第一篇：SDH在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

目錄

摘要..........................................................................................................................................................2 1.SDH技術(shù)的敘述.................................................................................................................................3 1.1 SDH的概念...................................................................................................................................3 1.2 SDH的產(chǎn)生背景...........................................................................................................................3 1.3 SDH的傳輸原理...........................................................................................................................3 1.4 SDH的特點(diǎn)...................................................................................................................................4 2.SDH各個組成......................................................................................................................................6 2.1 SDH的幀結(jié)構(gòu)...............................................................................................................................6 2.2 SDH信息基本單元.......................................................................................................................7 2.3 SDH的復(fù)用...................................................................................................................................7 2.4我國制定的復(fù)用結(jié)構(gòu)....................................................................................................................9 2.5 SDH的映射原理...........................................................................................................................9 2.6 SDH的網(wǎng)同步.............................................................................................................................11 3 SDH在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及保護(hù)....................................................................................................13 3.1 SDH技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用.........................................................................................................13 3.2 SDH在電力系統(tǒng)中的典型應(yīng)用.................................................................................................13 3.3 SDH在電力系統(tǒng)中的保護(hù).........................................................................................................15 結(jié)束語....................................................................................................................................................19 致謝........................................................................................................................................................20 參考文獻(xiàn)................................................................................................................................................21SDH在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要

信息網(wǎng)絡(luò)是信息社會的重要支撐。在同一網(wǎng)絡(luò)平臺上傳輸各種業(yè)務(wù)，減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用，是21世紀(jì)通信發(fā)展的重要方向。為適應(yīng)電力體制改革，加快電網(wǎng)智能化建設(shè)的步伐，電力通信網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)也正朝著這一方向努力發(fā)展。但是，怎樣保證電網(wǎng)調(diào)度通信業(yè)務(wù)在這個網(wǎng)絡(luò)平臺上滿足可用性及可靠性傳輸，是目前各級電力通信的技術(shù)管理部門積極研究的課題，也是國內(nèi)外設(shè)備制造廠商關(guān)注的焦點(diǎn)。對于電力系統(tǒng)通信的技術(shù)管理部門而言，怎樣科學(xué)、合理地運(yùn)用公網(wǎng)設(shè)備解決電力通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)傳輸，既要滿足公網(wǎng)業(yè)務(wù)和專網(wǎng)特種業(yè)務(wù)的要求，又要降低投資成本，有多種解決方式。隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)企業(yè)正實(shí)施“三化一流”的發(fā)展戰(zhàn)略，其中最主要的一項(xiàng)發(fā)展戰(zhàn)略是推行主業(yè)現(xiàn)代化。推行主業(yè)現(xiàn)代化，就是要以電網(wǎng)為核心，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)、調(diào)度、管理和核算，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)營現(xiàn)代化。以轉(zhuǎn)換經(jīng)營機(jī)制為核心，創(chuàng)造良好的企業(yè)形象和先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)管理現(xiàn)代化。以加快信息資源的開發(fā)與利用為核心，建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適應(yīng)電力市場需求的信息網(wǎng)絡(luò)體系。而傳輸系統(tǒng)是信息網(wǎng)絡(luò)體系的基礎(chǔ)平臺，因此作為目前傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：SDH的傳輸，當(dāng)然也就成為是電力系統(tǒng)信息技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素，并且已經(jīng)成為電力系統(tǒng)信息化極其重要的組成部份。大多數(shù)電力生產(chǎn)信息、管理信息及調(diào)度信息均需通過SDH的傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。

關(guān)鍵詞：SDH；電力系統(tǒng)；

1.SDH技術(shù)的敘述

1.1 SDH的概念

SDH（Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字體系）是一種將復(fù)接，線路傳輸及交換功能融為一體，并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國貝爾通信技術(shù)所提出來的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET），國際電話電報(bào)咨詢員會（CCITT）(現(xiàn)ITU-T)于1988年接受了SONET概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制，它可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理，實(shí)時業(yè)務(wù)監(jiān)控。動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)，不同設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，降低管理及維護(hù)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點(diǎn)，受到人們的廣泛重視。

1.2 SDH的產(chǎn)生背景

SDH技術(shù)的誕生有其必然性，隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字，數(shù)據(jù)，圖像和視頻等，加之通信和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)/E1載波系統(tǒng)（1.544、2.048Mbps）X25幀中繼、ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，隨著信息社會的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能快速。經(jīng)濟(jì)、有效地提供各種電路和業(yè)務(wù)，而上述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其業(yè)務(wù)的單調(diào)性，擴(kuò)展的復(fù)雜性，帶寬的局限性，僅在原有內(nèi)修改或完善已無濟(jì)于事，SDH就是在這種下發(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，了解SDH技術(shù)的接入 網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用是普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需專業(yè)課的發(fā)展，而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入瓶頸的問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率，SDH技術(shù)自從90年代引入以來，至今已以是一種成熟。標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價(jià)格越來越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用，標(biāo)準(zhǔn)化的光接口。強(qiáng)大的網(wǎng)管能力，靈活網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠芰透呖煽啃詭砗锰?，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。

1.3 SDH的傳輸原理

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為同步傳送模塊STM－N（Synchronous Transport，N=1，4，16，64），最基本的模塊為STM－1，四個STM－1同步復(fù)用構(gòu)成STM－4，16個STM－1或四個 STM－4同步復(fù)用構(gòu)成STM－16，四個STM－16同步復(fù)用構(gòu)成STM－64，甚至四個STM－64同步復(fù)用構(gòu)成STM－256；SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息，每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節(jié)組成，每個字節(jié)含8bit，整個幀結(jié)構(gòu)分成段開銷（Section OverHead，SOH）區(qū)、STM－N凈負(fù)荷區(qū)和管理單元指針（AU PTR）區(qū)三個區(qū)域，其中段開銷區(qū)主要用于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理、維護(hù)及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，它又分為再生段開銷（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和復(fù)用段開銷（Multiplex Section

OverHead，MSOH）；凈負(fù)荷區(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務(wù)的比特和少量的用于通道維護(hù)管理的通道開銷字節(jié)；管理單元指針用來指示凈負(fù)荷區(qū)內(nèi)的信息首字節(jié)在STM－N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置以便接收時能正確分離凈負(fù)荷。SDH的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸，每幀傳輸時間為125μs，每秒傳輸1/125×1000000幀，對STM－1而言每幀字節(jié)為8bit×（9×270×1）=19440bit，則STM－1的傳輸速率為19440×8000=155.520Mbit/s；而STM－4的傳輸速率為4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM－16的傳輸速率為16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit/s。

SDH傳輸業(yè)務(wù)信號時各種業(yè)務(wù)信號要進(jìn)入SDH的幀都要經(jīng)過映射、定位和復(fù)用三個步驟：映射是將各種速率的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器（C），再加入通道開銷（POH）形成虛容器（VC）的過程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進(jìn)支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TU PTR）或管理單元指針（AU PTR）的功能來實(shí)現(xiàn)；復(fù)用的概念比較簡單，復(fù)用是一種使多個低階通道層的信號適配進(jìn)高階通道層，或把多個高階通道層信號適配進(jìn)復(fù)用層的過程。復(fù)用也就是通過字節(jié)交錯間插方式把TU組織進(jìn)高階VC或把AU組織進(jìn)STM-N的過程，由于經(jīng)過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復(fù)用過程是同步復(fù)用復(fù)用原理與數(shù)據(jù)的串并變換相類似。

1.4 SDH的特點(diǎn)

（1）SDH傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)，數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)速率和標(biāo)準(zhǔn)的光路接口，使網(wǎng)管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務(wù)信號，形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標(biāo)準(zhǔn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；

（2）SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負(fù)荷區(qū)內(nèi)的排列非常有規(guī)律，而凈負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實(shí)現(xiàn)了一次復(fù)用的特性，克服了PDH準(zhǔn)同步復(fù)用方式對全部高速信號進(jìn)行逐級分解然后再生復(fù)用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復(fù)用設(shè)備，改善了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)傳送透明性；

（3）由于采用了較先進(jìn)的分插復(fù)用器（ADM）、數(shù)字交叉連接（DXC）、網(wǎng)絡(luò)的自愈功能和重組功能就顯得非常強(qiáng)大，具有較強(qiáng)的生存率。因SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了信號的5％開銷比特，它的網(wǎng)管功能顯得特別強(qiáng)大，并能統(tǒng)一形成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網(wǎng)絡(luò)的維管費(fèi)和生存能力起到了積極作用；

（4）由于SDH有多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它所組成的網(wǎng)絡(luò)非常靈活，它能增強(qiáng)網(wǎng)監(jiān)，運(yùn)行管理和自動配置功能，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)性能，同時也使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行靈活、安全、可靠，使網(wǎng)絡(luò)的功能非常齊全和多樣化；

（5）SDH有傳輸和交換的性能，它的系列設(shè)備的構(gòu)成能通過功能塊的自由組合，實(shí)現(xiàn)了不同層次和各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，十分靈活；

（6）SDH并不專屬于某種傳輸介質(zhì)，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點(diǎn)表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)相兼容。

（7）從OSI模型的觀點(diǎn)來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層

有嚴(yán)格的限制，便于在SDH上采用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持ATM或IP傳輸；

（8）SDH是嚴(yán)格同步的，從而保證了整個網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復(fù)用和調(diào)整；

（9）標(biāo)準(zhǔn)的開放型光接口可以在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)成本。

2.SDH各個組成

2.1 SDH的幀結(jié)構(gòu)

ITU-T規(guī)定了STM-N的幀是以字節(jié)（8位）為單位的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示

圖2-1 STM-N 幀結(jié)構(gòu)圖

從上圖看出STM-N的信號是9行×270×N列的幀結(jié)構(gòu)。此處的N與STM-N的N相一致，取值范圍：1，4，16，64??。表示此信號由N個STM-1信號通過字節(jié)間插復(fù)用而成。由此可知，STM-1信號的幀結(jié)構(gòu)是9行×270列的塊狀幀。由上圖看出，當(dāng)N個STM-1信號通過字節(jié)間插復(fù)用成STM-N信號時，僅僅是將STM-1信號的列按字節(jié)間插復(fù)用，行數(shù)恒定為9行。STM-N信號的傳輸也遵循按比特的傳輸方式，信號幀傳輸?shù)脑瓌t是：幀結(jié)構(gòu)中的字節(jié)（8位）從左到右，從上到下一個字節(jié)一個字節(jié)（一個比特一個比特）的傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一幀。ITU-T規(guī)定對于任何的STM等級，幀頻是8000幀/秒，也就是幀長或幀周期為恒定的125μs。E1 PDH信號的幀頻也是8000幀/秒。需要注意的是，對于任何STM級別幀頻都是8000幀/秒，幀周期的恒定是SDH信號的一大特點(diǎn)。由于幀周期的恒定使STM-N信號的速率有其規(guī)律性。例如STM-4的傳輸數(shù)速恒定的等于STM-1信號傳輸數(shù)速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。而PDH中的8.448Mbit/s信號速率≠2.048Mbit/s信號速率的4倍。SDH信號的這種規(guī)律性使高速SDH信號直接分出低速SDH信號成為可能，特別適用于大容量的傳輸情況。從圖2-1中可以看出，STM-N的幀結(jié)構(gòu)由3部分組成：段開銷，包括再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH）；管理單元指針（AU-PTR）；信息凈負(fù)荷（payload）2.1.1信息凈負(fù)荷（payload）

信息凈負(fù)荷由STM-N幀傳送的各種業(yè)務(wù)信號組成。為了實(shí)時監(jiān)測低速業(yè)務(wù)信號在傳輸過程中是否出錯，在裝載低速信號的過程中加入了監(jiān)控開銷字節(jié)——通道開銷（POH）字節(jié)。POH作為信息凈負(fù)荷的一部分與業(yè)務(wù)信號一起裝載在STM-N幀中，在SDH網(wǎng)中傳送。它負(fù)責(zé)對低速信號進(jìn)行通道性能監(jiān)視、管理和控制。

2.1.2段開銷（SOH）

段開銷是為了保證信息凈負(fù)荷正常靈活傳送所附加的供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維

護(hù)（OAM）使用的字節(jié)。段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復(fù)用段開銷（MSOH），分別對相應(yīng)的段層進(jìn)行監(jiān)控。RSOH和MSOH的區(qū)別主要在于監(jiān)管的范圍不同。舉個簡單的例子，若光纖上傳輸?shù)氖荢TM-16信號，那么，RSOH監(jiān)控的是STM-16整體的傳輸性能，而MSOH則是監(jiān)控STM-16信號中每一個STM-1的性能情況。RSOH在STM-N幀中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列，共3×9×N個字節(jié)。MSOH開銷在STM-N幀中的位置是第5到第9行的第一到第9×N列，共5×9×N個字節(jié)。與PDH信號的幀結(jié)構(gòu)相比較，段開銷豐富是SDH信號幀結(jié)構(gòu)的一個重要的特點(diǎn)。2.1.2管理單元指針（AU-PTR）

AU-PTR是用來指示信息凈負(fù)荷的第一個字節(jié)（起始字節(jié)）在STM-N幀內(nèi)準(zhǔn)確位置的指示符，以便信號的接收端能根據(jù)這個指針值所指示的位置找到信息凈負(fù)荷。管理單元指針位于STM-N幀中第4行的9×N列，共9×N個字節(jié)。

2.2 SDH信息基本單元

2.2.1信息容器（C）

信息容器的功能時將常用的PDH信號適配進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)容器。目前，針對常用的PDH信號速率，G.707已經(jīng)規(guī)定了5種標(biāo)準(zhǔn)容器：C-

11、C-

12、C-

2、C-3與C-4。

2.2.2虛容器（VC）

由信息容器出來的數(shù)字流加上通道開銷后就構(gòu)成了虛容器，這是SDH中最重要的一種信息結(jié)構(gòu)，主要支持通道層連接。2.2.3支路單元（TU）

支路單元是一種為低階通道層與高階通道層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由低階VC與TU PTR組成。其中TU PTR 用來指明低階VC在TU幀內(nèi)的位置，因而允許低階VC在TU幀內(nèi)的位置浮動，但TU PTR 本身在TU幀內(nèi)的位置是固定的。

2.2.4支路單元組（TUG）

一個或多個在低階VC凈負(fù)荷中占有固定位置的TU組成支路單元組。2.2.5管理單元（AU）

管理單元是一種為高階通道層與復(fù)用段層提供適配功能的信息結(jié)構(gòu)，它由高階VC與AU-PTR組成。其中AU-PTR 用來指明高階VC在STM-N幀內(nèi)的位置，因而允許高階VC在STM-N幀內(nèi)的位置浮動，但AU-PTR 本身在STM-N幀內(nèi)的位置是固定的。

2.2.6管理單元組（AUG）

一個或多個在STM幀中占有固定位置的AU組成管理單元組，它由若干個AU-3或單個AU-4按字節(jié)間插方式均勻組成。

2.3 SDH的復(fù)用

要通過SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸業(yè)務(wù)信號，必須先將業(yè)務(wù)信號復(fù)用進(jìn)STM-N信號幀當(dāng)中。ITU-T規(guī)定了一整套完整的信號復(fù)用結(jié)構(gòu)（也就是復(fù)用途徑），通過這些途徑可將PDH 3個系列的數(shù)字信號以及其它信號通過多種形式復(fù)用成STM-N信號。ITU-T規(guī)定的復(fù)用結(jié)構(gòu)如圖2-3 7

圖2-3復(fù)用映射結(jié)構(gòu)

從上圖可以看出，從一個有效負(fù)荷到STM-N的復(fù)用途徑不是唯一的。例如：2Mbit/s的信號可通過兩種途徑復(fù)用成STM-N信號。

SDH網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)用包括三種情況：

(1)低階SDH信號復(fù)用成高階SDH信號。

(2)低速支路信號（例如E1、E3、E4）復(fù)用成SDH信號STM-N。

(3)大于C-4容量（139.760Mbit/s）的高速信號（如高清晰度電視信號和IP路由信號）復(fù)用進(jìn)STM-4和STM-16。

第一種情況在前面已經(jīng)提及，復(fù)用的方法主要通過字節(jié)間插復(fù)用方式來完成的。復(fù)用的個數(shù)是4合一，即4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。在復(fù)用過程中保持幀頻不變（8000幀/秒），這就意味著高一級的STM-N信號是低一級的STM-N信號速率的4倍。在進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用過程中，各幀的信息凈負(fù)荷和指針字節(jié)按原值進(jìn)行間插復(fù)用，而段開銷則會有些取舍。在復(fù)用成的STM-N幀中，段開銷并不是所有低階SDH幀中的段開銷間插復(fù)用而成，而是舍棄了一些低階幀中的段開銷。第二種情況用得最多的就是將PDH信號復(fù)用進(jìn)STM-N信號中去。SDH網(wǎng)絡(luò)的兼容性要求SDH的復(fù)用方式既能滿足異步復(fù)用（例如：將PDH信號復(fù)用進(jìn)STM-N），又能滿足同步復(fù)用（例如STM-1→STM-4），而且能方便地由高速STM-N信號分/插出低速信號，同時不造成較大的信號時延和滑動損傷。這就要求SDH網(wǎng)絡(luò)需采用自己獨(dú)特的一套復(fù)用步驟和復(fù)用結(jié)構(gòu)。在這種復(fù)用結(jié)構(gòu)中，通過指針調(diào)整定位技術(shù)來取代125μs緩存器用以校正支路信號頻差和實(shí)現(xiàn)相位對準(zhǔn)，各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進(jìn)STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射（相當(dāng)于信號打包）、定位（相當(dāng)于指針調(diào)整）、復(fù)用（相當(dāng)于字節(jié)間插復(fù)用）三個步驟。第三種情況通過級聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)。

級聯(lián)是一種結(jié)合過程，把多個虛容器組合起來，使得它們的組合容量可以當(dāng)作一個保持比特序列完整性的單個容器使用。級聯(lián)分為相鄰級聯(lián)和虛級聯(lián)。VC-4相鄰級聯(lián)就是將相鄰的X個C-4的容量拼在一起，相當(dāng)于形成一個大的容器，來滿足大于C-4的大容量客戶信號傳輸?shù)囊?。VC-4級的虛級聯(lián)就是把X個不同的STM-N中VC-4拼在一起形成一個大的虛容器作為一個整體使用。

2.4我國制定的復(fù)用結(jié)構(gòu)

盡管低速信號復(fù)用成STM-N信號的途徑有多種，但是對于一個國家或地區(qū)則必須使復(fù)用途徑唯一化。中國的光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定了以2Mbit/s信號為基礎(chǔ)的PDH系列作為SDH的有效負(fù)荷，并選用AU-4的復(fù)用途徑，其結(jié)構(gòu)見圖2-4所示

圖2-4 中國的SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu)

2.5 SDH的映射原理

2.5.1映射的基本概念

映射是一種在SDH網(wǎng)絡(luò)邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號適配進(jìn)虛容器的過程。象我們經(jīng)常將各種速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器中，再加上相應(yīng)的低階或高階的通道開銷，形成各自相對應(yīng)的虛容器的過程。2.5.2 映射的種類

為了適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用情況，有異步、比特同步、字節(jié)同步三種映射方法與浮動VC和鎖定TU兩種模式。2.5.2(1)異步映射

異步映射是一種對映射信號的結(jié)構(gòu)無任何限制（信號有無幀結(jié)構(gòu)均可），也無需與網(wǎng)絡(luò)同步（例如PDH信號與SDH網(wǎng)不完全同步）。利用碼速調(diào)整將信號適配進(jìn)VC的映射方法。在映射時通過比特塞入將其打包成與SDH網(wǎng)絡(luò)同步的VC信息包，在解映射時，去除這些塞入比特，恢復(fù)出原信號的速率，也就是恢復(fù)出原信號的定時。因此說低速信號在SDH網(wǎng)中傳輸有定時透明性，即在SDH網(wǎng)邊界處收發(fā)兩端的此信號速率相一致（定時信號相一致）。

此種映射方法可從高速信號中（STM-N）中直接分/插出一定速率級別的低速信號（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）。因?yàn)橛成涞淖罨镜牟豢煞指顔挝皇沁@些低速信號，所以分/插出來的低速信號的最低級別也就是相應(yīng)的這些數(shù)率級別的低速信號。2.5.2(2)比特同步映射

此種映射是對支路信號的結(jié)構(gòu)無任何限制，但要求低速支路信號與網(wǎng)同步（例如E1信號保證8000幀/秒），無需通過碼速調(diào)整即可將低速支路信號打包成相應(yīng)的VC的映射方法，注意：VC時刻都是與網(wǎng)同步的。原則上講此種映射方法可從高速信號中直接分/插出任意速率的低速信號，因?yàn)樵赟TM-N信號中可精確定位到VC，由于此種映射是以比特為單位的同步映射，那么在VC中可以精確的定位到你所要分/插的低速信號具體的那一個比特的位置上，這樣理論上就可以分/插出所需的那些比特，由此根據(jù)所需分/插的比特不同，可上/下不同速率的低速支路信號。異步映射能將低速支路信號定位到VC一級就不能再深入細(xì)化的定位了，所以拆包后只能分出VC相應(yīng)速率級別的低速支路信號。比特同步映射類似于將以比特為單位的低速信號（與網(wǎng)同步）進(jìn)行比特間插復(fù)用進(jìn)VC中，在VC中每個比特的位置是可預(yù)見的。2.5.2(3)字節(jié)同步映射

字節(jié)同步映射是一種要求映射信號具有字節(jié)為單位的塊狀幀結(jié)構(gòu)，并與網(wǎng)同步，無需任何速率調(diào)整即可將信息字節(jié)裝入VC內(nèi)規(guī)定位置的映射方式。在這種情況下，信號的每一個字節(jié)在VC中的位置是可預(yù)見的（有規(guī)律性），也就相當(dāng)于將信號按字節(jié)間插方式復(fù)用進(jìn)VC中，那么從STM-N中可直接下VC，而在VC中由于各字節(jié)位置的可預(yù)見性，于是可直接提取指定的字節(jié)出來。所以，此種映射方式就可以直接從STM-N信號中上/下64kbit/s或N×64kbit/s的低速支路信號。為什么呢？因?yàn)閂C的幀頻是8000幀/秒，而一個字節(jié)為8bit，若從每個VC中固定的提取N個字節(jié)的低速支路信號，那么該信號速率就是N×64kbit/s。2.5.2(4)浮動VC模式

浮動VC模式指VC凈負(fù)荷在TU內(nèi)的位置不固定，由TU-PTR指示VC起點(diǎn)的一種工作方式。它采用了TU-PTR和AU-PTR兩層指針來容納VC凈負(fù)荷與STM-N幀的頻差和相差，引入的信號時延最?。s10μs）。采用浮動模式時，VC幀內(nèi)可安排VC-POH，可進(jìn)行通道級別的端對端性能監(jiān)控。三種映射方法都能以浮動模式工作。前面講的映射方法：2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s映射進(jìn)相應(yīng)的VC，就是異步映射浮動模式。2.5.2(4)鎖定TU模式

鎖定TU模式是一種信息凈負(fù)荷與網(wǎng)同步并處于TU幀內(nèi)的固定位置，因而無需TU-PTR來定位的工作模式。PDH基群只有比特同步和字節(jié)同步兩種映射方法才能采用鎖定模式。

鎖定模式省去了TU-PTR，且在TU和TUG內(nèi)無VC-POH，采用125μs的滑動緩存器使VC凈負(fù)荷與STM-N信號同步。這樣引入信號時延大，且不能進(jìn)行端對端的通道級別的性能監(jiān)測。綜上所述，三種映射方法和兩類工作模式共可組合成五種映射方式，我們著重講一講當(dāng)前最通用的異步映射浮動模式的特點(diǎn)。異步映射浮動模式最適用于異步/準(zhǔn)同步信號映射，包括將PDH通道映射進(jìn)SDH通道的應(yīng)用，能直接上/下低速PDH信號，但是不能直接上/下PDH信號中的64kbit/s信號。異步映射接口簡單，引入映射時延少，可適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)和特性的數(shù)字信號，是一種最通用的映射方式，也是PDH向SDH過渡期內(nèi)必不可少的一種映射方式。當(dāng)前各廠家的設(shè)備絕大多數(shù)采用的是異步映射浮動模式。

浮動字節(jié)同步映射接口復(fù)雜但能直接上/下64kbit/s和N×64kbit/s信號，主要用于不需要一次群接口的數(shù)字交換機(jī)互連和兩個需直接處理64kbit/s和N×64k/s業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)間的SDH連接。

2.6 SDH的網(wǎng)同步

2.6.1網(wǎng)同步的基本原理

所謂同步，是使網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行的所有數(shù)字設(shè)備都工作在一個相同的平均速率上。如果數(shù)字傳輸不能保持同步，如兩個數(shù)字網(wǎng)絡(luò)之間不同步、或同一數(shù)字網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備彼此不同步、或收發(fā)之間不同步等，則會使被傳輸?shù)臄?shù)字信號發(fā)生混亂，根本無法達(dá)到預(yù)定通信目的。如若發(fā)送時鐘快于接收時鐘，接收端就會丟失一些數(shù)據(jù)，即所謂漏讀滑動；如若發(fā)送時鐘慢于接收時鐘，接收端就會重讀一些數(shù)據(jù)，即所謂重讀滑動。因此為保證傳輸質(zhì)量，不僅要使網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備保持良好的同步狀態(tài)，而且還應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)本身、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間保持良好的同步狀態(tài)。2.6.2 網(wǎng)同步方式

在目前的SDH網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)時鐘的同步有兩種方式：主從同步方式和相互同步方式。

2.6.2（1）主從同步方式

主從同步方式使用一系列分級的時鐘，每一級時鐘都與其上一級時鐘同步。在網(wǎng)絡(luò)中最高一級的時鐘稱為基準(zhǔn)主時鐘或基準(zhǔn)時鐘（PRC），它是一個高精度和高穩(wěn)定度的時鐘，該時鐘經(jīng)同步分配網(wǎng)（即定時基準(zhǔn)分配網(wǎng)）分配給下面的各級時鐘。目前ITU-T將各級時鐘分為4類: 1.基準(zhǔn)主時鐘，符合ITU-T G.811建議;2.轉(zhuǎn)接局時鐘，符合ITU-T G.812建議；3.端局從時鐘，符合ITU-T G.812建議；4.SDH網(wǎng)元時鐘，符合ITU-T G.813建議；通常，同步分配網(wǎng)采用樹形結(jié)構(gòu)，將定時基準(zhǔn)信號送至網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)，然后通過鎖相環(huán)使本地時鐘的相位鎖定到收到的定時基準(zhǔn)上，從而使網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的時鐘都與基準(zhǔn)主時鐘同步。這是一種單端控制方式，如圖2-6-2所示。

圖2-6-2 主從同步方式

等級主從同步方式的主要優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較好，組網(wǎng)靈活，適于樹形結(jié)構(gòu)和星形結(jié)構(gòu)，控制簡單，網(wǎng)絡(luò)的抗滑動性較好。主要缺點(diǎn)是對基準(zhǔn)主時鐘和傳輸鏈路的故障較敏感，一旦基準(zhǔn)主時鐘發(fā)生故障會造成全網(wǎng)的問題。為此，基準(zhǔn)主時鐘應(yīng)采用多重備份以提高可靠性。采用等級主從同步方式不僅與交換分級網(wǎng)相匹配，也有利于改進(jìn)全網(wǎng)的可靠性。等級主從同步方式在各國公用電信網(wǎng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

2.6.2(2)相互同步方式

在互同步系統(tǒng)中，不分時鐘級別，不設(shè)主時鐘，所有的時鐘皆采用互連方式。

即每個時鐘通過鎖相環(huán)受所有接收定時基準(zhǔn)信號的共同加權(quán)控制，在各時鐘的相互作用下，如果網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇合適，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)時鐘的同步。由于高穩(wěn)定、高可靠基準(zhǔn)時鐘的出現(xiàn)，主從同步法獲得廣泛應(yīng)用；而互同步法因易形成擾動，實(shí)際中已經(jīng)很少采用。SDH在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及保護(hù)

3.1 SDH技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)

電力輸電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，決定了電力通信網(wǎng)分級、分層、分區(qū)的傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。國調(diào)中心至各大區(qū)(省)調(diào)度中心的電力通信為一級傳輸網(wǎng)、大區(qū)調(diào)度中心至各省級調(diào)度中心的電力通信為二級傳輸網(wǎng)、省級調(diào)度中心至各地區(qū)級調(diào)度中心的電力通信為三級傳輸網(wǎng)、地區(qū)級調(diào)度中心至各縣級調(diào)度所的電力通信為四級傳輸網(wǎng)、各縣級調(diào)度通信網(wǎng)便是電力通信的五級傳輸網(wǎng)。在實(shí)際建設(shè)過程中,還需要根據(jù)實(shí)際情況 ,考慮網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和管理的復(fù)雜度 ,確定網(wǎng)絡(luò)的層次架構(gòu)。3.1.2 SDH用戶接入設(shè)備的布置

省調(diào)配置一套SDH用戶接入設(shè)備,將各地區(qū)通信網(wǎng)至省調(diào)及上級調(diào)度的主通道業(yè)務(wù)信號進(jìn)行分叉/復(fù)接,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)重組;區(qū)調(diào)配置一套SDH用戶接入設(shè)備,將各縣通信網(wǎng),發(fā)電廠至區(qū)調(diào)、省調(diào)的主通縣調(diào)配置一套SDH用戶接入設(shè)備 ,將各變電所 ,發(fā)電廠至區(qū)調(diào)、省調(diào)的主通道業(yè)務(wù)信號進(jìn)行分叉/復(fù)接,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)重組。SDH用戶接入設(shè)備,其基本是一套高性能的STM1的SDH網(wǎng),并能夠接入到STM16的網(wǎng)絡(luò)中組成SDH子網(wǎng)。

3.1.3 業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)過程

考慮將來的業(yè)務(wù)擴(kuò)展 ,根據(jù)業(yè)務(wù)需要分配帶寬顆粒 ,在傳輸系統(tǒng)中 ,一次變分配4個左右2M , 二次變分配3個2M ,局間提供分組交換所需2M。綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)設(shè)備滿足如下需求:2/ 4 線音頻專線接入、Z接口延伸業(yè)務(wù)、熱線電話、POTS普通電話接入、繼電保護(hù)DDN專線業(yè)務(wù)、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)。3.1.4 保護(hù)方式的選擇分析

SDH的特點(diǎn)是其光環(huán)自愈功能。在光纖被切割等故障發(fā)生時仍能在短的時間內(nèi)恢復(fù)通信 ,這在保證整個通信系統(tǒng)的可靠性方面起重要作用。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要結(jié)合節(jié)點(diǎn)的分布根據(jù)不同的保護(hù)方式主要有兩種不同的網(wǎng)絡(luò)配置方案: SNC較適應(yīng)于網(wǎng)孔型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);自愈環(huán)保適應(yīng)于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)通信容量較大,結(jié)構(gòu)簡單的大型網(wǎng)絡(luò)更為適用。

3.2 SDH在電力系統(tǒng)中的典型應(yīng)用

3.2.1電力專網(wǎng)通信系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸解決方案的典型應(yīng)用

一、行業(yè)典型應(yīng)用要求或前提

即使在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的情況下，如何保證電力通信高可靠性的要求？如何保證通信系統(tǒng)良好的可擴(kuò)展性？如何保證通信系統(tǒng)的多種業(yè)務(wù)要求？

（1）以最省的方式組建SDH自愈網(wǎng)，且升級擴(kuò)容方便；

（2）站業(yè)務(wù)容量不大，但總體要求接口豐富；

（3）設(shè)備具有高穩(wěn)定性，且可以統(tǒng)一監(jiān)控。

二、方案簡述及組網(wǎng)圖

針對以上要求，運(yùn)用其專門研制的高性能高適應(yīng)性的系列產(chǎn)品，提供了完善的光纖通信解決方案。

（1）H9MOX-1641型MSTP多業(yè)務(wù)光纖傳輸平臺，可支持多達(dá)12個光方向，尤其適合在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下組網(wǎng)。MSTP與傳統(tǒng)的SDH兼容，具備傳統(tǒng)SDH的特點(diǎn)，同時克服了傳統(tǒng)SDH的不足。它采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，采用分布式以太網(wǎng)OVERSDH技術(shù)，具備2.5層數(shù)據(jù)交換能力。在由五個站點(diǎn)構(gòu)成的環(huán)網(wǎng)中，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)對整個系統(tǒng)的帶寬要求僅僅為45M,由于采用了分布式交換系統(tǒng)，其使用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的SDH傳輸方案。

（2）三光方向的站點(diǎn)，采用H9MOS型SDH設(shè)備。

（3）兩光方向的站點(diǎn),以及光方向不超過兩點(diǎn)的站點(diǎn)，采用H9MO-155型SDH設(shè)備。

（4）遠(yuǎn)端站點(diǎn)容量較小，推出8＋1單板型PCM設(shè)備，具備8路以64K為單位的業(yè)務(wù)接口，種類齊全：普通語音接口、4E&M接口、2E&M接口、RS232接口、RS485接口、2&4線音頻接口、磁石接口、64K/128KV.35接口、64KG.703接口、熱線接口。和一路以太網(wǎng)接口或兩路N*64KV.35接口。

（5）端站點(diǎn)多，站點(diǎn)接入容量小的特點(diǎn)，使用了最多可接入14個E1設(shè)備的PCM局端設(shè)備，型號為：H5P-14，每個單板上一個2M容量，對外提供8路以64K為單位的業(yè)務(wù)接口和一路N*64K的數(shù)據(jù)接口。具有極高的性能價(jià)格比優(yōu)勢。

所有的設(shè)備可納入統(tǒng)一網(wǎng)管，每個設(shè)備都可提供RS232或RS485的監(jiān)控通道。在調(diào)度中心可對每一個變電站實(shí)行監(jiān)控。如圖3-2-1

圖3-2-1電力專網(wǎng)通信系統(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸組網(wǎng)圖

3.2.2 SDH電力通信承載網(wǎng)的應(yīng)用

電力通信承載網(wǎng)建設(shè)的需求分析

電力通信承載網(wǎng)在為電力系統(tǒng)服務(wù)方面需為省局、電廠、變電站及與市局之間提供業(yè)務(wù)通道的基礎(chǔ)服務(wù)。電力通信承載網(wǎng)主要承載的業(yè)務(wù)包括：

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)——包括線路繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動裝置數(shù)據(jù)、調(diào)度自動化（SCADA）、電能計(jì)量系統(tǒng)、變電站綜合自動化、電力市場數(shù)據(jù)和管理信息業(yè)務(wù)等。

話音業(yè)務(wù)——包括調(diào)度電話、行政電話、會議電話。

視頻業(yè)務(wù)——包括視頻會議系統(tǒng)及變電站自動監(jiān)控系統(tǒng)等。

多媒體業(yè)務(wù)——信息檢索、科學(xué)計(jì)算和信息處理、電子郵件、web應(yīng)用、可視圖文、多媒體會議、視頻點(diǎn)/廣播、因特網(wǎng)接入業(yè)務(wù)和IP電話等話音業(yè)務(wù)；

通過更加深入地分析，我們可以看出： 在業(yè)務(wù)需求方面，目前大部分省份的電力通信網(wǎng)絡(luò)還無法實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)橫向數(shù)據(jù)的充分交互，這和目前選用的通信手段很有關(guān)系。通過SDH或者ATM作為業(yè)務(wù)承載層，只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，面對點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)起來就非常困難。在財(cái)務(wù)自動化系統(tǒng)內(nèi)，也同樣存在這樣的問題。此外，在辦公自動化方面還有信息發(fā)布、文檔查詢、公文流轉(zhuǎn)批閱、會議管理、電子郵件以及信息采編等。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求已超過了電力通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的速度，只有承載在分組化寬帶網(wǎng)絡(luò)上，充分利用萬兆、千兆、百兆高帶寬優(yōu)勢；充分利用MPLS、電信級以太網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)才能更好的承載這些重要業(yè)務(wù)。

在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇上，由于電力通信網(wǎng)絡(luò)光纖電路覆蓋面大，節(jié)點(diǎn)多且分散，距離長，業(yè)務(wù)密度集中，電路分期呈鏈形建設(shè)，很難形成網(wǎng)狀拓?fù)?，也就無法發(fā)揮網(wǎng)狀拓?fù)涞亩嗦酚煽蛇x、可靠性高、生存性強(qiáng)的優(yōu)勢。而鏈形和星形拓?fù)潆m然符合電力系統(tǒng)通信電路分段建設(shè)的特點(diǎn)，但是其可靠性差，瓶頸現(xiàn)象嚴(yán)重成本較高?；陔娦偶壱蕴W(wǎng)技術(shù)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)有多樣的環(huán)網(wǎng)類型（相交環(huán)、相切環(huán)、環(huán)與鏈），靈活的組網(wǎng)能力和成熟的自愈技術(shù)，更適合電力通信光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)。如圖3-2-2

圖3-2-2電力通信承載網(wǎng)

綜上所述，電力公司需要建設(shè)一個可靠安全、高速高效的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是具備高可靠性、高安全、高寬帶、大容量、智能化的分組化網(wǎng)絡(luò)。

3.3 SDH在電力系統(tǒng)中的保護(hù)

3.3.1 加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)專業(yè)通信網(wǎng)的主要特點(diǎn)有：(1)用戶分布點(diǎn)多面廣；

(2)容量小但種類多，數(shù)據(jù)信息通道所占比例高；(3)隨著電網(wǎng)飛速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)變化大；(4)對電路要求的可靠性更高。

根據(jù)這些特點(diǎn)，要求設(shè)計(jì)通信主干網(wǎng)絡(luò)時，必須做到可靠、靈活方便、并具有可持續(xù)發(fā)展能力。針對SDH光纖通信而言，SDH的靈活方便性、通用性、自愈能力是其它設(shè)備無法比擬的，但是可靠性方面可通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)利用SDH的優(yōu)點(diǎn)來加以彌補(bǔ)。對于可靠性的要求，根據(jù)實(shí)際而定，一般以做到“任何一個站出現(xiàn)大故障，不能影響其他站的正常運(yùn)行；任何設(shè)備的任何一塊板或某一個元件出現(xiàn)故障，不能影響本設(shè)備的正常運(yùn)行”為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。3.3.1(1)建立混合環(huán)形網(wǎng)

比較簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是組成如圖的3-3-1(1)SDH基本環(huán)行結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由一對光纖組成，STM-N信號同時在順時針方向(CW)和逆時針方向(CCW)傳輸。在正常狀態(tài)，一個或多個STM-M(M N)信號，或者其他能在STM-N幀內(nèi)攜帶的業(yè)務(wù)，同時在環(huán)內(nèi)沿CW和CCW方向發(fā)送。在接收點(diǎn)將出現(xiàn)兩個一樣的通道信號，一個作為主信號，一個作為備用信號。由于進(jìn)入環(huán)中的支路信號要通過整個環(huán)傳輸，因此在整個環(huán)內(nèi)攜帶的業(yè)務(wù)的可用總帶寬不能超過STM-N容量，該帶寬由環(huán)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)共享，而且任何節(jié)點(diǎn)上的分插業(yè)務(wù)帶寬都不能重新使用，因此在初次設(shè)計(jì)時期，應(yīng)配置最大可用容量。

圖3-3-1(1)SDH基本環(huán)行結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)光纜被切斷或某一節(jié)點(diǎn)設(shè)備失效時，兩個環(huán)(CW和CCW)中的一個仍可維持有效信號。通過通道選擇有效信號控制通道倒換，從而維持正常的業(yè)務(wù)。這樣便發(fā)揮了SDH的優(yōu)點(diǎn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。3.3.1(2)建立保護(hù)鏈路

電業(yè)局?jǐn)M建東、西2個SDH環(huán)網(wǎng)，如圖3-3-2(2)所示。東環(huán)、西環(huán)均為SDH 2纖自愈環(huán)。SDH設(shè)備已采取復(fù)接器保護(hù)，線路保護(hù)，2纖自愈環(huán)保護(hù)，分支接口的1＋N保護(hù)，電源的1＋N保護(hù)等。僅對設(shè)備的可靠性而言，基本保證了任何一塊板(或一個元件)出現(xiàn)故障，不影響該機(jī)的正常運(yùn)行的要求。SDH的自愈功能克服了由于某些原因出現(xiàn)大的故障或停機(jī)檢修時，只影響本身的通信，而不影響其它各站之間的通信，但是當(dāng)中心站的A1和A2機(jī)出現(xiàn)大的故障而停機(jī)時，就意味著中心站與東環(huán)或西環(huán)的通信全部中斷，這種情況是不允許發(fā)生的。因此，根據(jù)電力通信的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)方案時，在A1機(jī)至D機(jī)和A2機(jī)至C機(jī)之間各設(shè)置了一條聯(lián)絡(luò)光路，充分利用D機(jī)、C機(jī)的路由保護(hù)功能，將東環(huán)或西環(huán)各

機(jī)的信息經(jīng)D機(jī)或C機(jī)同時送到A1機(jī)和A2機(jī)，使A1機(jī)和A2機(jī)起到互為備用的作用。這種A1機(jī)、A2機(jī)互為保護(hù)的方式還必須與3630智能PCM基群配套使用，利用3630PCM具有2個2M口進(jìn)行自動倒換。

圖3-3-2(2)雙SDH環(huán)網(wǎng)圖

3.3.2選擇合理的SDH設(shè)備及網(wǎng)管系統(tǒng)

目前，世界各大電信公司均推出了自己的SDH產(chǎn)品，生產(chǎn)SDH設(shè)備的主要廠家有：美國AT＆T(2000系列)，法國A1catel,瑞典Ericsson(ETNA體系)，加拿大北方電信(Fiber-world體系)，中國的華為和中興，德國西門子和日本富士通等。3.3.2(1)SDH設(shè)備分類

SDH設(shè)備根據(jù)其種類可劃分為終端復(fù)用器TM，再生中繼器REG，分插復(fù)用器ADM和數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC,在組網(wǎng)時要生視設(shè)備的各種接口的合理配置與設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的恰當(dāng)運(yùn)用問題 3.3.2(2)選擇合理的SDH設(shè)備

在建設(shè)SDH 信網(wǎng)絡(luò)時 作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程必須根據(jù)實(shí)際情況下選擇合理的SDH設(shè)備,進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。只有這樣 ,才能在電力通信投資較少、建設(shè)周期較長的情況下 ,達(dá)到預(yù)期的效果。3.3.2(3)SDH網(wǎng)管系統(tǒng)

SDH的網(wǎng)管系統(tǒng)不再停留在簡單的維護(hù)終端和告警管理上，而且能自動處理和管理所接網(wǎng)絡(luò)中各站設(shè)備的各種信息，并能對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行分析，還能通過遠(yuǎn)端維護(hù)接口來處理和管理其他網(wǎng)絡(luò)中各站設(shè)備的各種信息，同時，能做到與PDH設(shè)備網(wǎng)管在一定程度上的兼容。

SDH傳輸網(wǎng)做為電力通信網(wǎng)，完善的SDH管理系統(tǒng)對全網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量和維護(hù)成本有著深刻的意義，和以往的PDH傳輸系統(tǒng)相比，SDH技術(shù)在起幀結(jié)構(gòu)中安排了相當(dāng)豐富的開銷字節(jié)用于網(wǎng)絡(luò)的OAM&P。目前由于ITU-T在網(wǎng)元一級的管理標(biāo)準(zhǔn)比較完善，如G.784G.774系列、Q.811、Q.812等建議，而網(wǎng)絡(luò)一級的管理標(biāo)準(zhǔn)特別是信息模型還正在完善之中。

盡管SDH網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的內(nèi)容相當(dāng)豐富，但SDH管理系統(tǒng)的管理功能依然可以用TMN的五大管理功能進(jìn)行描述，即故障管理功能，性能管理功能，配置管理功能，安全管理功能和記賬管理功能。

由于SDH設(shè)備不同三家的產(chǎn)品不同，在網(wǎng)絡(luò)管理方面存在異種ADH管理系統(tǒng)的互操作問題，即對被管理的SDH網(wǎng)絡(luò)資源的模型化，并具有一個共同的外部協(xié)議傳送的管理信息結(jié)構(gòu)。和TMN一樣，SDH管理系統(tǒng)也秉承了ISO/OSI

管理中面向目標(biāo)（對象）和客戶、服務(wù)器方法，用管理目標(biāo)抽象表示SDH傳送網(wǎng)的物理資源和邏輯資源。

另外，由于SDH傳輸網(wǎng)對其網(wǎng)絡(luò)管理的依賴性較大，因此，在對網(wǎng)絡(luò)管理軟件操作的過程中，一定要注意操作的規(guī)范化，在進(jìn)行軟件版本升級過程中，要時刻注意網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，做好處理突發(fā)事件的準(zhǔn)備。

結(jié)束語

SDH作為新一代的傳輸網(wǎng)體制，正迅猛發(fā)展。SDH通信模式，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時業(yè)務(wù)監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)?？梢越尤敫黝愲娏νㄐ艠I(yè)務(wù),以此形成電力通信網(wǎng)絡(luò)的綜合化、數(shù)字化、智能化和寬帶化。我們在規(guī)劃或建立新的通信系統(tǒng)時，應(yīng)首先考慮使用SDH設(shè)備，這樣就可以實(shí)現(xiàn)高效、高智能、高靈活和高生存能力、維護(hù)功能齊全、操作運(yùn)行廉價(jià)的電力通信網(wǎng)，不僅可以更好地為電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度等服務(wù)，而且還使電力專用通信網(wǎng)今后以競爭力很強(qiáng)的價(jià)格進(jìn)入市場，為電力公司開創(chuàng)新的收入來源、創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益打下基礎(chǔ)。

致謝

非常感謝王維維老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給我們的悉心的指導(dǎo)和熱心的幫助，從最初的選題到開題報(bào)告，從寫作提綱到一次又一遍的指出其中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘。在論文完成之際，謹(jǐn)向老師表示最崇高的敬意和最衷心的感謝。

參考文獻(xiàn)

[1]殷小貢.劉滌塵.電力系統(tǒng)通信工程[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2000.[2]肖萍萍.SDH原理與技術(shù)[M].北京:北京郵電大學(xué),2006.[3]鐘西巖.電力系統(tǒng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù):中國電力出版社,2005.[4]吳鳳修.SDH技術(shù)與設(shè)備:人民郵電出版社,2006.[5]李方建.SDH光傳輸設(shè)備開局與維護(hù):科學(xué)出版社,2011.[6]邢道清.電力通信:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.[7]華北電力調(diào)度通信中心.電力通信專業(yè):中國電力出版社,2007.[8]何一心.光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù):SDH與DWDM:人民郵電出版,2008.[9]謝桂月.有線傳輸通信工程設(shè)計(jì):人民郵電出版社,2010.[10]許建安.電力系統(tǒng)通信技術(shù):中國水利水電出版社,2007.21

第二篇：在電力系統(tǒng)應(yīng)用SDH研究論文

摘要：近年來，隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和靈活性、自愈性提出了更高的要求。文章結(jié)合筆者自身的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了我國光通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀，并從SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、優(yōu)化和升級三個方面，分析了電力SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力；SDH光纖通信；網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)優(yōu)化

1我國電力光通訊網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀分析

1.1SDH在電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中的推廣和應(yīng)用

電力通信網(wǎng)絡(luò)包含的內(nèi)容比較多，一般其所包含的業(yè)務(wù)比較復(fù)雜，例如有：視頻會議電話系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)和計(jì)量相關(guān)信息、穩(wěn)定安全運(yùn)行系統(tǒng)和裝置、調(diào)度語音電話、變電站的各類自動化服務(wù)信息、行政語音電話以及繼電保護(hù)信息等。每一種不同的業(yè)務(wù)在光纖網(wǎng)絡(luò)中所對應(yīng)的自愈方式、寬帶、誤碼率等等都不同。就目前狀況來看，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的PDH在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化，促進(jìn)發(fā)展方面需要較多的背靠背設(shè)備，具有一定的繁瑣性，所以其逐漸被分片的SDH取代。SDH在促進(jìn)通信網(wǎng)路發(fā)展方面具有較大的作用，其提取的信號比較多，并且能夠通過自身的優(yōu)勢節(jié)省較多的設(shè)備，為促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展提供了有效的作用，因此得到了不斷的推廣和應(yīng)用。

1.2電力SDH光纖通信網(wǎng)的發(fā)展普遍滯后于電網(wǎng)發(fā)展

目前，我國電網(wǎng)運(yùn)用量不斷加強(qiáng)，運(yùn)行規(guī)模逐步擴(kuò)大，SDH光纖的發(fā)展相對來說并不超前，并且施工基本是分批次進(jìn)行的，所以通信網(wǎng)絡(luò)的機(jī)構(gòu)和路徑都受到了一定的制約。隨著電網(wǎng)的技術(shù)不斷加強(qiáng)，規(guī)模不斷加大，SDH的運(yùn)行也逐漸復(fù)雜化，相關(guān)裝置對電網(wǎng)的傳輸延時、可靠性等都提出了較高的要求。同時，我國的SDH系統(tǒng)也逐漸出現(xiàn)了穩(wěn)定性不強(qiáng)、運(yùn)行狀況不佳、結(jié)構(gòu)不合理、擴(kuò)展性不高以及管理不健全等問題。因此，在對目前現(xiàn)有的通信特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行框架分析的同時，對SDH光纖進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和系統(tǒng)健全管理成為了其發(fā)展的需求。

2電力SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)優(yōu)化

2.1現(xiàn)有電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的特性

分析電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)主要是用來為系統(tǒng)的調(diào)度和生產(chǎn)服務(wù)，因?yàn)楦鞣N調(diào)度信息不斷發(fā)生著變化，所以SDH的業(yè)務(wù)流量也不斷進(jìn)行著改變，要想對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，首先要對通信系統(tǒng)的特征進(jìn)行分析。其特征總結(jié)為以下幾點(diǎn)：①電力系統(tǒng)的站點(diǎn)較多、密度較大。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒘枯^大，所以要確保在24h之內(nèi)不間斷地運(yùn)行。②因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)是和國民生活相關(guān)聯(lián)的，所以電力通信系統(tǒng)所發(fā)出來的信息對于系統(tǒng)安全運(yùn)用有重要的作用。其行業(yè)特點(diǎn)決定其要有較高的可靠性。③基于電力系統(tǒng)的后期發(fā)展來說，要盡量促使電力通信網(wǎng)絡(luò)的配置和框架結(jié)構(gòu)靈活，為后期結(jié)構(gòu)調(diào)整做好充分的保障。④很多光纖通信是實(shí)行的無人值班工作，所以對其信息化程度具有較高的需求。

2.2電力SDH光纖通信網(wǎng)路的應(yīng)用

2.2.1需要具備良好的自愈能力和可靠性

所謂自愈能力是指在光纖正常運(yùn)行過程中，如果發(fā)生突然中斷以及難以連接等故障，光纖網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行自動倒換保護(hù)，自動排除故障，維護(hù)現(xiàn)有業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，SDH光纖能夠通過自愈能力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，在實(shí)施自動保護(hù)過程中，其設(shè)置可以分為單雙向通道實(shí)施，具體可以通過子網(wǎng)連接保護(hù)、單雙復(fù)用段保護(hù)、1：N保護(hù)、1+1保護(hù)等模式。在SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲谐Ｒ姷挠形宸N結(jié)構(gòu)，分別有樹形、鏈形、網(wǎng)孔形、星形、環(huán)形，其中環(huán)形和鏈形較為常用。而我國常用的結(jié)構(gòu)為環(huán)形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既能確保高可靠性，又能很好的實(shí)現(xiàn)自愈功能。在具體的應(yīng)用過程中，SDH光纖的芯數(shù)有四芯和兩芯，一般地市級通信網(wǎng)絡(luò)通常使用兩芯，既能節(jié)省成本，又能確保業(yè)務(wù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且在運(yùn)行中往往采用兩芯SDH光纖構(gòu)建二纖單項(xiàng)通道。SDH二纖單向通道倒換環(huán)如圖1（a）、（b）所示。如圖1，利用兩根光纖構(gòu)成P1和SI，PI是保護(hù)裝備，SI是傳輸信號的主環(huán)，兩者的業(yè)務(wù)方向相反，通過“單端橋接、末端倒換”的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)“并發(fā)選收”的功能，可以優(yōu)先選擇兩者中信號較好的進(jìn)行接收。如圖1（a）所示，信號AC從A端饋入，經(jīng)S1環(huán)順時針方向傳送，經(jīng)P1環(huán)逆時針方向傳送，接收端C選取S1環(huán)與P1環(huán)送來的信號較好的一路接收。如圖1（b）所示，一旦B、C之間出現(xiàn)故障，無法連接，那么經(jīng)過S1傳送出來的AC信號就無法有效傳出，那么，倒換開關(guān)就會自動從S1切換到P1，信號就會從P1經(jīng)過傳送AC信號，能夠保證正常的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。就是通過這種雙向備用的網(wǎng)絡(luò)模式，能夠及時的排除網(wǎng)絡(luò)故障，確保光纖網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自愈。

2.2.2SDH網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

我國“十五”規(guī)劃對電力通信做出了新的要求，要求采用兩級調(diào)度體制，并且由500kV和220kV變電站進(jìn)行負(fù)責(zé)，110kV變電站由各區(qū)負(fù)責(zé)，實(shí)現(xiàn)了三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，集控中心將各地調(diào)550kV變電站組成核心層；各區(qū)220kV變電站組成匯聚層；110kV變電站組成接入層。其中110kV接入層進(jìn)行業(yè)務(wù)接入然后傳入?yún)R聚層，再由匯聚層傳送到核心層，核心層進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。這種三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有效的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)上的分層管理，是二級管理的集中體現(xiàn)。伴隨著網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電力通信網(wǎng)絡(luò)主要呈現(xiàn)中心式的發(fā)展特征，主要由上級中心層向下級周邊區(qū)進(jìn)行推進(jìn)。而SDH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也朝著扁平化模式發(fā)展，也就是將這種模式逐漸融入到接入層和匯聚層中。因此，對SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷優(yōu)化，能夠進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)信息的集中化、整合化，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的扁平化發(fā)展模式，便于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的迅速開展和集中調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)行和管理。網(wǎng)絡(luò)核心層主要包括通信樞紐、通信中心、通信節(jié)點(diǎn)、備用通信中心，網(wǎng)絡(luò)在接入通信點(diǎn)時，要根據(jù)所屬業(yè)務(wù)范圍，接入就近的業(yè)務(wù)通信點(diǎn)。而接入層具有匯聚和接入的兩種功能，不僅可以將各個節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，而且能夠接入通信業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)資源的有效整合。

2.2.3SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)的升級

SDH光纖通信設(shè)備主要有兩種升級方式，一種是容量的升級，例如：將系統(tǒng)容量從STM-1升級到STM-4或STM-16。另一種是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖?，例如：可以對?jié)電設(shè)備進(jìn)行升級，將其復(fù)用器由原先的終端性改為上下分插或數(shù)字交叉連接，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)的升級，而且能夠提高使用效率。

3結(jié)語

隨著科技的不斷創(chuàng)新，電力通信技術(shù)不斷發(fā)展，新技術(shù)的發(fā)展必然會促進(jìn)設(shè)備的優(yōu)化和更新，對電力系統(tǒng)的探索也永不止步。本文對SDH在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探究，談了相關(guān)發(fā)展，并針對其發(fā)展中存在的問題進(jìn)行分析，找出一系列解決對策，同時對組網(wǎng)方式配置、板卡有線等問題進(jìn)行了探究，最后提出了SDH光纖設(shè)備的升級和優(yōu)化技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁芝賢,穆國強(qiáng).SDH網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與改造[J].電力系統(tǒng)通信,2007,(174).[2]朱文甫.電力SDH通信網(wǎng)的自愈模型構(gòu)建及仿真實(shí)現(xiàn)[D].北京:北京郵電大學(xué),2013.

第三篇：Gis在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

GIS的簡介和功能

GIS即地理信息系統(tǒng)(GIS, Geographic Information System)是一種基于計(jì)算機(jī)的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析。GIS 技術(shù)把地圖這種獨(dú)特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計(jì)分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實(shí)用價(jià)值。地圖制作和地理分析已不是新鮮事，但GIS執(zhí)行這些任務(wù)比傳統(tǒng)的手工方法更好更快。而且，在GIS技術(shù)出現(xiàn)之前，只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。電力GIS是將電力企業(yè)的電力設(shè)備、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、電力用戶與電力負(fù)荷和生產(chǎn)及管理等核心業(yè)務(wù)連接形成電力信息化的生產(chǎn)管理的綜合信息系統(tǒng)。它提供的電力設(shè)備設(shè)施信息、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息、電力技術(shù)信息、生產(chǎn)管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮(zhèn)、公路街道、樓群，以及氣象、水文、地質(zhì)、資源等自然環(huán)境信息集中于統(tǒng)一系統(tǒng)中。通過GIS可查詢有關(guān)數(shù)據(jù)、圖片、圖象、地圖、技術(shù)資料、管理知識等。

一、GIS特點(diǎn)

1、開放性

具有開放式環(huán)境及很強(qiáng)的可擴(kuò)充性和可連接性。GIS技術(shù)支持多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數(shù)據(jù)庫；運(yùn)行多種編程語言和開發(fā)工具；支持各類操作系統(tǒng)平臺；為各應(yīng)用系統(tǒng)，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標(biāo)準(zhǔn)化接口；可嵌入非專用編程環(huán)境。

2、先進(jìn)性

GIS平臺采用與世界同步的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及地理信息處理技術(shù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用目前最新技術(shù)，支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和圖紙查詢，利用系統(tǒng)提供的強(qiáng)大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、各類數(shù)據(jù)等?？煞謱涌刂茍D紙、無級縮放、支持漫游、直接選擇定位等功能。系統(tǒng)具備完善的測量工具，現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)，線路桿塔等設(shè)備的初步設(shè)計(jì)，并可直接進(jìn)行線路設(shè)備遷移與相關(guān)計(jì)算等，實(shí)現(xiàn)線路輔助設(shè)計(jì)與設(shè)備檔案修改。具有線路的方位或區(qū)域分析判斷功能，為用戶提供可靠的輔助決策，綜合統(tǒng)計(jì)分析，為管理決策人員提供依據(jù)。特別是把可視化技術(shù)和移動辦公技術(shù)納入GIS系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達(dá)到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達(dá)到1：1000或1：500，地圖能分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區(qū)域等。

3、發(fā)展性

具有很強(qiáng)的可擴(kuò)充性和可連接性。在應(yīng)用開發(fā)過程中，考慮系統(tǒng)成功后進(jìn)一步發(fā)展，包括維護(hù)性擴(kuò)展功能和與其它應(yīng)用系統(tǒng)的街接與整合的方便。開發(fā)工具一般采用J2EE、XML等。

二、電力GIS特點(diǎn)

電力GIS除具備GIS的基本特點(diǎn)外還具備如下特點(diǎn)：

1、電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)實(shí)時性及信息的動態(tài)變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數(shù)據(jù)處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

2、電網(wǎng)的多屬性數(shù)據(jù)要求GIS具備足夠的穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)電力行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及電力企業(yè)業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)具有良好的可維護(hù)性。電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的一次輸入和多次輸出，以保證數(shù)據(jù)的一致性操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和多層保護(hù)等，構(gòu)建高可靠性和高準(zhǔn)確性的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3、電力系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜系統(tǒng)，電力網(wǎng)的廣域性和電力設(shè)施的分散性及設(shè)備的多樣性，實(shí)時信息量大，系統(tǒng)接口復(fù)雜，信息的覆蓋面廣，電網(wǎng)的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓?fù)浞治龊娃D(zhuǎn)換能力。

4、電力GIS的單機(jī)工作站方式已經(jīng)落后，且不適合電力企業(yè)信息系統(tǒng)實(shí)際需要。電力行業(yè)目前應(yīng)用的GIS平臺安裝在局域網(wǎng)環(huán)境下，在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和開發(fā)上整合信息，實(shí)現(xiàn)資源共享。

5、電力GIS具備安全保護(hù)的特點(diǎn)，電網(wǎng)設(shè)備的高精確度測量的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)是國家基礎(chǔ)信息資源，是國家安全的信息。

三、GIS在電力行業(yè)的應(yīng)用

1、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模，具有建模規(guī)則庫、電網(wǎng)圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構(gòu)件層、系統(tǒng)環(huán)境層、數(shù)據(jù)庫連接層、圖形與數(shù)據(jù)接口工具層、應(yīng)用系統(tǒng)層等。分層建立各種數(shù)據(jù)模型，并建立各層的連接關(guān)系。建立地理層信息與設(shè)備信息的拓?fù)浜陀成潢P(guān)系。電力GIS支持多空間同屏顯示和多空間關(guān)聯(lián)建模、多空間索引。

2、支持多種圖形處理與管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多層映射，多維空間映射，提供完整、準(zhǔn)確的地圖信息、高精度圖片、準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)，標(biāo)尺準(zhǔn)確，高精確度桿塔位置，按用戶需要自動生成專用地圖。

3、數(shù)據(jù)搜索快捷、線路圖表查詢準(zhǔn)確和統(tǒng)計(jì)功能齊全。電力GIS實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化描述，其目的是能對電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)快速查詢，及時掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，快速診斷電網(wǎng)故障，提高處理事故能力，保證電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量以及提高用戶服務(wù)質(zhì)量。GIS可對圖形數(shù)據(jù)、可執(zhí)行圖形和屬性數(shù)據(jù)的嵌套操作與映射查詢關(guān)系運(yùn)算；根據(jù)電力系統(tǒng)提供的配電設(shè)備的圖形、屬性信息與地理位置、地形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、線路走向數(shù)據(jù)、線路設(shè)備歷史檔案和即時信息，對線路設(shè)計(jì)方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策依據(jù)及輔助決策。

4、電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力用戶關(guān)系管理系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、電力市場管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)共享相關(guān)信息。支持多種管理應(yīng)用系統(tǒng)的連接，其中包括與企業(yè)的MIS系統(tǒng)融為一體。GIS系統(tǒng)中的設(shè)備管理對其生命周期實(shí)行全過程跟蹤，包括對設(shè)備信息的查詢、屬性數(shù)據(jù)的修改、設(shè)備的維修信息管理等。

5、電力GIS對信息庫進(jìn)行安全保護(hù)，制定管理與使用的安全保密措施和機(jī)制，包括內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的隔離、重要電力設(shè)施電子地圖和設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫的保護(hù)等。安全措施在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與建設(shè)中充分考慮，并嚴(yán)格實(shí)施，對應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)多層安全保護(hù)，設(shè)置用戶權(quán)限以保證系統(tǒng)資源共享下的安全，使系統(tǒng)能在可靠安全的環(huán)境下運(yùn)行。

電力系統(tǒng)所管轄的電網(wǎng)線路和設(shè)施分布在廣闊的地域上，因此就很需要有GIS來為其所用。電力信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)不同之處在于它需要在數(shù)據(jù)庫中記錄地理信息，而且有兩種類型的地理信息：電力設(shè)施的詳細(xì)位置信息和設(shè)施之間的空間關(guān)系信息。

GIS系統(tǒng)是通過GIS技術(shù)對電力系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，能夠在地理背景圖上管理配電網(wǎng)圖形資料和非圖形參數(shù)，真實(shí)反映電網(wǎng)線路的實(shí)際走向、各種電力設(shè)備的地理位置、對所屬電力用戶的供電方式等各種信息，并結(jié)合DMS中實(shí)時控制和離線應(yīng)用，在地理背景圖上顯示電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況。

通過GIS軟件技術(shù)對配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，把GIS系統(tǒng)中實(shí)時控制和離線應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，形成一個具有空間概念（地理環(huán)境信息）和基礎(chǔ)信息（電網(wǎng)資料和用戶資料）的分層管理數(shù)據(jù)庫，既能方便地進(jìn)行查詢和管理，為配電網(wǎng)運(yùn)行管理提供一個有效的、具有地理信息的網(wǎng)絡(luò)模型，又為GIS系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫平臺，支持系統(tǒng)許多應(yīng)用軟件的開發(fā)和其他功能的實(shí)現(xiàn)，如故障投訴管理、配網(wǎng)工作（設(shè)計(jì)、施工和檢修）管理、用電營業(yè)管理系統(tǒng)等。

電力客戶服務(wù)中心系統(tǒng)“95598”，用于處理用電客戶進(jìn)行故障報(bào)修、投訴舉報(bào)、咨詢登記、信息查詢等業(yè)務(wù)，對于用戶來說，更多的是進(jìn)行用戶用電的故障報(bào)修，信息員可以根據(jù)用戶提供的地點(diǎn)，從GIS系統(tǒng)中通過相關(guān)操作查詢與之相對應(yīng)的用戶桿號，然后通過座席系統(tǒng)Agent下發(fā)派工單到配電搶修班或其他相關(guān)部門，指揮搶修車輛達(dá)到現(xiàn)場進(jìn)行維修，再由搶修相關(guān)人員將現(xiàn)場故障情況及處理結(jié)果及時反饋給客戶服務(wù)中心。

配電GIS與電力客戶服務(wù)中心系統(tǒng)“95598”相結(jié)合，可以快速、準(zhǔn)確的根據(jù)用戶的故障投訴電話判斷發(fā)生故障的地點(diǎn)、搶修隊(duì)伍目前所處位置、及時派出搶修人員，縮短停電時間。近幾年，電力系統(tǒng)相繼開發(fā)建設(shè)了一大批GIS應(yīng)用系統(tǒng)。如大連供電公司配電地理信息系統(tǒng)，長春供電公司用電GIS綜合管理系統(tǒng)，南昌供電局SCZDA/AM/FM/GIS自動化主站系統(tǒng)，貴陽南區(qū)供電局配網(wǎng)地理系統(tǒng)，甘肅送變電工程公司輸電管理地理信息系統(tǒng)等。下面介紹在系統(tǒng)運(yùn)行管理方面

GIS在電力系統(tǒng)運(yùn)行管理方面的應(yīng)用

1、北京供電公司配電生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)自2002年1月在北京供電公司、海淀、朝陽、豐臺、石景山供電分公司和電纜管理處等單位安裝以來，運(yùn)行穩(wěn)定，很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。

2、山西省電力公司和山西晉城供電分公司2002年12月開始實(shí)施的“基于空間信息的電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)了山西電網(wǎng)的全面統(tǒng)一管理。

3、江蘇省電力公司信息中心，積極推進(jìn)電力GIS的應(yīng)用和研究，把輸電管理系統(tǒng)、調(diào)度管理信息系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)建立在GIS平臺上。

4、上海滬西供電所通過電力GIS搭建數(shù)字電網(wǎng)實(shí)時系統(tǒng)，監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)150萬用戶的用電狀態(tài)，改革供電服務(wù)業(yè)務(wù)方式，通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)準(zhǔn)確定位，對電力線路實(shí)施維護(hù)。從電力輸電預(yù)警系統(tǒng)分析線路運(yùn)行故障，向班組發(fā)布搶修指令。利用GIS系統(tǒng)輸出出事現(xiàn)場電路設(shè)備信息和接線分布圖，為搶修車趕赴現(xiàn)場的工程人員提供準(zhǔn)確的設(shè)備和線路信息。

GIS為電力信息化建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)，對電力行業(yè)的發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用，但同時應(yīng)當(dāng)看到我國電力GIS與國外先進(jìn)水平還有很大差距。美國在20世紀(jì)90年代初就提出了“數(shù)字地球”的概念，而我國的地理信息系統(tǒng)才剛剛發(fā)展幾年。相信我國電力GIS的應(yīng)用空間和應(yīng)用深度還很大，相信通過我們的努力會將電力GIS的水平提高到一個新的高度，電力GIS在不久的將來會到達(dá)光輝的頂點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：

1.《大連供電公司配電地理信息系統(tǒng)-查詢版操作手冊》，深圳市雅都軟件股份有限公司，2004年9月出版

2.《配電GIS戶外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建設(shè)與思考》，袁晨 趙曉純，2006年12月發(fā)表

3.《手持GPS在配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用》，農(nóng)村電氣化，2007年第4期

作者介紹：

第四篇：SDH在鐵路GSM-R系統(tǒng)中的應(yīng)用

SDH在鐵路GSM-R移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

A perception on the application of SDH

in GSM-R mobile communication system

駱友曾

摘要：本文介紹了SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和常見的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式，并結(jié)合客運(yùn)專線的業(yè)務(wù)需求提出了適合于GSM-R移動通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方案。

Abstract：This issue introduces the SDH network topology and some common methods of network protection as well.To meet the needs of business of Passenger Dedicated Line, together with the two elements discussed above, the issue proposes the formation of the network program suitable for GSM-R mobile communication system.關(guān)鍵字：GSM-RSDHASONSNCPMSPPPMESHLMSP

Key words：GSM-RSDHASONSNCPMSPPPMESHLMSP

隨著鐵路運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，大量的客運(yùn)專線已開工建設(shè)，列車設(shè)計(jì)時速已達(dá)到350km/h，隨著列車的運(yùn)行速度的越來越快，傳統(tǒng)的無線列車調(diào)度通信系統(tǒng)由于其技術(shù)相對落后、功能單一，已經(jīng)不能滿足快速列車需要實(shí)時傳送大量‘車—地’綜合信息的需求，專門為高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的GSM-R移動通信系統(tǒng)被引進(jìn)到國內(nèi)。

GSM-R移動通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)跨越國界的高速和一般列車之間的通信，能將現(xiàn)有的鐵路通信應(yīng)用融合到單一網(wǎng)絡(luò)平臺中，以減少集成和運(yùn)行費(fèi)用，而且GSM-R移動通信系統(tǒng)是由已標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備改進(jìn)而成，在原有的GSM移動通信系統(tǒng)上增加了ASCI（高級語音呼叫業(yè)務(wù)）特性和鐵路應(yīng)用，能實(shí)時地提供列車控制信息，如‘車—地’信號控制數(shù)據(jù)，能靈活地提供調(diào)度所需的語音調(diào)度服務(wù)，如語音廣播、組呼、增強(qiáng)多優(yōu)先級與強(qiáng)占業(yè)務(wù)、功能尋址、位置尋址、接入矩陣等。

目前，GSM-R移動通信系統(tǒng)已在青藏鐵路格拉段，膠濟(jì)鐵路開通運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)了列車調(diào)度通信、列車控制數(shù)據(jù)傳輸、調(diào)度命令和車次號傳送、區(qū)間公務(wù)（公安、維護(hù)等）通信等功能，鐵道部正在進(jìn)行大量的二次開發(fā)研究，以期滿足旅客列車服務(wù)信息、機(jī)車工況等鐵路信息化應(yīng)用的需求。

隨著大量客運(yùn)專線的開工建設(shè)和開通運(yùn)營，GSM-R移動通信系統(tǒng)必將在客運(yùn)專線上得到廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)保護(hù)顯得尤為重要，在高速鐵路上面任何細(xì)小的失誤都可能造成巨大的損失和災(zāi)難。

高速鐵路傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于SDH網(wǎng)絡(luò)，這就要求SDH系統(tǒng)必須具備有效快速的自愈保護(hù)功能。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹

SDH通信網(wǎng)絡(luò)是由SDH網(wǎng)元設(shè)備通過光纜互連而成的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（網(wǎng)元）和傳輸線路的幾何排列就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的有效性（信道的利用率）、可靠性和經(jīng)濟(jì)性在很大程度上與其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕窘Y(jié)構(gòu)有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形，如圖1所示。

(a)鏈形

(b)星形TMTMADMADMDXC/ADMTMTM

TM

(c)樹形DXC/ADMTMADM

TM

TM

TMADMTM

(d)環(huán)形

(e)網(wǎng)孔形

圖1 基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 圖5.1? 鏈形網(wǎng)

此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫菍⒕W(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)一一串聯(lián)，而首尾兩端開放。這種拓?fù)涞奶攸c(diǎn)是較經(jīng)濟(jì)，在SDH網(wǎng)的早期用得較多，主要用于專網(wǎng)（如鐵路網(wǎng)）中。

? 星形網(wǎng)

此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫菍⒕W(wǎng)中某一網(wǎng)元做為特殊節(jié)點(diǎn)與其他各網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)相連，其他各網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)互不相連，網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)都要經(jīng)過這個特殊節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞奶攸c(diǎn)是可通過特殊節(jié)點(diǎn)來統(tǒng)一管理其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，利于分配帶寬，節(jié)約成本，但存在特殊節(jié)點(diǎn)的安全保障和處理能力的潛在瓶頸問題。特殊節(jié)點(diǎn)的作用類似交換網(wǎng)的匯接局，此種拓?fù)涠嘤糜诒镜鼐W(wǎng)（接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)）。

? 樹形網(wǎng)

此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇煽闯墒擎溞瓮負(fù)浜托切瓮負(fù)涞慕Y(jié)合，也存在特殊節(jié)點(diǎn)的安全保障和處理能力的潛在瓶頸。

? 環(huán)形網(wǎng)

環(huán)形拓?fù)鋵?shí)際上是指將鏈形拓?fù)涫孜蚕噙B，從而使網(wǎng)上任何一個網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)都不對外開放的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?。這是當(dāng)前使用最多的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问剑饕且驗(yàn)樗哂泻軓?qiáng)的生存性，即自愈功能較強(qiáng)。環(huán)形網(wǎng)常用于本地網(wǎng)（接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)）、局間中繼網(wǎng)。

? 網(wǎng)孔形網(wǎng)（MESH）

將所有網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)兩兩相連，就形成了網(wǎng)孔形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇閮删W(wǎng)元節(jié)點(diǎn)間提供多個傳輸路由，使網(wǎng)絡(luò)的可靠性更強(qiáng)，不存在瓶頸問題和失效問題。但是由于系統(tǒng)的冗余度高，必會使系統(tǒng)有效性降低，成本高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。網(wǎng)孔形網(wǎng)主要用于長途網(wǎng)中，以提供網(wǎng)絡(luò)的高可靠性。SDH的保護(hù)方式簡單介紹

? 復(fù)用段保護(hù)環(huán)MSP

復(fù)用段倒換環(huán)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹?fù)用段信號的質(zhì)量決定的。SDH復(fù)用段共用保護(hù)環(huán)的特點(diǎn)是將復(fù)用段能支持的總的凈負(fù)荷容量平分給工作容量和保護(hù)容量，兩者分別經(jīng)相反的方向由不同的環(huán)來傳送。所謂共用就是指光纜切斷或節(jié)點(diǎn)失效時，環(huán)的保護(hù)容量可以由多節(jié)點(diǎn)環(huán)的多個復(fù)用段共用，這就使得這種結(jié)構(gòu)在正常條件下的業(yè)務(wù)量攜帶能力比其他環(huán)要大。在非失效條件下，共用保護(hù)環(huán)中的空閑保護(hù)容量可以用來傳送低優(yōu)先等級的業(yè)務(wù)量。

? 線性復(fù)用段保護(hù)LMSP

這是一種專用的端到端保護(hù)機(jī)制，可以適用于任何物理結(jié)構(gòu)（網(wǎng)狀、環(huán)或混合形式），既可以是單向倒換，又可以是雙向倒換。路徑保護(hù)通常用來對付服務(wù)層的失效以及客戶層的失效和性能劣化。保護(hù)方式可以是使用專用保護(hù)路徑的１＋１方式，也可以是１：１方式，此時保護(hù)路徑可以用來支持額外業(yè)務(wù)量，而且需要自動保護(hù)倒換（ＡＰＳ）協(xié)議來協(xié)調(diào)兩端的操作。由于ＶＣ路徑保護(hù)是專用路徑保護(hù)機(jī)制，因而對于網(wǎng)路連接內(nèi)的網(wǎng)元數(shù)沒有限制。

? 子網(wǎng)連接保護(hù)SNCP

子網(wǎng)連接保護(hù)（ＳＮＣＰ）既適用于高階通道，又適用于低階通道。為了支持子網(wǎng)連接保護(hù)，需要有兩個專用通道，一個攜帶業(yè)務(wù)量，另一個作備用。這種保護(hù)機(jī)制的最大特點(diǎn)是可以適用于任何物理傳送結(jié)構(gòu)，例如網(wǎng)孔形、環(huán)形或任意混合拓?fù)?，而且既可以用來保護(hù)完全的端到端通道，又可以僅保護(hù)通道的一部分。后面這一點(diǎn)是與前述線性ＶＣ路徑的主要區(qū)別點(diǎn)，使其在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上有更大的靈活性。

? 通道保護(hù)環(huán)PP

對于通道保護(hù)環(huán)，業(yè)務(wù)的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護(hù)的是STM-N信號中的某個VC（某一路PDH信號），倒換與否按環(huán)上的某一個別通道信號的傳輸質(zhì)量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的TU-AIS信號來決定該通道是否應(yīng)進(jìn)行倒換。例如在STM-16環(huán)上，若收端收到第4 VC4的第48個TU-12有TU-AIS，那么就僅將該通道切換到備用信道上去。

二纖通道保護(hù)環(huán)由兩根光纖組成兩個環(huán)，其中一個為主環(huán)——S1；一個為備環(huán)——P1，如圖2所示。兩環(huán)的業(yè)務(wù)流向一定要相反，通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)功能是通過網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來實(shí)現(xiàn)的，也就是支路板將支路上環(huán)業(yè)務(wù)“并發(fā)”到主環(huán)S1、備環(huán)P1上，兩環(huán)上業(yè)務(wù)完全一樣且流向相反，平時網(wǎng)元支路板“選收”主環(huán)下支路的業(yè)務(wù)。

圖2 二纖單向通道倒換環(huán)

3適合于GSM-R系統(tǒng)的SDH組網(wǎng)方式

由于鐵路系統(tǒng)的特殊性，單一的組網(wǎng)方式已經(jīng)不能適用于鐵路通信的需要。多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)業(yè)務(wù)保護(hù)方案的出現(xiàn)使得單一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方案得到了補(bǔ)充和加強(qiáng)。

如果全網(wǎng)采用MSP環(huán)狀組網(wǎng)，那么隨著站點(diǎn)數(shù)量的增加，某一處出現(xiàn)斷纖或者站點(diǎn)故障倒換時間將無法獲得保證，對于鐵路系統(tǒng)來說這無疑是致命的。

如果全網(wǎng)采用PP環(huán)組網(wǎng)，某一處出現(xiàn)斷纖或者站點(diǎn)故障，雖然倒換時間可以保證，但是STM-N的業(yè)務(wù)無法獲得保護(hù)。

如果傳輸層采用1+1線性復(fù)用段，雖然多處斷纖均能保證各站快速倒換不影響業(yè)務(wù)，但是如果某一站發(fā)生掉電，那么這個車站兩側(cè)的通信將完全中斷。

參考大多數(shù)歐洲高速鐵路建設(shè)方案,傳輸層最好采用MESH組網(wǎng)，采用具有ASON功能的傳輸設(shè)備。

接入層：根據(jù)基站的交織分布狀況，在每兩個車站之間組成一個或兩個二纖通道保護(hù)環(huán)，用于對GSM-R基站、程控交換接入業(yè)務(wù)的匯聚，并對業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，確保即使在一個環(huán)路上某個甚至所有基站出現(xiàn)故障時，鐵路沿線仍能提供完全覆蓋，達(dá)到了ETCSLEVEL2的要求，從而極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性；根據(jù)業(yè)務(wù)需要，在車站、相關(guān)管理中心、控制中心、動車段區(qū)間等配套機(jī)構(gòu)之間可組成1個二纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)，用于將線路上的業(yè)務(wù)輸送到相關(guān)管理、控制中心；另外，對于大型的車站，由于本身占地范圍大，配套附屬設(shè)備多，所以在大型車站組1個二纖通道保護(hù)環(huán)，用于提供車站內(nèi)業(yè)務(wù)（例如站房、配電所、公安等信息）的承載。

接入層各環(huán)保護(hù)倒換時間均小于50ms。

骨干層：在控制中心、鐵路沿線各車站等節(jié)點(diǎn)之間組成二纖MESH（網(wǎng)狀）智能保護(hù)環(huán)，傳送GSM-R業(yè)務(wù)到移動交換中心；同時，還可以利用骨干環(huán)中空閑的通道對接入層業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)二次保護(hù)。在重要車站之間利用第三方光纖，形成骨干層的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提供重要業(yè)務(wù)的智能恢復(fù)，由骨干層設(shè)備在多點(diǎn)失效情況下，自動計(jì)算恢復(fù)業(yè)務(wù)。

骨干層復(fù)用段環(huán)保護(hù)倒換時間均小于50ms。結(jié)束語

客運(yùn)專線、高速鐵路要求高度可靠、高度安全和快速接入的通信網(wǎng)絡(luò)，以保證列車的高速安全運(yùn)行。隨著光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，OTN技術(shù)的逐漸成熟，更多的新技術(shù)得到應(yīng)用，通信網(wǎng)絡(luò)將具有更強(qiáng)大的生存能力，業(yè)務(wù)的保護(hù)能力和倒換速度也將會越來越強(qiáng)。

第五篇：關(guān)于光纖通訊在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

光纖通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求越來越大，要求電力系統(tǒng)不斷應(yīng)用新材料、新技術(shù)，提高服務(wù)質(zhì)量。光纖通信具有電絕緣性能高、抗干擾能力強(qiáng)、容量大、傳輸質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，提高了電力通信能力，成為電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和信息的主要運(yùn)輸方式。

【關(guān)鍵詞】光纖通訊技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

電力通信承載著數(shù)據(jù)、語音、寬帶、IP 等常規(guī)業(yè)務(wù)，是電力系統(tǒng)重要而關(guān)鍵的組成部分。電力通信的安全保障與工作效率的提升對整個電信系統(tǒng)的高效、安全運(yùn)行起著重要的作用。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效、安全和穩(wěn)定運(yùn)行。而且，隨著光纖通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，能夠促進(jìn)電信通信行業(yè)的快速發(fā)展。

1光纖通訊技術(shù)

光纖通訊技術(shù)是光導(dǎo)纖維通訊技術(shù)的簡稱，就是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號、實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。光纖由纖芯、包層和涂層組成，內(nèi)芯非常細(xì)，包層對纖芯起保護(hù)作用，涂層的作用就是增加光纖的韌性，達(dá)到保護(hù)光纖的目的。光纖通訊傳輸?shù)慕橘|(zhì)是光纖，在電力信息傳輸過程中，系統(tǒng)中所采用的光纖不是單獨(dú)的一根，而是由許多單根光纖組合在一起，完成信息的傳遞。從技術(shù)上分析，光纖通訊技術(shù)主要包括以下幾個過程：

（1）發(fā)射信號。就是使用特定波長的激光器并采用密集波分復(fù)用技術(shù)發(fā)射信號的過程。在這個過程中，要求有足夠大的帶寬，能夠保證光源輸出波長的相對穩(wěn)定，從而避免了浪費(fèi)，降低了運(yùn)行成本。

（2）合波。在信號傳輸之前，使用波分復(fù)用器對信號進(jìn)行結(jié)合，這一過程主要包括輸入波導(dǎo)過程、耦合波導(dǎo)過程、陣列波導(dǎo)過程以及最后的輸出波導(dǎo)過程。

（3）放大信號。就是應(yīng)用專用設(shè)備對信號進(jìn)行放大。通過放大的信號，便于傳輸，便于接收，有利于整個光纖傳輸系統(tǒng)靈活、高效和穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）分離有效信號。就是按照有效原則，對原來合成一組的光信號進(jìn)行精確分離的過程。經(jīng)過分離后的信號，分別與相對應(yīng)的耦合器進(jìn)行耦合。

（5）接受有效信號。有效信號經(jīng)過解復(fù)用過程，再經(jīng)過濾波器，然后傳送到接收器中，完成一級傳輸，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行下一級傳輸。

2光纖通訊技術(shù)用于電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

相對于其他材料和技術(shù)，光纖用于電力系統(tǒng)的通信有明顯的技術(shù)優(yōu)勢：

（1）通信容量大。相對于電纜或銅線，光纖有較大的傳輸帶寬，光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍，光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。電力系統(tǒng)的信息傳輸具有單個信息量小、總數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，而且對信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性要求較高。采用光纖通訊技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)每一路信號都由特定的波長進(jìn)行傳送，大大提升了傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。光纖通信具有的這種容量大和傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢是其它傳輸介質(zhì)所不能企及的。

（2）損耗低，中繼距離長。在電力通信系統(tǒng)應(yīng)用中，應(yīng)用的光纖通常為石英光纖。石英光纖的傳輸損耗小，比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低。從中繼距離來比較，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)比其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)要長得多。

（3）保密性能好，抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英制成的光纖不易被腐蝕，絕緣性好，對電磁干擾有較強(qiáng)的免疫力，也不受其他人為釋放的電磁的干擾。在實(shí)際應(yīng)用中，光纖往往與高壓輸電線路平行架設(shè)，與電力導(dǎo)體進(jìn)行復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜，石英光纖能夠避免線路之間的干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)信號的保真。同時，石英是一種絕緣介質(zhì)，交變電磁波在石英光纖中既不會產(chǎn)生感生波動電壓，也不會產(chǎn)生與傳輸信號無關(guān)的其他噪聲。

（4）光纖直徑纖細(xì)、質(zhì)地柔軟。光纖的芯徑極細(xì)，由多芯光纖組成的光纜直徑小，采用這種光纖作為傳輸信道，占用空間小，解決了地下傳輸管道難于鋪設(shè)的問題，節(jié)約了施工成本。而且，光纖重量輕，柔韌性好，在飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等特殊領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

（5）保密性能好。信息是共享的，但同時也是需要保密的。這不僅僅是電力通信的需要，更是個人信息安全保證的需要。采用光纖通訊技術(shù)，能夠保證每一組信號都用專有的頻率和波段進(jìn)行傳送，有較好的保密效果。

（6）原材料資源豐富。用于生產(chǎn)光纖的原材料資源比較豐富，生產(chǎn)成本低，而且光纖具有溫度穩(wěn)定性好、壽命長等特點(diǎn)，因此，成為各個行業(yè)、各個系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)材料。

3電力通信系統(tǒng)中常用光纖的特點(diǎn)和應(yīng)用

在電力通信系統(tǒng)中，最常用的光纖有光纖復(fù)合地線、光纖復(fù)合相線和自承式光纜等。

（1）光纖復(fù)合地線。含有一定光纖單元的地線稱作光纖復(fù)合地線。這種光纖單元具有地線的作用，可以防止輸電線路發(fā)生雷擊現(xiàn)象，使用起來安全可靠。而且還具有光纖的優(yōu)點(diǎn)，能夠利用地線中的光纖傳輸信息，在使用過程中不需要特別的維護(hù)，比較適用舊電路的改造和新線路的建設(shè)。

（2）光纖復(fù)合地線。光纖復(fù)合地線就是將光纖單元復(fù)合在輸電線路的一種電力光纜，有效解決了架空線路的受限問題，充分利用了電力系統(tǒng)的線路資源，節(jié)約了電能和資源。

（3）自承式光纜。自承式光纜分為金屬自承式和全介質(zhì)自承式兩種。金屬自承式光纜結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低，在實(shí)際應(yīng)用中不需要考慮熱容量和短路電流等因素。全介質(zhì)自承式光纜直徑小、質(zhì)量輕，絕緣性能強(qiáng)，具有穩(wěn)定的光學(xué)性能，特別是在事故狀態(tài)下能夠減少停電造成的損失。

4光纖通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的發(fā)展前景

電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)已經(jīng)成為我國規(guī)模較大、發(fā)展較為完善的專用通信網(wǎng)，光纖通信在保障著電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，滿足人民生產(chǎn)和生活方面起到了積極作用，受到了人們的普遍歡迎?？傮w而言，光纖通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，并朝著超高速、超大容量、超長距離傳輸?shù)姆较虬l(fā)展，提高了光纖傳輸?shù)某休d能力和系統(tǒng)的處理速度。

（1）新型光纖的使用。隨著經(jīng)濟(jì)和社會的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的單模光纖已經(jīng)不能滿足長距離、高質(zhì)量的信號傳輸了，迫切需要研發(fā)功能強(qiáng)、質(zhì)量高、安全性能好的新型光纖。當(dāng)前，隨著干線網(wǎng)、城域網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，兩種新型光纖得到了廣泛認(rèn)可：①非零色散光纖，它是一種經(jīng)過改進(jìn)的色散位移光纖，綜合了標(biāo)準(zhǔn)光纖和色散位移光纖最好的傳輸特性，是新一代光纖通信系統(tǒng)的最佳傳輸介質(zhì)。②無水吸收峰光纖。這兩種光纖都能實(shí)現(xiàn)低損耗、低色散傳輸，傳輸容量能夠?qū)崿F(xiàn)幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長，可以帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）光復(fù)用技術(shù)。光復(fù)用技術(shù)是光纖通信技術(shù)應(yīng)用中最活躍的一個領(lǐng)域，它的技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步極大地推動了光纖通信事業(yè)的發(fā)展。為進(jìn)一步提高光纖的利用率，人們采用了各種光的復(fù)用方法，其中最重要的是波分復(fù)用、頻分復(fù)用和碼分復(fù)用技術(shù)。①波分復(fù)用技術(shù)。波分復(fù)用技術(shù)就是在一根光纖上同時傳送多個不同波長的光載波，提高了光纖的傳輸能力，有較強(qiáng)的方便性和靈活性。同時，還可以利用不同波長沿不同方向傳輸來實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。②頻分復(fù)用技術(shù)。當(dāng)相鄰兩峰值波長間隔小于 1nm 時，稱為光頻分復(fù)用系統(tǒng)。它的光載波間隔非常密，一般用于大容量高速通信系統(tǒng)或分配式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的頻分復(fù)用系統(tǒng)器件如合波器、分波器等技術(shù)已很難對光載波進(jìn)行區(qū)分，要求用分辨力更高的技術(shù)來選取各個光載波。目前，采用的主要有可調(diào)諧的光濾波器和相干光通信技術(shù)等。③光碼分復(fù)用技術(shù)。光碼分復(fù)用技術(shù)通過直接光編碼和光解碼，實(shí)現(xiàn)光信道的復(fù)用和信號交換。這種技術(shù)較好地解決移動通信中抗多徑衰落、抗干擾問題，提高了網(wǎng)絡(luò)的容量，改善了系統(tǒng)性能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的保密性和網(wǎng)絡(luò)的靈活性。

（3）光聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展。光聯(lián)網(wǎng)有效改善了傳統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中存在的不足和弊端，不僅實(shí)現(xiàn)了超大容量的光網(wǎng)絡(luò)，增加了網(wǎng)絡(luò)的范圍和節(jié)點(diǎn)數(shù)，而且還增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的透明度，使不同系統(tǒng)、不同信號得到了有效的連接，網(wǎng)絡(luò)的靈活性大大增強(qiáng)。另一方面，光聯(lián)網(wǎng)還實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的快速恢復(fù)。在發(fā)生故障時，因?yàn)榛謴?fù)時間非常短，對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行不會造成太大的影響，也不會造成太大的損失，降低了建網(wǎng)、運(yùn)行和維護(hù)成本。正是因?yàn)楣饴?lián)網(wǎng)有著非常多的優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)了電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，促進(jìn)電力通信邁上了一個新的發(fā)展臺階。（4）光孤子通信。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長距離、無畸變的通信，在零誤碼的情況下完成信息傳遞。光孤子是一種特殊的超短光脈沖，非線性效應(yīng)和群速度色散相應(yīng)平衡，即使經(jīng)過長距離傳輸后，波形和速度都能夠保持不變，完全擺脫了光纖色散對通信容量和傳輸速度的限制，被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的傳輸方式之一。

（5）全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)是指信號在網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換過程中始終以光的形式存在。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)雖然也實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍然采用一些電器件，限制了通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高。全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸是以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間都是全光化，所有的信息都是以光的形式進(jìn)行傳輸與交換的，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

（6）光放大技術(shù)和光交換技術(shù)。光放大器的成功開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化是光纖通信技術(shù)的一項(xiàng)重要成果，大大地促進(jìn)了光孤子通信、全光網(wǎng)絡(luò)和光復(fù)用技術(shù)的發(fā)展。采用光交換技術(shù)可以克服電子交換有關(guān)容量方面的瓶頸問題，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)議透明性和網(wǎng)絡(luò)的高速率，提高網(wǎng)絡(luò)的而且能夠節(jié)省大量的建網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)升級成本。

5結(jié) 論

光纖通信技術(shù)已涉及到電力、交通、廣播電視、計(jì)算機(jī)、軍事等各個領(lǐng)域，為各行各業(yè)的發(fā)展提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展機(jī)遇。而電力信息又是各個系統(tǒng)的基礎(chǔ)所在，只有確保電力信息傳輸?shù)陌踩拍馨l(fā)揮光纖通訊技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢，才能保證各行業(yè)、各系統(tǒng)、各領(lǐng)域的高效運(yùn)行，提高電力通信的質(zhì)量和能力，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]宋維新.光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技傳播.2012（24）.[2]楊春華.論光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與 應(yīng)用.2010（12）.[3]姜 喻.電力通信中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用與影響[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品.2012（20）.[4]劉生成.論光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用 [J].中小企業(yè)管理與科技.2012（03）.