0 引言

電力通信網(wǎng)是實現(xiàn)電網(wǎng)自動化、信息化、智能化的基礎(chǔ)性支撐手段,承載著重要的電網(wǎng)生產(chǎn)控制類業(yè)務(wù)及管理信息類業(yè)務(wù),涉及電網(wǎng)運行的各個環(huán)節(jié)^[1-3]。

當(dāng)前隨著電網(wǎng)建設(shè)的增速,500 kV和220 kV網(wǎng)架頻繁改動,造成了省級骨干網(wǎng)絡(luò)隨時面臨開環(huán)運行的局面,尤其是核心環(huán)上重要光纜斷面進行檢修或搶修時,中斷的光路級別高、數(shù)量大,影響的業(yè)務(wù)重要性高、范圍廣^[4]。相較于逐條割接受影響業(yè)務(wù)耗時長、工作量大,迂回光路可以快速、有效的恢復(fù)受影響業(yè)務(wù)。目前與電網(wǎng)運行生產(chǎn)密切相關(guān)的線路繼電保護、安控通道、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)等調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務(wù)主要承載于SDH網(wǎng)絡(luò)上^[5]。根據(jù)應(yīng)急處置總體原則,遵循“先國網(wǎng)、后省網(wǎng);先生產(chǎn),后行政;先主干,后支線;先搶通,后修復(fù)”的原則,盡可能組織迂回電路恢復(fù)重要生產(chǎn)電路,防止發(fā)生由于通信原因而引起的電網(wǎng)事故。

SDH光路迂回目前主要通過利用不同路由的光纜資源實現(xiàn),但是光纜資源部分缺乏,通常途徑的跳接點多,加大了光路傳輸損耗,不利于SDH光路的迂回。通過OTN網(wǎng)絡(luò)可以方便、快速地將SDH網(wǎng)絡(luò)中中斷的光路進行迂回導(dǎo)通,從邏輯上恢復(fù)SDH的環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù),可以有效減小檢修和搶修工作對主干SDH光纖網(wǎng)絡(luò)的影響,降低光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)運行的安全隱患^[6]。

 1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

河南省級骨干傳輸網(wǎng)按省網(wǎng)A平面（SW-A）、省網(wǎng)B平面（SW-B）雙平面架構(gòu)建設(shè),兩個傳輸平面相互獨立,生產(chǎn)控制類業(yè)務(wù)承載以SW-A平面為主,管理信息類業(yè)務(wù)承載以SW-B平面為主^[5]。SW-A平面采用SDH技術(shù)體制,包括省網(wǎng)ECI 10 Gbit/s 核心環(huán)網(wǎng)、省網(wǎng)華為10 Gbit/s核心環(huán)網(wǎng)和周邊若干個2.5 Gbit/s骨干環(huán)網(wǎng),SW-B平面采用OTN技術(shù)體制,構(gòu)建40×10 Gbit/s大容量傳輸系統(tǒng),覆蓋省公司（含東區(qū)辦公樓）、洛陽公司（備調(diào)）、其他16 個地市公司（不含鄭州）、環(huán)網(wǎng)路徑上的23個500 kV變電站（鄭州、祥符、莊周、香山、白河、湛河、邵陵、周口、花都、嵖岈、浉河、塔鋪、倉頡、洹安、獲嘉、竹賢、濟源、牡丹、陜州、獲嘉、嵩山、官渡、朝歌）,主干環(huán)網(wǎng)共分為5個子環(huán)網(wǎng)。其中省公司（含東區(qū)辦公樓）、洛陽公司（備調(diào)）、16個地市公司（不含鄭州）通過兩點或雙鏈路就近接入主干環(huán)網(wǎng),其中安陽、鶴壁、濮陽、焦作、開封、商丘、許昌、漯河、周口、駐馬店、信陽、白河和三門峽13個地市公司至接入點、浉河變至嵖岈變、嵖岈變至邵陵變和周口變至邵陵變區(qū)段采用光層1+1保護,省公司西區(qū)至省公司東區(qū)業(yè)務(wù)采用電層子網(wǎng)連接保護^[7],網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲如圖1所示。

圖1 省網(wǎng)OTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲Fig.1 The network topology of Henan province OTN networks for electric power system

河南省電力通信網(wǎng)的OTN網(wǎng)絡(luò)為40×10 Gbit/s大容量傳輸系統(tǒng),使用OTN網(wǎng)絡(luò)迂回SDH光路只需占用少數(shù)波道,且主干環(huán)使用河南電力500 kV主網(wǎng)架環(huán)上的光纜資源,當(dāng)對其中一段光纜或光纜上承載的光路進行檢修或搶修時,可以有效將承載有生產(chǎn)控制類業(yè)務(wù)的一、二、三級SDH網(wǎng)絡(luò)光路復(fù)用進河南電力OTN網(wǎng)絡(luò)主干環(huán)進行迂回恢復(fù),有效減少業(yè)務(wù)中斷時間,縮小電力傳輸網(wǎng)絡(luò)受影響范圍。

 2 技術(shù)方案

鄭州變至香山變光纜是省網(wǎng)光纜網(wǎng)架的重要斷面,因為該段光纜承載多條重要光路,且業(yè)務(wù)較多,故對應(yīng)急搶通時長提出了較高的要求。以鄭州至香山段光纜為例,對OTN迂回方式進行分析。

2.1 預(yù)留備用波道實現(xiàn)光路迂回

SDH通過OTN系統(tǒng)進行迂回,通常是開通一個專屬波道,為兩站點提供另一條路由的光路實現(xiàn)迂回。該種方式需要前往途經(jīng)的各個站點進行波道的跳接,僅能在端站點上下業(yè)務(wù),為開斷光纜提供專屬迂回通道。在實際工作中,如果迂回路徑途經(jīng)站點較多,會增加人力和時間的投入,并且波道被占用,再次使用還需重新跳纖,靈活性較低。

為提升波道的利用率,降低工作復(fù)雜度,在OTN系統(tǒng)的每2個相鄰節(jié)點之間,均開通一個備用波道,使該波道在每個站點都能進行電交叉,在每個站點將SDH設(shè)備與OTN系統(tǒng)相連,如圖2所示。在OTN的相應(yīng)環(huán)網(wǎng)中,通過交叉連接,可配置任意2個節(jié)點之間的光路^[8-10]。

圖2 SDH與OTN連接Fig.2 The connection between SDH and OTN

河南省500 kV站點內(nèi)配置有一級、二級、三級通信網(wǎng)的相應(yīng)設(shè)備,在主干傳輸通道上一般為SDH的10 G或2.5 G光路,為充分利用OTN的承載能力,開通3個備用波道,最高可提供30 G的傳輸容量。SDH的10 G光路連接至OTN的CQ2板卡,SDH的2.5 G光路連接至OTN的CH1板卡,在每個站點OTN的電子架內(nèi)實現(xiàn)大顆粒業(yè)務(wù)的交叉連接^[11-13]。光板連接如圖3所示。

圖3 SDH與OTN光板連接Fig.3 The connection between SDH optical line board and OTN optical line board

備用波道是該環(huán)網(wǎng)的共享波道,處于預(yù)留狀態(tài),需要對某段光路進行應(yīng)急搶通或檢修工作中需要開斷光纜時,再進行實時波道配置,開通相應(yīng)節(jié)點之間的迂回光路。當(dāng)發(fā)生某個SDH光路纖芯中斷故障時,可將SDH光路調(diào)整至同路由的OTN系統(tǒng);當(dāng)檢修工作中需要開斷光纜時,可將該段光纜承載的所有SDH光路通過OTN系統(tǒng)的其他路由進行迂回^[14-15]。香山至鄭州段光纜承載的光路及迂回措施見表1所列。

表1 香山至鄭州段光纜承載的光路及迂回措施Tab.1 The roundabout measures for the optical channels on the optical cable between Xiangshan substation and Zhengzhou substation

2.2 光切換裝置實現(xiàn)光路自動倒換

通過預(yù)留備用波道可實時配置環(huán)網(wǎng)中任意兩節(jié)點間的光路,但SDH光路與OTN的站內(nèi)對接還需人員前往現(xiàn)場進行跳纖,工作量較大、耗時較長,嚴(yán)重影響了光路搶通時間。通過一種光切換裝置,可實現(xiàn)SDH光路與OTN系統(tǒng)迂回光路的自動倒換,SDH自動迂回連接如圖4所示。

圖4 SDH自動迂回連接Fig.4 The connection diagram for SDH optical channel automatic roundabout

當(dāng)主用光路中斷時,根據(jù)迂回方案,在OTN網(wǎng)管側(cè)將備用波道進行配置,待迂回路由的通道建立后,遠程將光路切換到OTN迂回通道。整個過程僅需根據(jù)預(yù)制方案在網(wǎng)管側(cè)配置通道,再將光路遠程切換后即可實現(xiàn)搶通。通過自動倒換不需人員前往現(xiàn)場,大幅縮短了光路中斷時間。

待中斷光路恢復(fù)后,可通過光切換裝置將SDH光路倒換回原路徑。因為光切換裝置的倒換時間小于50 ms,故迂回方式恢復(fù)時可避免業(yè)務(wù)的再次中斷,減少了工作流程,降低了工作復(fù)雜度。

 3 經(jīng)濟效益及可靠性分析

采用OTN系統(tǒng)進行SDH光路的迂回,相比于傳統(tǒng)的光纖迂回、光路對接迂回方式極大縮短了中斷搶通時間。以鄭香段光纜為例,其承載的國網(wǎng)ECI 2.5 G光路由于OPGW光纜纖芯問題造成中斷時,因不具備立即修復(fù)的條件,且無備用纖芯可用,只能通過省網(wǎng)ECI SDH光傳輸系統(tǒng)進行緊急迂回。綜合制定方案的時間、光板及工具的準(zhǔn)備時間、搶修人員前往站點的時間、現(xiàn)場作業(yè)與網(wǎng)管配置時間,共耗時近5 h才將光路搶通。

采用OTN系統(tǒng)進行迂回,在確認故障后,根據(jù)既定迂回方案,在網(wǎng)管側(cè)將OTN備用波道配置為迂回通道,并遠程將主用光路切換至迂回光路,搶通過程僅需不到半個小時,遠小于傳統(tǒng)迂回方式的耗時。

傳統(tǒng)迂回方式中需要協(xié)調(diào)人員、車輛,受客觀因素影響較大,且備纖狀態(tài)、光板性能等需要到現(xiàn)場進行二次確認,方案中的風(fēng)險點較多,可能會對故障搶通時間造成影響。而采用OTN的迂回方式,由于光切換裝置與OTN系統(tǒng)的性能均有相應(yīng)網(wǎng)管進行實時監(jiān)控,可有效保證迂回通道的性能,提高故障搶修的可靠性。

目前河南省網(wǎng)僅省調(diào)與鄭州變配置有光切換裝置,對出口光纜進行保護,若按本方案進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,將配置OTN設(shè)備的其余22個站點全部增加光切換裝置,造價估算需要200萬的資金,后期僅需加強各套設(shè)備的維護。利用OTN迂回方式,可大幅降低應(yīng)急搶通與檢修工作的資金投入,關(guān)鍵能提升工作的可靠性,防止意外情況造成電網(wǎng)事故引發(fā)重大損失。

通過綜合對比,得出采用OTN系統(tǒng)的迂回方式相較于傳統(tǒng)方式有更高的可靠性與顯著的經(jīng)濟效益。

 4 結(jié)語

本文基于電力骨干通信網(wǎng)的應(yīng)急搶通與光纜開斷檢修工作,結(jié)合實際情況,詳細論述了SDH光路通過OTN系統(tǒng)的迂回方案,提出了預(yù)留備用波道與遠程自動切換裝置的技術(shù)方案,將光路迂回工作實現(xiàn)遠程控制,無需人員前往現(xiàn)場。本方案大幅降低了光路迂回作業(yè)時間,降低了光纜運維成本,增加了安全與可靠性,并提升了通信運維的自動化水平,實現(xiàn)了精益運維的目標(biāo),保障了電網(wǎng)的安全生產(chǎn)與穩(wěn)定運行。