（内蒙古电力集团有限责任公司乌海电业局信息通信处 016000）
摘要：本文主要论述SDH光纤通信中通道保护环在电力系统中的应用情况，在电力系统中电流差动保护使用光纤通信通道保护环存在的问题与缺陷，提出通道保护环改进与设计，及如何解决电流差动保护通信不能形成自愈环的问题。
关键词：SDH光纤通信；通道保护环；电流差动保护；存在问题；字节与告警
一、电流差动保护与通信通道保护环使用情况与缺陷
电网保护与通信之间有着密不可分的关系，一般而言，电力系统的自动化程度直接影响着电网保护对通信的依赖程度，电流差动保护对整个电力系统发挥着关键的保护作用，这已经在当前电力系统中得到了广泛的应用，电网线路出现异常状况时，电流差动保护装置不仅要同时接收本端和对端的电流大小和方向，同时还要将二者进行对比，做出一定的分析，实施合理的保护动作，诸如较高可靠性、准确性高、快速切除故障线路等都属于差动保护的基本特点，已被广泛应用于电网保护过程，与通信紧密相连。但电流差动保护对通信收发时延有严格的要求与限制，目前电力系统SDH通信已形成完善通道保护环，对电力系统大多数业务在故障时，提供了可靠自动迁回路由，保障了业务在故障情况下不中断，提高了通信运行的可靠性。但电流差动保护不能使用，主要是因为通信在发生单侧故障时，故障侧倒换，而非故障侧不倒换，导致收发路径不一致，从而收发时延不一致而不能使用，因此存在着设计缺陷。
二、建设SDH环网的方法
2.1规划对策比如某个地区的电网，电网的不断发展对通信系统提出了更高的要求，这就要求对传统通信系统进行不断的革新和完善，才能更好地服务于电网的实际发展。对传统SDH网络进行及时的更新和优化是解决该地区电力通信网的基本要求，这是实现电网快速发展的前提条件。
2.2网络拓扑和选用设备相应的组网设备要在建设环网方式规划后准备就绪，设备的选择原则以满足实际需求为主，同时还应将实际需求和管理工作的基本要求相结合，确保组网设备的进一步完善。根据当地通信网络的发展状况，初步拟出建设SDH组网过程中应着重注意的地方：
（1）良好的自愈性能是SDH网络应具有的基本属性，光纤网络的异常中断将会影响到整个网络系统的连接，为了更好地解决此问题，系统中的光纤网络务必要实现自动倒换以解决因网络故障而导致的业务中断被及时恢复。可以选择单向通道、双向通道等具体方法来实施网络建设。
（2）树形、网孔形、星形、链形、环形网是SDH网络拓扑几种常见的结构，这五种基本的结构中，应用较为广泛的是链形和环形。其中环形结构主要用于国内的一些SDH网络工程，环形网络具有良好的自愈系统性能和安全性能。在实际应用中，2芯和4芯SDH光纤比较常见，一般而言，地方性的通信网络使用2芯的SDH光纤就足够，而在通信网络信息量比较大的地方则需选用4芯的SDH光纤比较好。这样可以充分发挥两种不同SDH光纤的优势，为电网系统提供多样化的服务。因此，实际系统中的二纤单向通道经常使用的都是2芯SDH光纤。
三、低价通道字节使用的情况与传统的通道保护环
（1）J2、K4、V5、N2等为SDH网络中低价通道的开销字节，其中V5是使用最多的一个字节，主要责任对VC-12性能的监测和管理。V5字节中的bl--b2比特可以有效监测一些错误的传输性能，主要是用于STM-N帧的VC12中的传输性能，同时还可以实施有效的BIP-2校验，具体的误码块数由LPBBE完成对其的检测，此误块数指的位于本端事件中的，位于发端性能事件的误码块数则由LP-REI完成检测。V5中的b3比特回传，首次出现在复帧中字节由通道状态和信号作相关的标记(类似G1和C2字节)，TU-PTR可以指示相关的字节的指针调整，其可以发挥诸如分析低价通道远端差错、失效指示、误码检测和信号标记等作用。误码对告指示LP-REI由LP-BBEb3收端接收，V5中的b4比特位目前还没有详细的定义。
（2）通道保护是传统SDH环网中选用的主要保护模式；二纤单向通道保护环、二纤双向通道保护环和SNCP子网连接保护等是组成通道保护的三大部分。以上保护均为发端并发和收端可倒换模式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆STM-N为通信网络传输的恒定容量。一般情况下收发路径都是相一致的，但是如果只要有一侧发生AIS告警故障，收发路径将会出现一定的偏差。通道保护环实施业务保护的基础是VC-12通道。通道的传输水平可以确定是否要倒换，即就是通道是否倒换与收端是否收到TUAIS、LP-BBE、误码过量有着直接的关系。
四、解决上述存在的问题的方法
（1）通道保护环仍然是发端并发，收到倒换，只是改变倒换触发条件，增加锁定与解锁功能，解锁功能的条件和倒换条件触发一致。这里倒换条件：故障侧TU-AIS或LP-BBE倒换条件不变，非故障侧收到LP-RDI“1”与LP―switch“1”倒换发出的信号“1”相结合，组合“11”则倒换、增加此功能。由于原各个厂家倒换条件（TU-AIS或LP-BBE），恢复设置有所区别（恢复式、非恢复式）恢复方式为恢复（回到主用路由）。当收端收到TU-AIS，Lp-BBE误码告警时，解锁主路由、倒换到备用路由。因此收端收到AIS或LP-BBE误码信号过量时倒换，发端收到LP-RDI和LP-switch“1”时，则发端的收同时倒换。因此通道保护环倒换的条件改为：AIS，LP-BBE、倒换条件（TU-AIS、LPBBE此功能的实现只需在原倒换的基础上，更改软件升级来实现，这样保证收发路劲一致。当起始站主备路由都出现TU-AIS或者LP-BBE告警时，则不倒换。当主用路由恢复后，双方无告警，过5-10分钟再倒换到主用路由，由网管软件实现倒换时间的设定。正常情况下锁定在主用路由状态；利用V5字节b4比特来控制倒换状态，正常情况下为收“0”，故障时收到V5b8LP-RDI和LP-switch“1”的组合“11”时倒换为备用，只有在故障情况下解锁倒换在备用路由。
（2）利用K4：b1-b4用于传迭低价通道的自动保护倒换（APS）协议，b5-b7用于传输低阶通道的增强远端接收失效指示RDI，b8，备用比特。双向倒换的1+1通道保护环需要启动APS协议，目前ITU-T对通道环的APS协议没有作出规范与具体规定，倒换时需要使用高阶通道层POH中的K3字节，用以计算所经节点与源宿ID值，K4用以传输倒换协议。APS协议通过HPOH段开销中的K3字节和LPOH中K4字节进行通信。K4字节用于请求切换信道，b1～b4（0000---1111）位表示请求的类型与通道状态，可任意组合成16种信息与状态。b5-b7用于传输低阶通道的增强远端接收失效指示RDI。b8用于回传TU―AIS，LP-BBE告警倒换信号，作为倒换条件。K3字节b1―b4用于确认保护所经的节点数短路径信息，b5―b6用于保护环节点的长短路劲信息。B7-b8由于传输优先级别定义。在通道倒换环中，主路由为优先路由短路劲，保护路由为长路劲，当主路由故障后收发端同时倒换到保护路由，当故障恢复后5-10分钟后，倒换回主路由。倒换的条件仍然是TU-AIS，LP-BBE误码过量。由于启动倒换协议，倒换机理较复杂，硬件要作相应的改动才能满足要求在具体配合使用，尽量简化K3、K4字节的使用。在设计制造中增加此功能，已满足电力系统特殊需求。在电路初次开通时作长短路劲的时延测试，已满足保护的需求。
结语
电流差动保护和通信通道保护环两种保护方法都有各自的优势，根据电网实际的发展需求，第一种保护方法更为符合现代电网的要求，比较实用，简单，易于操作，可以更好地应用于对长短路径的时延测试，这是网络建设的基本要求。通道保护环可以实现对通信通道的自动迂回，免去了繁琐的人工通道调整，实现了对电力系统的科学保护，保证电力系统安全稳定的运行。
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论文作者:焦玉麒
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
标签：保护环论文; 通道论文; 路由论文; 字节论文; 电网论文; 故障论文; 通信论文; 《电力设备》2017年第27期论文;