（浙江浙能华光潭水力发电有限公司 杭州）
摘要：介绍了华光潭水电站生产区光纤通信网络的改造方案、实施情况及成果体现。为满足华光潭电力安全生产运行的要求，利用现代工业通信技术、计算机网络技术、光纤环网技术等，采用基于SDH的光纤环网技术对生产区光纤通信网络进行升级改造和优化。改造后，生产区光纤通信网络运行安全稳定，为电站科学安全运行提供了可靠保障。
关键词：光纤通信网络；SDH；环网
概述
华光潭梯级水电站工程位于浙江省临安市分水江干流昌化江上游的巨溪，电站为引水式梯级电站，由2个电站组成，总装机容量85MW，多年平均发电量1.85亿kW.h。电站具有年调节水库，既有发电、调峰、调相功能，又有防洪抗灾能力，同时也是杭州电网进行“黑启动”的首选电源，在保障电网安全方面起了重要作用。
图1 光纤通信环网拓扑图
华光潭水电站生产区通信站点包括一级坝、一级站、二级坝、二级站共4个站点，不同站点之间通过光纤链路连接实现信息通信与数据交互。生产区功能业务系统主要包括：内部局域网系统、工业电视监控系统、程控调度电话系统、计算机监控系统、大坝自动化观测系统、后边坡监测系统、电能量采集系统等。由于电站地处偏远山区，建设初期受各方面条件限制，未对生产区统一构建光纤通信网络，各业务系统独立部署通道通信，随着业务系统增多，存在线路及设备复杂、故障率高、通道单一无冗余、通道有效利用率低、维护管理难度大和成本高等问题，现有光纤通信网络已不能满足华光潭水电站电力安全生产运行的要求。
图2 逻辑路由配置图
1 光纤通信网络改造设计原则
由于光纤通信日益与计算机网络集成技术融为一体，且其具有容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点，因此光纤通信被广泛应用于电力系统通信中。电力系统通信中常利用SDH（同步数字传输系统）技术在多站点之间组建光纤环网。SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，可以传输语音、数据、图像和视频等各种信息。
基于华光潭水电站生产区通信网存在的问题，应进行升级改造，统一构建一套完整、可靠、智能的光纤通信网络系统以承载生产区所有功能业务系统的信息通信和数据交互，并保证其安全可靠稳定。光纤通信网络应遵循以下原则：
遵从开放性原则，符合各种相关标准；
具有高安全可靠性，满足电力系统通信的安全可靠运行要求；
具备良好的扩展性，便于业务系统的不断扩展；
具有良好的可维护管理性，便于专业人员运行管理监视和日常故障处理；
具有良好的自愈能力，在极短时间内恢复故障，不造成业务系统中断。
2 光纤通信网络改造实施方案
SDH网络在全程全网范围内实现了网络自愈功能，所谓自愈是指网络发生故障时，无需人为干预，网络就能在极短时间内（ITU-T规定在50ms以内），从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户几乎感觉不到网络出了故障。自愈的基本原理是网络必须具备发现替代的传输路由并重新建立通信的能力。目前，SDH自愈环中最常用的是二纤单向通道保护环和二纤双向复用段保护环［1］。其中两纤单向通道保护环倒换时间最短，倒换原理简单，适合于电力系统通信使用。选择155M的SDH传输平台组成光纤自愈环网的方式，使用两纤单向通道保护环结构，称为PP环［2］。采用“双发选收”的方式，在时隙插入时，通道业务信号同时馈入工作通道和保护通道。分出时，同时收到保护通道和工作通道上的两个通道信号，按信号的优劣来选择一路作为分路信号，实现快速倒换，当工作通道出现问题时自动倒换到保护通道上。采用这种方式提高了网络通信的实时性、可靠性及安全性，很适合电力系统通信使用。
华光潭水电站生产区光纤通信网络统一设计采用基于SDH设备的光纤环形网（两纤单向通道保护环），4个站点均部署一套SDH设备作为组网核心设备，根据地理位置建设构成二级站-二级坝-一级坝-一级站-二级站的一个环网。所在站点的各业务系统首先汇聚接入SDH设备，SDH设备之间通过光纤链路构建的环网实现所有信息通信和数据交换。华光潭水电站生产区光纤通信网络改造后拓扑图如图1所示。
2.1 光纤链路调整
取消原各业务系统的单独光纤链路通道，按图1中所示配置，各站点相互之间只需保留一条光纤链路（2芯）即可实现SDH设备组建环网，大大减少对光纤链路的使用。其中一、二级电站之间保留原有OPGW光缆，一级坝区与一级电站之间采用ADSS光缆，一级坝与二级坝租用运营商光缆，二级坝与二级站租用运营商光缆。
2.2 站点硬件设备构成
根据环网设计要求，一级坝、一级站、二级坝作为终端各配置一套SDH设备、一套PCM设备、一台汇聚交换机接入业务系统，二级站作为中心管理站配置一套SDH设备、三套PCM设备、一台汇聚交换机和一台管理终端。
SDH作为整个网络核心设备，具备光口、网口、2M E1接口等，光口负责SDH之间互联形成光环网，网口负责接入交换机等网络设备组建网络结构，2M E1口负责接入PCM设备实现话音通信。对汇聚交换机进行VLAN划分，在不改变各业务系统IP地址网段的情况下接入所在站点的信息业务系统，包括：内部局域网系统、工业电视系统、大坝自动化观测系统、后边坡监测系统、电能量采集系统等。PCM设备负责接入所在站点所有通信话音设备。
2.3 SDH设备配置
根据环网结构设计原则，同时结合电站生产区各业务系统的实际情况，对SDH设备进行相应网络路由配置。
SDH环网逻辑路由配置见下图2。
2.3.2SDH功能配置
（1）相邻各站点SDH配置光口互联形成环网结构，光通道传输容量为155M bit/s，二级站作为中心管理站点，因此将二级站作为中心网元配置业务，其余三网元作为远端站分别按顺时针方向取线路时钟；
（2）SDH通过创建以太环网，共配置了两路互连型网络通道，其中一路用于汇聚交换机组网传输局域网系统、工业电视系统、大坝自动化观测系统、后边坡监测系统、电能量采集系统等系统数据；另一路用于构建计算机监控系统网络，实现各站点的数据采集，并与主站实现信息通讯；
（3）SDH以中心网元二级站作为源端，其余三网元为宿端，共配置了三路2M E1链路，E1口分别与PCM 2M E1口互联，实现各站点通信话路接入，全网通讯。
2.3.3网元管理系统
二级站作为整个光纤通信网络的中心管理站配置一套网元管理系统，负责全网SDH管理监控和通道带宽调配等。SDH网管系统具备对全网SDH设备的实时管理，并在中心管理站具备对各站点的光通道、网盘结构及带宽、2M时隙进行调配等功能。SDH网管系统图形化界面友好、操作简单方便、故障定位能力强，为日常维护管理工作带来了极大的便利。
3 华光潭水电站光纤环网的成果体现
基于SDH系统环网结构，占用光纤资源极少，新增业务不需要增加光纤链路成本；
基于SDH的环网结构，每个站点均有2个传输方向，当任一方向的光缆中断时仍可实现保护，保障业务向环网的另一方向进行传输而不中断，不影响任何信息通信和数据交互，提高了通信网络的稳定性、可靠性；
配置网管系统，实现全网实时监视控制、管理维护、故障定位等，为日常工作节省人力和物力。
4 结束语
华光潭水电站生产区光纤通信网络自升级改造完成一年多来，整个网络运行可靠稳定，管理维护方便，未发生过站点通信网络中断故障现象。光纤环网结构的设计，提高了整个通信网络的可靠性、安全性，为华光潭水电站科学安全稳定运行提供了可靠保障。
参考文献：
[1] 张翠芳，朱莉娟，钱学荣. SDH网中二纤单向通道保护环的自愈功能及应用.电信技术，2002(03):68-69
[2] 王志进. 光纤SDH自愈环网的组建.农村电气化，2007(04):28-29
作者简介：
傅水祥fushuixiang(1987-)，男，浙江绍兴人，助理工程师，浙江浙能水电管理有限公司从事水电站自动化及信息通信维护管理工作，联系方式15167180091，邮箱fsx198762@sina.com。
论文作者:傅水祥
论文发表刊物:《电力设备》2016年第10期
论文发表时间:2016/7/25
标签：光纤论文; 系统论文; 电站论文; 通道论文; 通信网络论文; 潭水论文; 环网论文; 《电力设备》2016年第10期论文;