论文部分内容阅读
【摘 要】本文首先介绍基于 SDH 的 MSTP 技术，分析电力 SDH 光纤传输网现状及问题，提出SDH 光纤传输网优化策略。
【关键词】电力通信；SDH；网络优化；光纤传输
前言
随着电网结构的日益复杂、厂站数目和业务种类不断增加、视频监控等大容量数据业务的需求，在更高的网络可靠性要求下，现有传输网网络结构和容量将面临巨大压力，亟需对其进行优化和调整。
1.基于SDH 的 MSTP 技术
同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）是将复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。具有全球统一的网络节点接口和标准的信息结构等级同步传送模块（STM-N），提供 155×N Mbit/s 的传输速率，可以复接 2，34，140 Mbit/s 等低速支路信号，以其安全、可靠、准时、便于维护的优点在电力通信骨干网中得到广泛应用。 但传统的 SDH 设备端口只提供 2 Mbit/s 等支路的电接口和最低速率为 155 Mbit/s（STM-1）光接口，缺乏灵活性，难以满足电网通信业务的多样性和对数据业务的高服务质量要求，成为电力通信网进一步发展的瓶颈，亟需寻求新的解决方案。
基于 SDH 的多业务传送平台指以 SDH 为平台同时实现 TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点技术。
与传统的 SDH 技术相比，MSTP 不仅保留了传统 SDH 网络的实时性、安全可靠性以及可维护性的优势，而且兼具业务的透传、汇聚、二层交换和带宽的统计复用功能， 同时又扩展了对以太网业务的流量控制、QoS 等功能。此外，可以通过通用成帧规程封装提高数据封装的效率 实现了不同厂家间的数据业务互联；利用虚级联配合链路容量调整技术可以将数据业务适配到不同 STM-N 数据帧中的虚容器进行传送，实现了业务带宽的动态调整，提高了传输系统的带宽利用率， 同时简化了网管配置难度。
综上所述，MSTP 技术支持话音、视频、数据等多种业务，提供丰富的业务（TDM、ATM 或以太网业务等）接口，通过更换接口模块适应业务的发展变化，是成功解决传输网接入层多业务传送的主要方法，不仅满足电网通信业务多样化要求，也满足了电网通信的高可靠性和高 QoS 的保证，其方便、统一管理的维护模式等优点，必将在电网通信中发挥重要的作用。
2.电力 SDH 光纤传输网现状分析
某地区电力SDH 光纤传输网按照传输 A 网、传输B 网双平面建设。传输 B 网正处于建设初期， 组网设备主要采用烽火 780B， 现已覆盖 220 kV 及以上变电站和核心厂站，因此，文章仅讨论承载主要业务的 SDH 光纤传输 A 网。
电力通信网基础薄弱、资源匮乏，在早期建设不足和光传输网复杂的情况下，电力通信网的问题日益凸显，传输 A 网主要存在以下问题。
（1）网络层次不清晰、拓扑结构欠合理。 早期光缆建设滞后于电网建设，同时由于受到地理环境、资金、技术等条件限制，部分站点之间早期架设的光缆纤芯数量多为 12 芯，甚至为 8 芯，加上电力光纤通信采用单向通信方式，纤芯占用率高，使纤芯资源更紧张。部分光缆线路因老化出现传输损耗过高或者断纤现象， 形成个别站点光缆无备用纤芯的困境，同时，业务汇聚点至地调光缆通道过少，导致业务过于集中在个别站点，一旦两者间光缆出现故障，将出现大范围的生产业务中断。光缆资源的紧缺直接影响了网络规划的实施，使接入层业务通道占用骨干层资源，导致骨干层和接入层界面不清晰，给日常维护和故障处理带来困难。
（2）设备配置不合理、传输容量低。网内设备具有2.5Gbit/s交叉容量，但传输 A 网骨干层 2 条成环链路最大带宽仅为622 Mbit/s，其他链路带宽均为 155 Mbit/s，光纤带宽利用率低。
（3）业务单一，业务接入链路节点过多。目前，网内所有站点设备均无配备 MSTP 多业务接口板块，仅提供的主要业务类型为传统 2M 电路和少量的 POS 接口 155 Mbit/s 链路， 未能充分利用MSTP 的多业务接口功能。在日常维护中发现，中间节点协议转换器运行状态不稳定、带宽不足，频繁出现故障导致网络中断，而且带宽受限、不具备远程维护能力，不仅增加了维护难度，也增加了故障判断和处理时间。
（4）时隙碎片多，业务成环率低，链路保护不足。由于时隙缺乏规划，2M 电路占据较多时隙，产生较多的时隙碎片，限制了链路保护的配置。当前站点业务保护方式主要采用二纤单向通道保护，节点采用大环方式进行子网连接保护。业务保护存在环内的站点数目过多、线路过长的缺点，导致保护时延增加，保护能力减弱。
3.优化策略
光缆线路是传输网组成的最基本元素之一，是业务信息传输的物理路由，决定了业务流向。因此，完善光缆网是网络优化的前提条件。
（1）增加骨干层等重要站点的直通路由光缆的建设。
（2）通过调整部分光缆线路和光纤通道进行适当线路解环和组环。
3.1 网络层次的优化
通过以上调整，将形成清晰的光纤环网结构，提高区域性的通信可靠性，SDH 光纤传输 A 网优化后链路拓扑，为清晰划分传输 A 网的骨干层、接入层链路界面，充分利用设备性能和组网能力，需对站点设备和原有链路进行调整升级及重新组网划分。
3.2 业务通道优化
业务通道应遵循最佳路由原则，并根据业务特点、流向、带宽需求和保护要求，决定各业务的传输平面、拓扑形式、带宽分配和物理通道分配，实现物理通道隔离，满足业务的“N-1”运行方式，优化方法如下。
（1）优化业务接入方式，减少业务通道节点。可通过在 OptiX 2500+设备增加以太板卡的方式实现对数据业务如综合数据网的支持，改变原经2M支路带宽为 N×2 Mbit/s 再经协议转换器转换成IP 网的接入方式，EMS 系统网络化通道优化方案，提高数据网带宽至 100 Mbit/s，可降低 IP 业务占用支路板的时隙量，减少协议转换器节点，可通过网管进行维护和远程管理。同样，EMS 的接入方式也可采用相同方案 减少 PCM、Modem 等传统接入节点。 （2）线路继电保护采取 2 Mbit/s 复用及专用光纤通道，220 kV 等级以上的线路采取 2 条完全独立路由构成主一、主二保护。 安稳控制业务采用 2套完全独立路由的 2 Mbit/s 复用通道。调度自动化业务及电能计量业务采用完全独立的 1 路专线接入和 1 路调度数据网网络通道。调度电话、行政电话仍采用 E1 或多路 E1 接入方式。
3）调度数据网的站点业务流量约为 1.5 Mbit/s，考虑带宽冗余，接入带宽可采用 2×2 Mbit/s 多个E1 接入方式。变电站视频监控、承载管理业务的综合数据网则采用 MSTP 接入优化方案。
3.3 业务时隙和保护方式优化网络时隙优化原则：
（1）骨干层节点全部采用 VC-4 穿通，跨节点间穿通采用相同时隙，有效避免骨干层节点的低阶交叉成为瓶颈；
（2）分配业务通道范围，尽量使业务排满每个VC-4、VC-12 通道，避免设备时分交叉能力的不同造成时隙碎片。
3.4 优点分析
SDH 光纤传输网的网络层次和区域性更加清晰，充分发挥现有 MSTP 传输设备的组网能力和 SDH环网子网保护功能，实现区域环网，提高网络整体的可靠性。业务层次分明，接入方式便捷，有利于日常维护，减少故障概率。同时，骨干层、接入层容量不仅满足现有网络的带宽需求，而且具有带宽利用率高、扩展性好、生存力强，不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点间有许多路由可选，可靠性很高，为将来网络扩容和新业务接入留下较大的空间。
4.结语
通过对电力 SDH 光纤传输 A 网的优化调整进行探讨，旨在解决光缆资源不足的困境和从根本上解决通信网络节点负荷过大的问题，提供多样化的业务接口，满足日益增长的业务带宽需求，也为快速、准确判断故障点、减少故障排除时间奠定良好的基础，进一步电力通信网的可靠性和运行管理水平。
参考文献：
[1]吴凤修.SDH 技术与设备[M]. 北京： 人民邮电出版社，2006.
[2]彭志荣.MSTP 技术在江门电力通信网改造中的应用[J]. 电力系统通信， 2009， 30（7）.
[3]吴杰，韦炜.本地传输网优化方案[J]. 电信工程技术与标准化， 2006， 19（8）.
【关键词】电力通信；SDH；网络优化；光纤传输
前言
随着电网结构的日益复杂、厂站数目和业务种类不断增加、视频监控等大容量数据业务的需求，在更高的网络可靠性要求下，现有传输网网络结构和容量将面临巨大压力，亟需对其进行优化和调整。
1.基于SDH 的 MSTP 技术
同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）是将复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。具有全球统一的网络节点接口和标准的信息结构等级同步传送模块（STM-N），提供 155×N Mbit/s 的传输速率，可以复接 2，34，140 Mbit/s 等低速支路信号，以其安全、可靠、准时、便于维护的优点在电力通信骨干网中得到广泛应用。 但传统的 SDH 设备端口只提供 2 Mbit/s 等支路的电接口和最低速率为 155 Mbit/s（STM-1）光接口，缺乏灵活性，难以满足电网通信业务的多样性和对数据业务的高服务质量要求，成为电力通信网进一步发展的瓶颈，亟需寻求新的解决方案。
基于 SDH 的多业务传送平台指以 SDH 为平台同时实现 TDM、ATM、以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点技术。
与传统的 SDH 技术相比，MSTP 不仅保留了传统 SDH 网络的实时性、安全可靠性以及可维护性的优势，而且兼具业务的透传、汇聚、二层交换和带宽的统计复用功能， 同时又扩展了对以太网业务的流量控制、QoS 等功能。此外，可以通过通用成帧规程封装提高数据封装的效率 实现了不同厂家间的数据业务互联；利用虚级联配合链路容量调整技术可以将数据业务适配到不同 STM-N 数据帧中的虚容器进行传送，实现了业务带宽的动态调整，提高了传输系统的带宽利用率， 同时简化了网管配置难度。
综上所述，MSTP 技术支持话音、视频、数据等多种业务，提供丰富的业务（TDM、ATM 或以太网业务等）接口，通过更换接口模块适应业务的发展变化，是成功解决传输网接入层多业务传送的主要方法，不仅满足电网通信业务多样化要求，也满足了电网通信的高可靠性和高 QoS 的保证，其方便、统一管理的维护模式等优点，必将在电网通信中发挥重要的作用。
2.电力 SDH 光纤传输网现状分析
某地区电力SDH 光纤传输网按照传输 A 网、传输B 网双平面建设。传输 B 网正处于建设初期， 组网设备主要采用烽火 780B， 现已覆盖 220 kV 及以上变电站和核心厂站，因此，文章仅讨论承载主要业务的 SDH 光纤传输 A 网。
电力通信网基础薄弱、资源匮乏，在早期建设不足和光传输网复杂的情况下，电力通信网的问题日益凸显，传输 A 网主要存在以下问题。
（1）网络层次不清晰、拓扑结构欠合理。 早期光缆建设滞后于电网建设，同时由于受到地理环境、资金、技术等条件限制，部分站点之间早期架设的光缆纤芯数量多为 12 芯，甚至为 8 芯，加上电力光纤通信采用单向通信方式，纤芯占用率高，使纤芯资源更紧张。部分光缆线路因老化出现传输损耗过高或者断纤现象， 形成个别站点光缆无备用纤芯的困境，同时，业务汇聚点至地调光缆通道过少，导致业务过于集中在个别站点，一旦两者间光缆出现故障，将出现大范围的生产业务中断。光缆资源的紧缺直接影响了网络规划的实施，使接入层业务通道占用骨干层资源，导致骨干层和接入层界面不清晰，给日常维护和故障处理带来困难。
（2）设备配置不合理、传输容量低。网内设备具有2.5Gbit/s交叉容量，但传输 A 网骨干层 2 条成环链路最大带宽仅为622 Mbit/s，其他链路带宽均为 155 Mbit/s，光纤带宽利用率低。
（3）业务单一，业务接入链路节点过多。目前，网内所有站点设备均无配备 MSTP 多业务接口板块，仅提供的主要业务类型为传统 2M 电路和少量的 POS 接口 155 Mbit/s 链路， 未能充分利用MSTP 的多业务接口功能。在日常维护中发现，中间节点协议转换器运行状态不稳定、带宽不足，频繁出现故障导致网络中断，而且带宽受限、不具备远程维护能力，不仅增加了维护难度，也增加了故障判断和处理时间。
（4）时隙碎片多，业务成环率低，链路保护不足。由于时隙缺乏规划，2M 电路占据较多时隙，产生较多的时隙碎片，限制了链路保护的配置。当前站点业务保护方式主要采用二纤单向通道保护，节点采用大环方式进行子网连接保护。业务保护存在环内的站点数目过多、线路过长的缺点，导致保护时延增加，保护能力减弱。
3.优化策略
光缆线路是传输网组成的最基本元素之一，是业务信息传输的物理路由，决定了业务流向。因此，完善光缆网是网络优化的前提条件。
（1）增加骨干层等重要站点的直通路由光缆的建设。
（2）通过调整部分光缆线路和光纤通道进行适当线路解环和组环。
3.1 网络层次的优化
通过以上调整，将形成清晰的光纤环网结构，提高区域性的通信可靠性，SDH 光纤传输 A 网优化后链路拓扑，为清晰划分传输 A 网的骨干层、接入层链路界面，充分利用设备性能和组网能力，需对站点设备和原有链路进行调整升级及重新组网划分。
3.2 业务通道优化
业务通道应遵循最佳路由原则，并根据业务特点、流向、带宽需求和保护要求，决定各业务的传输平面、拓扑形式、带宽分配和物理通道分配，实现物理通道隔离，满足业务的“N-1”运行方式，优化方法如下。
（1）优化业务接入方式，减少业务通道节点。可通过在 OptiX 2500+设备增加以太板卡的方式实现对数据业务如综合数据网的支持，改变原经2M支路带宽为 N×2 Mbit/s 再经协议转换器转换成IP 网的接入方式，EMS 系统网络化通道优化方案，提高数据网带宽至 100 Mbit/s，可降低 IP 业务占用支路板的时隙量，减少协议转换器节点，可通过网管进行维护和远程管理。同样，EMS 的接入方式也可采用相同方案 减少 PCM、Modem 等传统接入节点。 （2）线路继电保护采取 2 Mbit/s 复用及专用光纤通道，220 kV 等级以上的线路采取 2 条完全独立路由构成主一、主二保护。 安稳控制业务采用 2套完全独立路由的 2 Mbit/s 复用通道。调度自动化业务及电能计量业务采用完全独立的 1 路专线接入和 1 路调度数据网网络通道。调度电话、行政电话仍采用 E1 或多路 E1 接入方式。
3）调度数据网的站点业务流量约为 1.5 Mbit/s，考虑带宽冗余，接入带宽可采用 2×2 Mbit/s 多个E1 接入方式。变电站视频监控、承载管理业务的综合数据网则采用 MSTP 接入优化方案。
3.3 业务时隙和保护方式优化网络时隙优化原则：
（1）骨干层节点全部采用 VC-4 穿通，跨节点间穿通采用相同时隙，有效避免骨干层节点的低阶交叉成为瓶颈；
（2）分配业务通道范围，尽量使业务排满每个VC-4、VC-12 通道，避免设备时分交叉能力的不同造成时隙碎片。
3.4 优点分析
SDH 光纤传输网的网络层次和区域性更加清晰，充分发挥现有 MSTP 传输设备的组网能力和 SDH环网子网保护功能，实现区域环网，提高网络整体的可靠性。业务层次分明，接入方式便捷，有利于日常维护，减少故障概率。同时，骨干层、接入层容量不仅满足现有网络的带宽需求，而且具有带宽利用率高、扩展性好、生存力强，不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点间有许多路由可选，可靠性很高，为将来网络扩容和新业务接入留下较大的空间。
4.结语
通过对电力 SDH 光纤传输 A 网的优化调整进行探讨，旨在解决光缆资源不足的困境和从根本上解决通信网络节点负荷过大的问题，提供多样化的业务接口，满足日益增长的业务带宽需求，也为快速、准确判断故障点、减少故障排除时间奠定良好的基础，进一步电力通信网的可靠性和运行管理水平。
参考文献：
[1]吴凤修.SDH 技术与设备[M]. 北京： 人民邮电出版社，2006.
[2]彭志荣.MSTP 技术在江门电力通信网改造中的应用[J]. 电力系统通信， 2009， 30（7）.
[3]吴杰，韦炜.本地传输网优化方案[J]. 电信工程技术与标准化， 2006， 19（8）.