浅析电力通信网光纤保护通道

浅析电力通信网光纤保护通道黄丽妍吕国远（天津电力通信分公司天津300010）AnalysisonOpticalProtectionChannelinPowerCommunicationNetworkHUANGLi-yan,LUGuo-yuan（TianjinPowerTelecommunicationCompany,Tianjin300010,China）Abstract:Thearticlebrieflyintroducesthepresentsituationoftheopticalprotectionchannelinpowercommunicationnetwork,andanalysesthetransmissiondelayofSDHbyexperiment.Itisverifiedthatthefourrouteswhichconstructedintheexperimentcanmeetthedemandofrelayprotection,anditisproposedtoabandontheself-healingringofSDH.Keywords:opticalfibercommunication;SDH;protectionchannel摘要：文章简要介绍了电力通信网光纤保护通道的现状；通过实验，对SDH传输时延进行了测试和分析，证实了实验所构建的四条路由均满足继电保护对通信通道的要求，同时也提出了弃用SDH自愈环的建议。关键词：光纤通信；SDH；保护通道引言通信的两个重要指标是有效性和可靠性，由于继电保护对电力系统的安全有着至关重要的影响，给通信专业提出了更高的要求：在保证传码率和误码率的同时，对通道的时延也有着严格的要求。本文通过实验证实了所构建的四条路由满足继电保护对通信通道的要求，也提出了弃用SDH自愈功能的建议。1电力通信网光纤保护通道现状继电保护系统是保证现代电网安全稳定运行的重要手段，继电保护信号在通信专网中的传输，增加了电力系统一次设备对通信专网的依赖，也是对电力通信网的运行和管理工作的考验，因此继电保护业务是电力通信最重要的业务之一，我国现有的光纤保护通道方式有两种：专用保护和复用保护。1.1专用保护通道专用保护通道[1]方式所采用的是两端的保护装置直接通过光纤连接，不经过任何复接设备的通道方式，如图1所示。这种方式传输全程为光信号，抗电磁干扰能力强，系统构成简单，环节较少，故障处理容易，但纤芯利用率太低，且受传输距离约束[2]。图1专用保护通道方式1.2复用保护通道光纤复用保护通道的纤芯利用率大大提高，而综合成本却有可能比专用纤芯方式低，因为对于长距离传输不需要光放大器。根据传输速率的不同，复用保护通道分为64Kbps数字通道（如图2）和2Mbps数字通道（如图3）。A站保护装置B站保护装置光发光发光收光收图264Kbps复用保护通道方式图32Mbps复用保护通道方式由于64Kbps复用通道较2Mbps通道环节多，成本控制、可靠性和故障处理都不及2M通道理想，目前天津电力通信网的保护通道以专用保护和2Mbps复用保护通道的1+1备份为主。2复用保护通道时延的实验研究2.1实验目的本次实验的目的是检验天津电力传输网2M通道的极端长路由的时延是否满足继电保护业务对通信通道的要求。2.2实验设备SDH设备采用ECIXDM-500和ECIXDM-1000，测试设备采用2M测试仪，型号为：ACTERNAEDT-135。2.3测试方案通过搭建4条不同路由的2M通道，远端时隙软件环回，近端挂表的方法测试时延。2M通道路由描述如下：A路由：仪表----通信公司----新楼环三（环回点）B路由：仪表----通信公司----新楼环三（2M硬件转）新楼环一……9个变电站……海光寺（环回点）C路由：仪表----通信公司---新楼环三（2M时隙转）新楼环一……9个变电站……海光寺（环回点）D路由：仪表----通信公司---新楼环三……15个变电站……白庙（环回点）其中B和C路由完全一致，B路由的新楼环三和新楼环一之间采用2M硬件还回，而C路由采用时隙转接的方式。2.4测试数据经过多次测试取平均值，记录4条通道双向时延数据，见表1。表1双向时延测试结果路由A路由B路由C路由D路由2M双向时延TA=304usTB=2344usTC=2221usTD=5307us2.4.12M单向时延A路由2M单向时延=TA/2=152usB路由2M单向时延=TB/2=1172usC路由2M单向时延=TC/2=1110.5usD路由2M单向时延=TD/2=2653.5us2.4.22M时隙上下2M单向时延T0=（TB-TC）/4=30.75us2.4.32M时隙通过网元的时延T1=(TC/2－T0)/13=83us2.4.4以T0、T1为基础计算D路由的2M双向时延TFTF=（T0+T1*18）*2=3050usTF与实际测量值TD（5307us）相差很远，由于D物理路由长，此时物理光路产生的时延也应考虑。2.5实验分析按照ITU-T的规定[3]，两用户之间的单向传输时延在0—150ms内是可以接受的，但某些电力信息对传输延时的要求非常高，且对传输时延的变化较为敏感，保护信号就是其中之一。对于保护通道的时延可以从两方面描述：第一是时延时间长度的要求，时延保护装置保护装置光电接口光电接口SDHSDHA站B站保护装置保护装置光电接口光电接口PCMPCMSDHSDHA站B站过长会影响继电保护动作的速度，通道时延对动作速度的影响至少是累加的，对某些线路纵差保护的影响甚至是两倍的累加，保护设备在特定时间内没有接到信号就可能发生拒动或误动，威胁电网的安全稳定运行，本文讨论的正是时延时间的长度；第二是时延一致性的要求，现有的所有线路纵差保护都要求通道双向时延一致，时延不一致会影响两侧线路纵差保护装置之间的同步，造成计算得到的差流同实际差流不同，从而影响保护的安全性[4]。从实验结果可以看出，天津电力传输网极端长路由的双向时延是5307us，单向时延是2653.5us，对于数字信号，现阶段要求主保护信息的传输时延[5]≤5ms，可以看出实验中的路由D满足继电保护时延时间长度的要求。然而对于带有倒换环的光纤保护通道，为保证继电保护信号倒换前后的时延均满足要求，不仅要求通道的传输时延，还需测试光缆发生故障倒换至保护路由全过程的时延。保护机理的原因，在此可能出现收发路由不一致的现象。只有当所有测试结果均满足时延要求，才能断定光纤网络传输时延满足要求。由于纵差保护装置厂家比较多，在保护装置的通信接口方面没有完全统一的标准，各个厂家的装置对通信通道的时延不对称性要求不尽相同，装置同步算法因保护型号而异，SDH的倒换方式因自愈环的保护机理而异，因此光缆发生故障时，对于带有倒换环的保护通道的时延要因情况而定，其能否满足要求有待考证。因此，通信专业为了保证保护装置的完美运行，应慎用SDH环网的保护，可以考虑弃用SDH环网的自愈功能，采用完全独立的物理双通道。3结束语目前电力光纤保护在国内绝大部分地区得到广泛使用，成为电力生产中的重要环节，对电网的安全、稳定、经济运行起着不可忽视的作用。光纤SDH复用传输通道使得线路保护的通道可靠性大大提高，同时也应注意光纤通信系统保护机制的合理应用，努力将危害电网安全的一切潜在因素消灭在萌芽之中，为继电保护信息的快速准确传送提供稳定可靠的通道。参考文献[1]高会生,孙逸群,冉静学.电力光纤保护通道安全风险评估指标的研究[J].继电器,2007,35:61-65.[2]王强.SDH光纤继电保护通道的测试与应用[J].电力系统通信,2007,28(176):24-25.[3]张文瀚.SDH光纤自愈环网传输延时的分析及解决[J].电信科学,2004:59-62.[4]高鹏,陈新南,陆明,金华锋.南方电网SDH光纤通信环网继电保护通道分析[J].南方电网技术,2007,1:43-48.[5]丁慧霞,陈希,张畅.光纤继电保护通道的测试方法研究[J].电力系统通信,2007,28(176):1-4.作者简介：黄丽妍（1982-），女，天津，硕士研究生，工程师，研究方向为电力系统通信网。吕国远（1978-），男，天津，本科，工程师，研究方向为电力系统通信网。