简单ＳＮＣＰ的要　复杂，因故障时保护动作不仅在业务收发站点通　信设备的进行倒换，还会在互连节点进行倒换。　该保护方式适用于两单环单节点互连时跨环业务　通道选收原则采用子环ｗ光纤上的业务信号，然　后在宛山变电站同时发送到无锡环中的ｗ光纤　和子环ｗ光纤上。在胶山变电站收到来自子环　Ｐ光纤和子环Ｗ光纤上的团结变电站业务信号，　由于开始时子环ｗ光纤上没有来自宛山变电站　发送来的团结变电站业务信号，根据通道选收原　则采用子环Ｐ光纤上的秦村变电站业务信号，然　后在胶山变电站同时发送到无锡环中的ｗ光纤　和主环Ｐ光纤上。在无锡供电公司端再对秦村　变电站的信号进行选收，采用主环ｗ光纤上的秦　村变电站业务信号。同样，无锡供电公司的业务　的保护，在组网时更利于利用地理位置和线路资　源，也只能在线路故障时起保护作用，目前在无锡　电力朗讯、东信光通信环网中成功运用。　站　站　信号发送给子环中的团结变电站时，再宛山变电　站、胶山变电站也要经过同样的“双收双发”的　过程。　在该环网运行中，胶山变电站至戴圻变电站　光缆、宛山变电站至团结变电站的光缆同时被切　断时，如图３（ｂ）所示，宛山变电站检测到来自子　图２　单节点互连层叠ＳＮＣＰ保护方式　环ｗ光纤的团结变电站信号丢失，根据通道选优　原则采用无锡环ｗ光纤上胶山变电站发送来的　团结变电站业务信号，然后转发给无锡环ｗ光纤　和子环ｗ光纤。在胶山变电站收团结变电站业　１．３双节点互连层叠式ＳＮＣＰ　双节点互连层叠式ＳＮＣＰ是指用两个节点　连接两个环网时所采用一种通道保护方式。双节　点互连采用两对光纤，一对主环使用，一对子环使　用。通常主环和子环中上下业务的网元节点采用　简单ＳＮＣＰ保护方式，主环和子环的业务互通　务信号没有发生变化，不产生倒换。无锡供电公　司再对团结变电站的信号进行选收，采用主环ｗ　光纤上的团结变电站业务信号。同样，胶山变电　时，在互连节点进行层叠式ＳＮＣＰ设置，这种保　护方式可以对ＶＣ１２、ＶＣ３、ＶＣ４等级的信号进行　保护。　站检测到来自无锡环ｗ光纤的无锡供电公司信　号丢失，根据通道选优原则采用无锡环Ｐ光纤上　宛山变电站发送来的无锡供电公司业务信号，然　后转发给子环Ｗ光纤和Ｐ光纤。在宛山变电站　收无锡供电公司业务信号没有发生变化，不产生　以朗讯６２２Ｍ　ＳＤＨ二环无锡环和其子环为　例，说明其保护方式和机理。双节点互连层叠式　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第２期　供　用　电　４９　倒换。团结变电站再对无锡供电公司的信号进行　查找故障点的复杂程度是一样的。该保护方式适　用于两个环双节点互连时跨环业务的保护，在组　网时比单节点互连更具有优越性，如在光纤通道　的组织上有可能不用通过其他站点跳纤直接到达　互连点，而且该保护方式不仅能起到线路保护作　用，还可对其他节点起保护作用，通信网络可靠性　得到进一步提高。目前，该方案已在无锡电力朗　讯光通信环网中成功运用。　选收，采用子环ｗ光纤上的无锡供电公司业务信　号。这样就保证了无锡供电公司与秦村变电站业　务信号的正常运行。　２　复用段共享环保护（ＭＳ－ＳＰＲＩＮＧ）　复用段共享环保护主要用于大业务量场合，　子环　其基本倒换容量单位为ＶＣ４，而且环网的速率至　团结变电站　少为２．５Ｇ（ＳＴＭ＿１６）。通常ｓＴＭ一１６线路上的　１６个ＡＵ４信号被分成两组，共享同一线路环中，　工作时隙为ＡＵ４的１～８，保护时隙为ＡＵ４的９　～１６。无锡电力四级网（２．５Ｇ）作为无锡地区的　主干网，传输着江阴供电公司、宜兴供电公司、５００　新光　变电站　ｋＶ变电所的２Ｍ业务、５０Ｍ以太网业务等，环中　各节点间均有较大业务量，各节点需要有加大的　业务量分又能力，因此采用了复用段共享保护方　式，复用段共享环保护方式如图４所示。　宛山变　【ｃ）　宜兴　供电公司　图３双节点互连层叠式ＳＮＣＰ方式　在该环网运行中，宛山变电站节点发生故障　时，如图３（ｃ）所示，在胶山变只收到来自子环Ｐ　光纤团结变电站业务信号，根据通道选优原则，将　其信号同时发送到无锡环ｗ光纤和Ｐ光纤。无　锡供电公司节点没有检测到来自无锡环ｗ光纤　中的经宛山变电站的团结变电站业务信号，根据　通道选优原则，采用无锡环Ｐ光纤上的团结变电　宜兴　供电公司　站业务信号。同样，在胶山变电站只收到来自无　锡环ｗ光纤无锡供电公司业务信号，根据通道选　优原则，将其信号同时发送到子环ｗ光纤和Ｐ光　０ｏ）　图４复用段共享环保方式（ＭＳ－ＳＰＲＩＮＧ）　纤。团结变电站节点只检测到来自子环ｗ光纤　中的无锡供电公司业务信号，根据通道优化原则，　采用子环ｗ光纤上的无锡供电公司业务信号。　这种保护方案在单节点互连层叠式ＳＮＣＰ　发展而来，两者在互连点的设备保护性能要求和　在无锡电力四级网中，ｗ１／Ｐ２光纤上Ａｕ４　的１～８时隙用于传输岷珠变电站至无锡供电公　司的业务，ＡＵ４的９～１６时隙用于保护无锡公司　至岷珠变电站的业务。同样，ｗ２／Ｐ１光纤上　ＡＵ４的１～８时隙用于传输无锡公司至岷珠变电　维普资讯 http://www.cqvip.com ５０　供　用　电　２００８年第２期　站的业务，ＡＵ４的９～１６时隙用于保护岷珠变电　ＭＳＴＰ的应用，该方式能够进行快速倒换，虽造　站至无锡供电公司的业务。正常情况下，如图４　成浪费通道资源，但可靠性明显。所以，该方案为　（ａ）所示，Ｗ１／Ｐ２光纤和Ｗ２／Ｐ１光纤的ＡＵ４　９～　无锡电力地区通信网采用，从建成以来该在多次　１６时隙是空闲的。当江阴供电公司与无锡供电　的停复役中显示了其高可靠的性能。　公司间的光缆断裂时，如图４（ｂ）所示，江阴供电　公司和无锡供电公司的倒换开关将Ｗ１／Ｐ２光纤　３保护方案比较　与Ｗ２／Ｐ１光纤沟通。利用时隙交换技术，将无　无锡市区的环网除无锡电力四级网速率为　锡供电公司端传送在ｗ２／Ｐ１光纤工作时隙中的　２．５Ｇ　ｂｉｔ／ｓ外，其他都在６２２Ｍ　ｂｉｔ／ｓ及以下。由　ＷＸ—ＭＺ业务倒换到ｗ２／Ｐ１光纤保护时隙中，将　于无锡电力光网络受到环网速率的限制，大部分　江阴供电公司传送在ｗ１／Ｐ２光纤工作时隙中的　用于传输监测变电所电力设备的运行数据，都关　业务倒换到ｗ２／Ｐ１光纤保护时隙中，Ｗ１／Ｐ２光　系着电网的安全和稳定；受到原有设备功能和网　纤和ｗ２／Ｐ１光纤的保护时隙被占用。　络运行上的限制。所以，无锡电力光网络采用了　这种保护方案与上述子网连接保护方案是有　多种保护方案。采用的４种传输保护方案的性能　所不同的。不同之处主要为其最小倒换容量单位　比较，见表１。这４种保护方式集中式业务容量　为ＶＣ４，保护动作位置在故障光纤电路的两端，　均为ＳＴＭ—Ｎ。　而无论是否为业务收发站点，对设备的配置要求　高，但故障查找容易，同于简单ＳＮＣＰ保护方式。　４　结语　该保护方式适用于单环内业务的保护，特别是　根据今年江苏省电力公司编写的《江苏电网　表１无锡电力光网络保护方案性能比较　无锡地区２００７年一２Ｏ１Ｏ年通信系统规划设计》，　和保护方案的要求。　地区电力通信通信网络要逐步调整为主干网、城　区网、接入网，接入网要通过双节点接入城区网，　参考文献　县供电公司也要通过双节点接入骨干网，起到节　［１］韦乐平，张成良．光网络——系统、器件与联网技术　点保护和线路保护的双重作用，更加提高了电力　［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００６．　通信网的安全性。按此规划，接入网的节点数量　［２］李永红，胡先志．城域／本地传输网双节点过环保护　要明显增加，跨环业务明显增多。但受到互连节　方案探讨［Ｊ］．电信工程技术及标准化，２００３（１）：４６—　点的交叉能力的限制，单纯采用双节点互连层叠　４８．　式ＳＮＣＰ方式显然不合适。建议采用城区网复　［３］　严彬．ＳＤＨ自愈环网间互通问题的探讨［Ｊ１电信　用段共享环保护（ＭＳ—ＳＰＲＩＮＧ），而接入网则采　工程技术及标准化，２００６（４）：４８—５１．　用简单ＳＮＣＰ。电力建设部门在实施规划时必须　收稿日期：２００８年１月　相应提高电力通信网络的传输容量，以满足组网　陈孝莲工程师，从事电力通信管理工作