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SDH 常用组网方式在电力通信传输网中的运用

作者：张静娴日期：2015-01-20 09:30 来源：《电子制作》

湛江电力有限公司 524000

【文章摘要】
对于SDH 常见的组网形式进行了介绍，对于组网形式原理及优缺点进行了分析，对ASON 应用于MESH 组网进行了分析和研究，对于SDH 组网应用于电力系统中所存在的问题提出了自己的意见和建议，为电力系统的组网设计提供理论依据。
【关键词】
SDH ；电力通信；组网；ASON
0 引言
SDH 组网技术应用与电力系统的组网已经历经了几年的时间，该方面的理论以及应用都已经非常的成熟，目前很多运作的不论是共用网络还是专用网络都是基于SDH 组网技术的。最近OPGW 技术在电力通讯系统中的应用非常的广泛，以SDH 技术为基础的电力系统传输网正在不断的取代传统的传输方式。本文在下边的部分对SDH 技术中常见的组网的形式进行了介绍，分析了每种组网形式的应用领域和优缺点等。
1 常用的SDH 网络拓扑结构
SDH 技术中常见的组网的形式有链形网络、星形网络、树形网络、环形网络、网孔形网络等。
1.1 链形网
链形网顾名思义就是将网络中的节点一个个串联起来，首位两段是不连接的。链形的链接方式在初期的SDH 组网技术中应用的非常多，并且其实现简单也比较经济，在目前的电力传输系统中利用SDH 中的链形形式组网的网络也占有很大一部分比重。
1.2 星形网
该网络将组网系统中的某个节点作为一个起点让改点与电力系统中的各个节点进行链接，而其他的节点之间都没有进行连接，在电力传输系统中所有的传输数据和业务都要经过该节点。这种组网的形式的优点可以利用中心节点来对其他节点进行控制，带宽的分配也非常的简单，而且还可以节约一定的成本，但是中心节点缺乏相应的安全保障机制，其处理能力也往往存在一定的技术的瓶颈。这种组网方式一般应用于接入网，而较少在传输网的组网中应用。
1.3 树形网
树形的组网形式是上述链形网络和星形网络的组合，所以其中心节点也存在同样的安全保障问题以及中心节点处理数据平静的问题，这种结构能够在电力系统OPGW 铺设的过程中起到很好的适应的作用，该组网形式一般应用于电力专网的组网中。
1.4 环形网
环形的SDH 组网的形式是由链形的组网形式转化而来的将链形网络的首尾节点相连就组成了环形的网络，这种组网形式中网络中的任何一个节点都不会对外开放。这种组网的方式目前应用的最为广泛，这种组网形式的电力传输网生存能力较强，在发生故障的时候一般也能够自我恢复。并且可靠性非常高，一般将其应用于电力传输中的核心网的组网以及城域网的组网设计。
1.5 网孔形网
将网络中所有的节点两两连接，就可以构成网孔型网络。该种组网形式可以为网络中的节点提供更多的传输路由，该网络的可靠性非常高，而且由于组网形式其一般不会发生处理瓶颈和失效的问题。但是这种组网形式有一定的冗余，这种冗余势必会对系统的性能造成一定的影响，并且这种组网方式成本也比较高，构建也相对较为复杂。随着我国电网建设步伐的不断加快，OPGW 在电力系统构建中不断普及开来，网络形网络得到了应用，网孔型网络的高可靠性以及高灵活性使得业务的装载影响到了电力传输的决策层，这种组网的方式是以后发展的重要的趋势。就目前SDH 组网形式在电力传输系统的应用来看最常用的用的最多的两种组网方式为链形的组网方式和环形的组网方式，和电力传输系统中的敷设节点相互组合就够长了电力传输系统的网络。
2 常用的SDH 拓扑网络结构在电力传输网中的应用实践
2.1 链形网
链形网的组网方式如图1 所示，其中二纤网的链形组网方式没有系统自愈的功能也就是没有相应的安全保护的机制； 4 纤网的链形组网的方式就可以为系统提供1+1 的组网安全保护，4 根光纤中有两根作为收发信息的主要的通道，其他两根作为信息发送和接受的备用的通道。在电力系统的传输的过程中采用4 根光纤的传输方式，这4 根光纤一般采用的是一根OPGW 线缆，如果线缆出现问题整个系统业务都会发生中断，系统的保护链路对这种形式的故障没有自愈的能力，所以系统的自我保护能力还是存在一定的问题。改链网具有分时复用的功能，网络的自我恢复和网络的组网形式密切相关，结合电力通信系统自身的特点，业务都集中在系统的调度上，这样就会使得整个系统的业务量最小，但是分时复用却没有真正发挥其作用，所以在主要的关键节点之间的组网并不适合采用这种链形网的组网形式。
图1 链形网组网方式
2.2 环形（自愈）网
环形网由于组网形式的特点使其具有自愈的功能也就是网络在发生故障的时候不需要对网络进行人为的干预网络系统就能够自愈，而相关的中断的业务也能够自动的恢复，用户根本意识不到故障的存在。这种故障自愈的能力主要是在该网络中存在可以复用或者备用的路由来恢复中断的通讯。备用或者是复用的路由可以用网络中冗余的设备，这样就可以实现中断业务的恢复。所以可以看出环形网之所以能够实现自愈是因为其中冗余的路由器，利用网络路由之间的交叉型就能够实现他们之间的通讯，本文在下面对电力专网中最为常用的几种环形网进行了介绍。
2.2.1 二纤单向通道保护环
由两根光纤所组成的保护环就是二纤电箱通道保护环，一般将主环称为S1 ；将备用环称为P1。两个环的业务是反向的，网络上的节点的并法接受功能实现了整个系统的保护的功能，将业务发送到两个环路上，两个环路的流向相反，进而可以实现对于业务的保护实现自愈的功能，如图2 所示。
图2 二纤单向通道保护
在图2 种如果BC 之间的线缆发生故障时，由于网元支路板的并发保护功能，使得两个环上的业务都是一致的，如图3 所示。
图3 故障保护机制
2.2.2 二纤双向复用段保护环
两条光纤的双向的复用保护环采用的是两条光纤来实现对于系统的保护，网元的节点采用的是ADM，在图4 种这两根光纤分别为S1/P2、S2/P1，在系统运行的过程中前半间隙将业务传输到光纤上，后半个时间间隙用来对系统进行保护，也就是利用一根光纤的保护时间间隙来对一根光纤上的业务进行保护。但是这种保护的方式没有备用的保护光纤，每一条光纤都是在前半个间隙用来做通信后半个间隙用来做备用信道。
图4 二纤双向复用保护
3 网孔型网络
相对于上述的组网的方式网孔形网络的组网方式要复杂的多，其内部的所有的网元节点都实现了两两的连接。由于这种组网方式会有很多路由的冗余所以系统的可靠性非常的高，系统不存在问题，但是过高系统冗余会使得系统的性能降低，并且这种复杂的组网方式使得系统组网的成本非常高并且组网形式非常的复杂，相对于链形和环形网络并没有太大的优势所以应用的并不是很多。但是随着电力传输系统网络化智能化的发展，网络网络是今后网络发展的趋势。
图5 网孔形网络
4 环形网络在电力通信传输系统中的应用
笔者常年工作于发电厂，经常接触到一些电力传输中的组网的形式，就笔者在工作中经常遇到的电力传输中的组网的形式进行介绍，主要包括链形网、环形网以及网孔形网络等，对于这些常见的网络进行了介绍。并且对于每种电力传输网的安全问题以及自我恢复能力等各个方面进行了介绍。
在图6 中电力局以及变电站和电厂之间都建立SDH 环形网络，主要利用的是IDM 光传输设备以及IDM-120E 等设备进行组网，采用该种方式组成的网络可以实现政府对于电话的调度、数据的运动以及视频监控和电视电话会议等等。
5 结束语
随着我国电力系统的发展对于电力传输系统的组网方式提出更高的要求传统的组网方式已经不能够适应目前日益发展的电力系统。所以本文基于对SDH 组网技术在电力传输网组网中的应用研究提出了以下建议，将传输网分为两个层次核心网可以采用二纤双向保护模式，业务的接入层可以采用二纤单向通道的保护方式。随着电网的建设步伐的加快根据电力网络的实际来选择合适的组网方式来对电力传输网进行构建。
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