于 昊

(遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110179)

MSTP在遼寧電力傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

于 昊

(遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，遼寧沈陽(yáng) 110179)

電力通信網(wǎng)是整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的重要網(wǎng)絡(luò)支撐，對(duì)安全性與可靠性有很高的要求。在現(xiàn)有電力傳輸網(wǎng)中，由SDH演化而來(lái)的MSTP技術(shù)占其主要地位，承載了電力網(wǎng)絡(luò)的絕大部分業(yè)務(wù)。本文對(duì)電力傳輸網(wǎng)的特點(diǎn)以及MSTP在其中的應(yīng)用作詳細(xì)的研究。

電力傳輸網(wǎng)；MSTP

1 電力傳輸網(wǎng)的特殊性

不同于移動(dòng)、聯(lián)通、電信三大運(yùn)營(yíng)商，電力的通信網(wǎng)并不承載普通用戶，主要傳送電力系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)度信息，是整個(gè)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支撐的重要平臺(tái)。遼寧省的電力傳輸網(wǎng)有其獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特點(diǎn)。第一，遼寧地市發(fā)展不如南方，人口數(shù)量較少，變電站的數(shù)量和業(yè)務(wù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于南方，使遼寧電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)比較簡(jiǎn)單，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元分布比較分散，網(wǎng)元數(shù)量較少，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑尸F(xiàn)骨干層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，一些小型變電站供電所處于鏈狀連接狀態(tài)。第二，電網(wǎng)中有一類級(jí)別最高的繼電保護(hù)業(yè)務(wù)，在光纜發(fā)生故障、業(yè)務(wù)需要倒換時(shí)，如果倒換路由為不一致路由，會(huì)發(fā)生保護(hù)裝置的誤啟動(dòng)情況。為此，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，需要維護(hù)人員手動(dòng)配置臨時(shí)路由，出現(xiàn)差錯(cuò)的概率較高，容易威脅到整個(gè)電網(wǎng)的安全。第三，電力傳輸網(wǎng)的業(yè)務(wù)大部分為小顆粒業(yè)務(wù)，如IP調(diào)度電話、行政電話、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、信息網(wǎng)等，傳輸設(shè)備大多需要2M和FE接口，很多支鏈都是以155M速率鏈接的，對(duì)傳輸設(shè)備交叉能力要求較小。

遼寧電力傳輸網(wǎng)由供電公司、變電站、供電所等組成，根據(jù)電壓等級(jí)來(lái)劃分，可以分為66kV變電站、220kV變電站和500kV變電站，骨干層由500kV變電站和各地市供電公司組成，以此向外延伸，匯聚層由220kV和66kV變電站組成，而網(wǎng)絡(luò)邊緣是各供電所以支鏈形式接入，形成對(duì)全網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的支撐，現(xiàn)有變電站之間的光纜覆蓋是由ADSS和OPGW光纜組成，500kV變電站之間的骨干網(wǎng)由OPGW光纜組成，電力通信業(yè)務(wù)量較小，纖芯資源比較豐富。遼寧電力傳輸網(wǎng)現(xiàn)有傳輸設(shè)備組網(wǎng)靈活、可擴(kuò)展性強(qiáng)，可以提供較高的交叉能力。由于在某些地市只有622M環(huán)網(wǎng)，而一些偏遠(yuǎn)地區(qū)則是由支鏈接入的，只有單路由，所以存在可靠性較低、無(wú)保護(hù)的問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)大部分業(yè)務(wù)需求為2M，由于主要承接的是IP電話、調(diào)度電話、視頻監(jiān)控等小顆粒業(yè)務(wù)。近年來(lái)，隨著遼寧電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)以及信息內(nèi)網(wǎng)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多、越來(lái)越重要的業(yè)務(wù)(如繼電保護(hù)業(yè)務(wù))承載于傳輸網(wǎng)上，對(duì)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)設(shè)備之間連接的多樣化提出了更高的需求，如FE電口、155M POS口、光纖直連等。

遼寧電力現(xiàn)行業(yè)務(wù)量還不具備采用大量OTN設(shè)備組建大型光傳送網(wǎng)的規(guī)模。OTN設(shè)備的特點(diǎn)是業(yè)務(wù)顆粒大，傳送業(yè)務(wù)量大，但不支持小顆粒業(yè)務(wù)，以遼寧電力現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，除了國(guó)網(wǎng)的一些重要的大顆粒業(yè)務(wù)外，即使在骨干層，也完全可以用MSTP設(shè)備來(lái)完成組網(wǎng)。

2 MSTP的組網(wǎng)架構(gòu)

現(xiàn)以華為設(shè)備組網(wǎng)為例。遼寧電力的骨干層業(yè)務(wù)量較大，光方向較多，交叉占用率比較高，對(duì)設(shè)備的槽位、帶寬容量、交叉能力都有一定的要求，適合采用OSN 7500設(shè)備。為了網(wǎng)絡(luò)的可靠性與安全性，實(shí)行雙路由雙點(diǎn)接入。各地市的本地網(wǎng)匯聚層采用OSN3500設(shè)備，主要因?yàn)閰R聚層骨干節(jié)點(diǎn)是連接上層省網(wǎng)和下端本地網(wǎng)的樞紐，其業(yè)務(wù)量大，光方向多，而3500設(shè)備的交叉能力強(qiáng)，業(yè)務(wù)槽位多，可擴(kuò)展性好，能應(yīng)對(duì)電網(wǎng)的各級(jí)單位對(duì)信息網(wǎng)以及綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行的調(diào)度和應(yīng)用日益增多。

在省網(wǎng)中鋪設(shè)幾條由不同設(shè)備廠家組成的“高速通路”，即10G環(huán)網(wǎng)，在省中心局以及各地市的500kV變電站節(jié)點(diǎn)建設(shè)一臺(tái)類似與OSN7500的設(shè)備，打通高速率的通道，一些本地網(wǎng)的業(yè)務(wù)以及重要信息在各個(gè)節(jié)點(diǎn)交叉匯聚，再打包成大顆粒業(yè)務(wù)傳送給省中心局，在全省組成多張10G環(huán)網(wǎng)的環(huán)路，有利于省中心局和各個(gè)地市的快速信息交換。在骨干層的節(jié)點(diǎn)匯聚業(yè)務(wù)很多，2M、FE以及光方向占用率很大，而這些都是影響低階交叉(VC4)占用率的重要因素，所以GXCSA型交叉板已不能滿足日常業(yè)務(wù)的需要，需配置SXCSA，而在其它業(yè)務(wù)版配置方面，一般會(huì)配置3塊PQ1板，其中一塊為保護(hù)板卡，出128個(gè)2M來(lái)滿足數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)的需求，這樣可以有效地為數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備以及語(yǔ)音設(shè)備等提供2M通道。另外根據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備的端口需求，每臺(tái)設(shè)備配備一塊EFS0板卡，提供8口帶交換功能的FE接口板。在以往的配置中，F(xiàn)E板卡為透?jìng)靼蹇āｋS著傳輸設(shè)備的日益發(fā)展，現(xiàn)有的以太網(wǎng)板都是帶有交換功能的接口板，為承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了便利通道。而在匯聚層，以各個(gè)地市的地調(diào)和500kV變電站為中心，由220kV變電站站點(diǎn)網(wǎng)元組成環(huán)網(wǎng)。在本地網(wǎng)中，220kV變電站的傳輸設(shè)備以O(shè)SN3500為主，由于本地網(wǎng)沒(méi)有像省網(wǎng)或者國(guó)網(wǎng)那樣的大顆粒業(yè)務(wù)，多數(shù)為2.5G環(huán)和622M環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)，所以采用3500設(shè)備為最優(yōu)選擇。在如今的電力傳輸網(wǎng)中，很多網(wǎng)元板卡配置不全，出現(xiàn)沒(méi)有2M TPS保護(hù)卡、沒(méi)有FE板卡、無(wú)法承載數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)等問(wèn)題。還有一些偏遠(yuǎn)的供電所，由于地理位置原因，在網(wǎng)絡(luò)中是以155M單鏈接入的，存在安全隱患，這些地方業(yè)務(wù)量很小，多數(shù)只有155M業(yè)務(wù)，傳輸設(shè)備大部分配置為Metro1000或者M(jìn)etro3000設(shè)備。整個(gè)電力傳輸網(wǎng)按照業(yè)務(wù)量的大小以及重要程度配置傳輸通道，呈現(xiàn)中心“粗”、邊緣“細(xì)”的態(tài)勢(shì)，圖1為簡(jiǎn)易的傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖。

圖1 傳輸網(wǎng)絡(luò)示意圖

3 傳輸通道保護(hù)方式

在傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)保護(hù)方式有兩種，分別為通道保護(hù)和復(fù)用段保護(hù)。通道保護(hù)倒換環(huán)的保護(hù)功能是通過(guò)網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主環(huán)與備環(huán)兩環(huán)上業(yè)務(wù)完全一樣且流向相反。由于上環(huán)業(yè)務(wù)是并發(fā)選收，所以通道業(yè)務(wù)的保護(hù)實(shí)際上是1+1保護(hù)。倒換速度快(例如華為公司設(shè)備倒換速度≤15ms)，業(yè)務(wù)流向簡(jiǎn)捷明了，便于配置維護(hù)。其缺點(diǎn)也非常明顯，正因?yàn)槭?+1的保護(hù)，所以每一個(gè)業(yè)務(wù)都需要占用整條時(shí)隙，資源利用率很低，從而使全網(wǎng)的業(yè)務(wù)量不大，這種保護(hù)方式適用于時(shí)隙資源充足、業(yè)務(wù)量小的傳輸網(wǎng)絡(luò)。而復(fù)用段保護(hù)方式是以復(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(hào)的質(zhì)量決定的。倒換是由K1K2字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來(lái)啟動(dòng)的。當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，環(huán)上整個(gè)STM-N或1/2STM-N的業(yè)務(wù)都切換到備用信道上，是1:1的保護(hù)方式，即在網(wǎng)運(yùn)行的業(yè)務(wù)只占用整個(gè)時(shí)隙通道的一半，而另一半作為保護(hù)通道預(yù)留，例如5G低階交叉通道，是32*32VC4，只有1-16作為業(yè)務(wù)通道，而17-32則作為保護(hù)通道預(yù)留，而此保護(hù)方法的優(yōu)點(diǎn)也很明顯，每條業(yè)務(wù)將不占用整個(gè)時(shí)隙通道，大大地提高了時(shí)隙的占用率，在各個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，通常都會(huì)使用這個(gè)保護(hù)方法。由此可見(jiàn)，復(fù)用段保護(hù)方式的信道時(shí)隙利用率要高于通道保護(hù)。

就遼寧電力傳輸網(wǎng)而言，光纜由OPGW以及ADSS組成，其中ADSS占多數(shù)，纖芯為12芯、24芯或36芯，而在地市的匯聚層，纖芯數(shù)占用量為10-12芯，纖芯占用率較低，纖芯資源豐富，而且業(yè)務(wù)量少，一些偏遠(yuǎn)或者小型局站地區(qū)的業(yè)務(wù)帶寬在20-30M左右就可以滿足，由此通道保護(hù)方式的特點(diǎn)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，即保護(hù)倒換速率快，用戶側(cè)基本不會(huì)感覺(jué)到有業(yè)務(wù)倒換，這樣可以提高客戶感知度。

4 結(jié)語(yǔ)

電力通信的傳輸網(wǎng)保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。 MSTP技術(shù)在傳統(tǒng)的SDH技術(shù)基礎(chǔ)之上開(kāi)發(fā)了承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的能力，更好地適應(yīng)了信息網(wǎng)以及綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代技術(shù)的日益發(fā)展，OTN、PTN技術(shù)也越來(lái)越完善，在傳送大顆粒業(yè)務(wù)方面有了很多突破。但在電力單位本地網(wǎng)的匯聚層以及小型供電所等地方，MSTP設(shè)備則以它較好的擴(kuò)展性以及較強(qiáng)的交叉能力成為不二選擇，它的性價(jià)比以及用途的多樣性更適合這種業(yè)務(wù)量不大、需求多元化的場(chǎng)所。

[1]唐開(kāi)宇,張?zhí)?MSTP在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信,2005(5):68-70.

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2014-09-02

于 昊(1989- )，男，吉林長(zhǎng)春人，遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司設(shè)計(jì)員，從事通信工程研究。

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2095-7602(2014)06-0050-03