摘要：随着我国社会经济和科学技术的飞速发展，使通信需求不断增加，RPR—SDH双光线通信传输系统在网络通信中得到了普遍的应用。本文就针对RPR—SDH双光纤通信传输系统设计理念进行分析，然后对其实际应用进行了探讨。
关键词：光线传输系统；设计；应用
当前，电力通信主用采用光纤通信传输系统，主要担负电网调度、自动化、营销、图像监控等业务的传输，是电网的千里眼和远程操控手。电力通信一般采用单套的RPR或SDH光纤通信传输系统，存在网络结构简单、系统无冗余、故障处理时间长等缺陷。而RPR—SDH双光纤通信传输系统的应用使得电力通信网络具有主备站互为热备用、无缝热切换、网络结构升级优化、业务分级等优点，安全可靠性大为提高。
1、RPR—SDH双光纤通信传输系统设计
RPR—SDH双光纤通信传输系统的主要特征是通过空间再利用能力的应用可以在环形的拓扑结构中增加光纤的信息传输效率。RPR—SDH双光纤通信传输系统的应用可以使信息在光纤的发送点和接收点进行环型的双方向传送，但这一过程并不利用环上其他段的带宽，因此环上的其他段的带宽可以被其他组有效利用，从而极大地提升了光纤的信息传输速度和效率。以下从几个方面出发，对RPR—SDH双光纤通信传输系统设计进行了分析。
1.1环级汇聚
RPR—SDH双光纤通信传输系统的设计和之前的基于环的光纤分布数字接口（FDDI）具有较大的差异。RPR—SDH双光纤通信传输系统在设计过程中实现了有效排除流量中被源节点占用的多余带宽，从而促使信息在被剥离后并不会占用带宽，因此极大地提高了带宽的利用率和带宽的有效部分。除此之外，RPR—SDH双光纤通信传输系统的另一个重要特征即是环级汇聚，众所周知环级汇聚相比节点汇聚可以容纳更多的用户，并提供更多的实际流量，同时能够容许较大的带宽预定率，从而为信息输送提供了更多的有效带宽。
1.2拓扑自动识别技术
RPR节点间可交换拓扑识别信令。RPR拓扑更新信令采用类似OSPF(开放式最短路径优先)的算法，但它是L2的触发式协议。在拓扑初始化阶段，每个节点都会发出拓扑查询消息，沿环路传送，其他节点会加入自己的属性，当源节点收到自己发出的拓扑查询消息时，便可了解到环路拓扑信息。当环路处于正常状态时，节点之间会以固定时间间隔发送Hello信息判断链路状态正常与否;当环路发生增减节点、光纤中断、节点失效等事件时，相应节点都会被触发出拓扑更新信息。拓扑自动识别增加了环路的自愈能力，减少了人工配置带来的人为错误。
1.3无需备份带宽支持
RPR—SDH双光纤通信传输系统的运行过程并不需要备份带宽的支持，因此也可以有效解决现有宽带技术中出现的很多问题，并能对网络信息传输的整体结构进行合理的改良与优化。随着近年来各种新型的城域网技术的推出与应用，RPR—SDH双光纤通信传输系统为SDH传输提供了更为有效的快速检测能力和快速保护能力。重要的是RPR—SDH双光纤通信传输系统在提供这些能力时并不需要备份带宽的支持，这在某种程度可以有效节省环上50%的带宽备份，从而为光纤传输速度的提升创造了良好条件。
1.4多等级业务保护机制
多等级业务保护机制是RPR—SDH双光纤通信传输系统的重要功能。随着网络水平的不断提升和网络通信量的飞速增加，Internet所承载的信息流量也呈现出指数型的增长趋势。在这种前提下，RPR—SDH双光纤通信传输系统的应用对于在MAN和WAN的环境中提供业务保护有着重要意义。即这一系统的有效应用可以在实现网络监控功能的同时促进网络快速恢复功能的实现，从而为网络运行流畅性提升做出了重要贡献。
2、RPR—SDH双光纤通信传输系统的实际应用
2.1增加硬件设备
根据提出的设计方案，我们对原有网络进行了升级改造。其中增加的硬件设备主要有：SDH光端机、三层交换机和路由器。
2.2融合RPR和SDH系统
与原系统相比，新网络采用RPR和SDH两套光传输系统。其中，RPR作为主用光传输系统接入主用主站，SDH作为备用光传输系统接入备用主站。厂站端服务器经厂站端路由器分别接入RPR和SDH系统，同时传送业务给两个主站。这样，业务传输实现了双传输系统的热备份。RPR和SDH系统各自独立工作虽在拓扑上互相连接，但由于RPR和SDH传输机制不同，又加入了网络隔离机制，所以不会影响对方系统的工作。
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2.3无缝热切换
主用主站和备用主站的两台三层交换机使用两条光纤连接，组成双千兆通道，且在两台交换机上执行OSPF（最短路径优先）协议。正常工作模式下，厂站端的业务数据通过RPR和SDH系统，只会分别传送到主用主站和备用主站，而不会经过主备站之间的双千兆通道进入另一个主站故障模式下，该条通道自动开通，用于接收业务数据。模拟故障实验表明，无论RPR系统，还是SDH系统严重故障断或是光纤中断，两个主站都能经过双千兆通道，从另一个主站收到业务数据，且全过程无需人工操作。热切换时间均小于业务数据的采样时间，从而实现了主站之间的无缝热切换。
2.4全网结构的升级优化
2.4.1增配三层网络设备
增配的三层网络设备主要有：三层交换机和路由器。其中，两台交换机分别作为主用主站和RPR系统之间、备用主站与SDH系统之间的连接。路由器与厂站端服务器与连接后，再分别接入RPR和SDH系统。
2.4.2划分配置VLAN，开启OSPF协议
在两台三层交换机上，分别对全部厂站按端口进行VLAN的划分，即一个厂站属于一个VLAN，同时一个厂站既是RPR网络中一个VLAN，又是SDH网络中一个VLAN。这样，每个厂站的业务数据只能传送到三层交换机，而不能广播到其它厂站。三层交换机的OSPF协议开启后，业务将按最短路径优先的原则传输。厂站端到达交换机的业务数据就不会经双千兆通道进入另一个主站。模拟故障试验表明，每个厂站的业务数据仅能到达本站和交换机上相应的端口，不会形成广播风暴影响网络。
2.4.3带宽翻倍提升
RPR和SDH单套系统运行带宽均为1Gb/S，可升级到2.5Gb/S。而RPR—SDH双系统的应用则使全网络的带宽，根据业务分配情况，最大能提升到5Gb/S。
2.4.4光缆路由的优化
RPR和SDH系统网络拓扑各自成环，且在一处开环情况下保证业务不中断。双系统应用后，根据实地光缆架设路线，尽量使用不同的路由，防止一处断纤，双系统均开环运行。
2.4.5全网业务分级
根据重要性将综合自动化、语音电话、图像监控、营销、信息等业务进行分级。按实际情况，灵活安排和调整经RPR还是SDH系统传输，还是双系统同时传输，形成1:1或1+1的备份模式。
3、RPR技术的应用前景
RPR技术具备了新一代城域网应有的特点,能充分满足宽带IP城域网建设的需求。
3.1技术的先进性
RPR以IP业务为核心,通过最优路径选择、空间再利用、统计复用和两个同时工作的环路,最大程度地提高光环路的工作能力;提供空间复用技术和统计复用功能,保证了高带宽的高利用率,相对TDM网络提高带宽利用率3～4倍;充分简化网络层次,避免了ATM和SDH层的开销,将初期和增长投资都降到最低,RPR设备高度集成,都支持标准的接口10/100BaseT和千兆以太网接口,有的还支持E1/T1和STM-N,具有兼容性,提供了低成本的运行管理、维护和操作,适和网络发展需要。
3.2网络的可靠性
RPR的网络具有完善的网络性能监测、错误定位等网管功能,保证了网络设备运行具有电信级的可靠性,可提供50ms的环自愈和快速倒换功能保护关键业务。
4、结语
随着计算机技术和光纤通信技术水平的不断进步，光纤通信传输系统对于计算机网络性能和资源共享效果的提升作用受到越来越多的重视。与此同时光纤通信传输系统的整体设计水平与实践水平也在日益提升。众所周知在光纤通信系统中最为核心的部分主要包括光发射机、信道、光接受机等三部分，而RPR—SDH双光纤通信传输系统即是在对这三部分进行改良的基础上设计成功，并且其实用性在实际的应用中也成功地得到了验证。
参考文献：
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[4]周炯盘，庞沁华.通信原理.北京：北京邮电大学出版社，2005.
论文作者:江海英
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：光纤通信论文; 系统论文; 业务论文; 拓扑论文; 带宽论文; 主站论文; 网络论文; 《电力设备》2018年第13期论文;