2M電路切換器對(duì)提升電路可靠性的應(yīng)用研究

胡紅明

（南方電網(wǎng)六盤(pán)水供電局，貴州 六盤(pán)水 553001）

0 引言

目前在電力通信光傳輸網(wǎng)絡(luò)中，2M電路是最主要的業(yè)務(wù)承載形式，大約80%的電力通信業(yè)務(wù)應(yīng)用需求都需要經(jīng)過(guò)2M電路進(jìn)行承載、轉(zhuǎn)接并接入各類(lèi)應(yīng)用終端設(shè)備，如 PCM、交換機(jī)、繼保、視頻會(huì)議等終端，這些業(yè)務(wù)對(duì)通信質(zhì)量都有著嚴(yán)格的要求，尤其是繼電保護(hù)業(yè)務(wù)，對(duì)通信質(zhì)量的要求尤為苛刻[1]。因此，如何減少2M電路的故障率是確保電網(wǎng)通信安全可靠的必要措施。

1 貴州電網(wǎng)六盤(pán)水地區(qū)光傳輸網(wǎng)絡(luò)介紹

為了提高通信線路的可靠性，電網(wǎng)通信行業(yè)提出了建設(shè)光纖通信系統(tǒng)A、B網(wǎng)的概念，即建設(shè)光傳輸A網(wǎng)和光傳輸B網(wǎng)，光傳輸A網(wǎng)和B網(wǎng)采用不同廠家的設(shè)備，完全形成1+1的網(wǎng)絡(luò)備份。2009年底，貴州電網(wǎng)六盤(pán)水地區(qū)已經(jīng)建設(shè)完成光傳輸B網(wǎng)，并與原有光傳輸A網(wǎng)形成雙系統(tǒng)運(yùn)行。圖1為六盤(pán)水地區(qū)傳輸A網(wǎng)的拓?fù)鋱D，圖1中，水城片SDH設(shè)備為烽火的GF155-03B,2001年投運(yùn)。下頁(yè)圖2為六盤(pán)水地區(qū)傳輸B網(wǎng)部分站點(diǎn)的拓?fù)鋱D。

圖1 六盤(pán)水地區(qū)傳輸A網(wǎng)拓?fù)?/p>

傳統(tǒng)的運(yùn)行方式是接入業(yè)務(wù)可以在A網(wǎng)和B網(wǎng)上自由的切換，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，可以將業(yè)務(wù)切換到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，大大的提高了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性[2]。然而目前的切換動(dòng)作往往是由人工完成，這樣使得通信存在一定的中斷時(shí)刻，降低了系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，而 2M電路切換器的引用正好解決了上述問(wèn)題，使電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)做到無(wú)損切換。

圖2 六盤(pán)水地區(qū)傳輸B網(wǎng)拓?fù)?/p>

圖2中水城地區(qū)光傳輸B網(wǎng)為中興公司S385設(shè)備，2009年投運(yùn)。

2 2M電路切換器原理

2M電路切換器工作原理如圖3所示，切換器有兩個(gè)輸入端口、一個(gè)輸出端口，輸入端口分別與A網(wǎng)和B網(wǎng)相連，輸出端口與終端相連，傳輸業(yè)務(wù)同時(shí)饋入傳輸系統(tǒng)A和傳輸系統(tǒng) B，由切換器根據(jù)傳輸信號(hào)的質(zhì)量，決定使用哪個(gè)傳輸系統(tǒng)傳送的信息。

圖3 2M電路切換器工作原理示意

圖4為2M電路切換器的原理框圖。

圖4 2M電路切換器原理框

從圖4中我們可以看到兩個(gè)輸入端口A、B分別和A、B網(wǎng)相連，當(dāng)切換器自身發(fā)生故障或是斷電時(shí)候，切換器自動(dòng)切換到通道1，業(yè)務(wù)直接透?jìng)鬟^(guò)去，不會(huì)影響整個(gè)傳輸體系。在切換器正常工作的時(shí)候，A、B網(wǎng)的信息分別存儲(chǔ)到緩存器1和2中，同時(shí)送到質(zhì)量分析模塊和定時(shí)調(diào)整模塊，質(zhì)量分析模塊對(duì) A、B網(wǎng)的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行分析，決定是否進(jìn)行切換動(dòng)作，定時(shí)調(diào)整模塊對(duì)緩存器中的信號(hào)進(jìn)行時(shí)延對(duì)齊，保證緩存器1和2輸出的信號(hào)為同一時(shí)刻，以便于在切換前后沒(méi)有時(shí)延的重疊或是丟失，達(dá)到無(wú)損的目的。

3 2M電路切換器技術(shù)特點(diǎn)

2M電路切換器是集信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)與電路自動(dòng)切換于一體新型電路倒換設(shè)備，可在光傳輸A網(wǎng)和光傳輸B網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)損傷（零誤碼）的全自動(dòng)切換，完全不需要人工干預(yù)，并可通過(guò)網(wǎng)管對(duì)2M電路的信號(hào)質(zhì)量及工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控[2]。

2M電路切換器的技術(shù)關(guān)鍵在于：

采用雙發(fā)選收機(jī)制；

時(shí)延自動(dòng)對(duì)齊，無(wú)損傷切換；

2M電路損傷預(yù)判決和預(yù)切換技術(shù)，可保證了線路損傷不影響用戶(hù)信息傳輸；

2M電路比特級(jí)誤碼切換，提高通信系統(tǒng)誤碼傳輸質(zhì)量；

2M電路采用高精度數(shù)字鎖相環(huán)，避免切換時(shí)時(shí)鐘相位抖動(dòng)對(duì)電路產(chǎn)生影響；

具備掉電自動(dòng)保護(hù)功能，避免電源或設(shè)備本身故障對(duì)電路產(chǎn)生影響；

4 2M電路切換器的設(shè)備形態(tài)和應(yīng)用建議

2M電路切換器對(duì)2M電路保護(hù)效果明顯，在實(shí)際工程中有著廣闊的應(yīng)用空間，例如高清視頻會(huì)議等業(yè)務(wù)。2M電路切換器可將2張由不同廠家設(shè)備組成的光傳輸A網(wǎng)和B網(wǎng)整合成一張堅(jiān)強(qiáng)、可靠、統(tǒng)一的業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，充分發(fā)揮光傳輸 A網(wǎng)和B網(wǎng)的互為保護(hù)，自動(dòng)倒換的特點(diǎn)[3]。下頁(yè)圖5為高清視頻會(huì)議通信網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用方案：高清會(huì)議系統(tǒng)同時(shí)架設(shè)在SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的A、B雙平面之上，以E1通信方式為主，IP通信方式為輔。在采用 E1方式工作時(shí)，通信線路可在光傳輸A網(wǎng)和光傳輸B網(wǎng)之間做到完全無(wú)損切換，高清會(huì)議信號(hào)在切換時(shí)候不會(huì)出現(xiàn)任何損傷，可充分保障在通信線路出現(xiàn)光纜中斷、2M誤碼、設(shè)備本身故障等多種常見(jiàn)故障時(shí)，此高清會(huì)議電視網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行。

圖5 繼電保護(hù)設(shè)備通信系統(tǒng)典型應(yīng)用方案示意

5 結(jié)語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有針對(duì) 2M電路的可靠性，尤其缺少具體的量化的 2M電路的可靠性研究，僅僅是針對(duì)不同行業(yè)的業(yè)務(wù)需求對(duì) 2M電路提出了不同的可靠性要求，某些特殊行業(yè)提出了越可靠越好的要求，但也沒(méi)有具體的量化指標(biāo)[4]。通過(guò)引入2M切換器技術(shù)可獨(dú)立于現(xiàn)有光傳輸網(wǎng)絡(luò)之外對(duì)2M電路的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),建立獨(dú)立的2M電路可靠性指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù),為提出具體的2M電路可靠性量化指標(biāo)提供依據(jù)[5]。對(duì)維護(hù)電力通信系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的理論意義和寬廣的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用前景。

[1] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.823 (2000), The Control of Jitter and Wander within Digital Networks which are Based on the 2048 kbit/s Hierarchy[S].Geneva, Switzerland: ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:45-48.

[2] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.783(2004),Characteristics of synchronous Digital Hierarchy (SDH) Equipment Functional Blocks[S].Geneva, Switzerland: ITU- T for ITU Telecommunication Standardization Sector:149-156.

[3] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT Recommendation G.811 (1997),Timing requirements of primary Reference Clocks [S].Geneva,Switzerland:ITU-T for ITUT elecommunication Standardization Sector:213-223.

[4] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITUT O.172, Timing Jitter and Wander Measuring Equipment for Digital Systems which are Based on the SDH [S].Geneva,Switzerland: ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:11-12.

5] ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector.ITU-T Recommendation G.812 (2004),Timing Requirements of SlaveC locks Suitable for Use as Node Clocks in Synchronization N etworks[S]. Geneva, Switzerland:ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector:354-362.