第一篇：在電力系統應用SDH研究論文

摘要：近年來，隨著我國電網規模的不斷擴大，對電力系統通信網絡的可靠性和靈活性、自愈性提出了更高的要求。文章結合筆者自身的工作經驗，分析了我國光通信網絡的發展現狀，并從SDH光纖通信網絡的應用、優化和升級三個方面，分析了電力SDH光纖通信網絡在電力系統中的應用。

關鍵詞：電力；SDH光纖通信；網絡組網優化

1我國電力光通訊網絡的現狀分析

1.1SDH在電力系統通信網絡中的推廣和應用

電力通信網絡包含的內容比較多，一般其所包含的業務比較復雜，例如有：視頻會議電話系統、計費和計量相關信息、穩定安全運行系統和裝置、調度語音電話、變電站的各類自動化服務信息、行政語音電話以及繼電保護信息等。每一種不同的業務在光纖網絡中所對應的自愈方式、寬帶、誤碼率等等都不同。就目前狀況來看，因為傳統的PDH在實現網絡自動化，促進發展方面需要較多的背靠背設備，具有一定的繁瑣性，所以其逐漸被分片的SDH取代。SDH在促進通信網路發展方面具有較大的作用，其提取的信號比較多，并且能夠通過自身的優勢節省較多的設備，為促進網絡通信發展提供了有效的作用，因此得到了不斷的推廣和應用。

1.2電力SDH光纖通信網的發展普遍滯后于電網發展

目前，我國電網運用量不斷加強，運行規模逐步擴大，SDH光纖的發展相對來說并不超前，并且施工基本是分批次進行的，所以通信網絡的機構和路徑都受到了一定的制約。隨著電網的技術不斷加強，規模不斷加大，SDH的運行也逐漸復雜化，相關裝置對電網的傳輸延時、可靠性等都提出了較高的要求。同時，我國的SDH系統也逐漸出現了穩定性不強、運行狀況不佳、結構不合理、擴展性不高以及管理不健全等問題。因此，在對目前現有的通信特點和網絡運行框架分析的同時，對SDH光纖進行結構優化和系統健全管理成為了其發展的需求。

2電力SDH光纖通信網絡的組網優化

2.1現有電力系統通信網絡的特性

分析電力系統通信網絡主要是用來為系統的調度和生產服務，因為各種調度信息不斷發生著變化，所以SDH的業務流量也不斷進行著改變，要想對網絡結構進行分析，首先要對通信系統的特征進行分析。其特征總結為以下幾點：①電力系統的站點較多、密度較大。因為網絡傳輸的信息量較大，所以要確保在24h之內不間斷地運行。②因為電力系統是和國民生活相關聯的，所以電力通信系統所發出來的信息對于系統安全運用有重要的作用。其行業特點決定其要有較高的可靠性。③基于電力系統的后期發展來說，要盡量促使電力通信網絡的配置和框架結構靈活，為后期結構調整做好充分的保障。④很多光纖通信是實行的無人值班工作，所以對其信息化程度具有較高的需求。

2.2電力SDH光纖通信網路的應用

2.2.1需要具備良好的自愈能力和可靠性

所謂自愈能力是指在光纖正常運行過程中，如果發生突然中斷以及難以連接等故障，光纖網絡可以進行自動倒換保護，自動排除故障，維護現有業務的正常運行，SDH光纖能夠通過自愈能力實現網絡的正常運行，在實施自動保護過程中，其設置可以分為單雙向通道實施，具體可以通過子網連接保護、單雙復用段保護、1：N保護、1+1保護等模式。在SDH網絡拓撲中常見的有五種結構，分別有樹形、鏈形、網孔形、星形、環形，其中環形和鏈形較為常用。而我國常用的結構為環形結構，這種結構既能確保高可靠性，又能很好的實現自愈功能。在具體的應用過程中，SDH光纖的芯數有四芯和兩芯，一般地市級通信網絡通常使用兩芯，既能節省成本，又能確保業務正常運轉，并且在運行中往往采用兩芯SDH光纖構建二纖單項通道。SDH二纖單向通道倒換環如圖1（a）、（b）所示。如圖1，利用兩根光纖構成P1和SI，PI是保護裝備，SI是傳輸信號的主環，兩者的業務方向相反，通過“單端橋接、末端倒換”的結構，實現“并發選收”的功能，可以優先選擇兩者中信號較好的進行接收。如圖1（a）所示，信號AC從A端饋入，經S1環順時針方向傳送，經P1環逆時針方向傳送，接收端C選取S1環與P1環送來的信號較好的一路接收。如圖1（b）所示，一旦B、C之間出現故障，無法連接，那么經過S1傳送出來的AC信號就無法有效傳出，那么，倒換開關就會自動從S1切換到P1，信號就會從P1經過傳送AC信號，能夠保證正常的網絡運行。就是通過這種雙向備用的網絡模式，能夠及時的排除網絡故障，確保光纖網絡的正常運行，實現網絡的自愈。

2.2.2SDH網絡分層結構的優化

我國“十五”規劃對電力通信做出了新的要求，要求采用兩級調度體制，并且由500kV和220kV變電站進行負責，110kV變電站由各區負責，實現了三層網絡結構，集控中心將各地調550kV變電站組成核心層；各區220kV變電站組成匯聚層；110kV變電站組成接入層。其中110kV接入層進行業務接入然后傳入匯聚層，再由匯聚層傳送到核心層，核心層進行統一調度。這種三層網絡結構可以有效的實現網絡業務上的分層管理，是二級管理的集中體現。伴隨著網絡傳送技術的進一步發展，電力通信網絡主要呈現中心式的發展特征，主要由上級中心層向下級周邊區進行推進。而SDH網絡技術也朝著扁平化模式發展，也就是將這種模式逐漸融入到接入層和匯聚層中。因此，對SDH網絡進行不斷優化，能夠進一步的實現信息的集中化、整合化，實現網絡結構的扁平化發展模式，便于網絡業務的迅速開展和集中調度，實現網絡的良好運行和管理。網絡核心層主要包括通信樞紐、通信中心、通信節點、備用通信中心，網絡在接入通信點時，要根據所屬業務范圍，接入就近的業務通信點。而接入層具有匯聚和接入的兩種功能，不僅可以將各個節點的業務進行整合，而且能夠接入通信業務，實現資源的有效整合。

2.2.3SDH光纖通信網絡的升級

SDH光纖通信設備主要有兩種升級方式，一種是容量的升級，例如：將系統容量從STM-1升級到STM-4或STM-16。另一種是網絡拓撲升級，例如：可以對節電設備進行升級，將其復用器由原先的終端性改為上下分插或數字交叉連接，這樣能夠實現光纖網絡的升級，而且能夠提高使用效率。

3結語

隨著科技的不斷創新，電力通信技術不斷發展，新技術的發展必然會促進設備的優化和更新，對電力系統的探索也永不止步。本文對SDH在電力系統中的應用進行分析和探究，談了相關發展，并針對其發展中存在的問題進行分析，找出一系列解決對策，同時對組網方式配置、板卡有線等問題進行了探究，最后提出了SDH光纖設備的升級和優化技術。

參考文獻：

[1]梁芝賢,穆國強.SDH網絡的優化與改造[J].電力系統通信,2007,(174).[2]朱文甫.電力SDH通信網的自愈模型構建及仿真實現[D].北京:北京郵電大學,2013.

第二篇：SDH在電力系統的應用

目錄

摘要..........................................................................................................................................................2 1.SDH技術的敘述.................................................................................................................................3 1.1 SDH的概念...................................................................................................................................3 1.2 SDH的產生背景...........................................................................................................................3 1.3 SDH的傳輸原理...........................................................................................................................3 1.4 SDH的特點...................................................................................................................................4 2.SDH各個組成......................................................................................................................................6 2.1 SDH的幀結構...............................................................................................................................6 2.2 SDH信息基本單元.......................................................................................................................7 2.3 SDH的復用...................................................................................................................................7 2.4我國制定的復用結構....................................................................................................................9 2.5 SDH的映射原理...........................................................................................................................9 2.6 SDH的網同步.............................................................................................................................11 3 SDH在電力系統中的應用及保護....................................................................................................13 3.1 SDH技術在電力系統應用.........................................................................................................13 3.2 SDH在電力系統中的典型應用.................................................................................................13 3.3 SDH在電力系統中的保護.........................................................................................................15 結束語....................................................................................................................................................19 致謝........................................................................................................................................................20 參考文獻................................................................................................................................................21SDH在電力系統的應用

摘要

信息網絡是信息社會的重要支撐。在同一網絡平臺上傳輸各種業務，減少網絡建設和運營費用，是21世紀通信發展的重要方向。為適應電力體制改革，加快電網智能化建設的步伐，電力通信網的規劃建設也正朝著這一方向努力發展。但是，怎樣保證電網調度通信業務在這個網絡平臺上滿足可用性及可靠性傳輸，是目前各級電力通信的技術管理部門積極研究的課題，也是國內外設備制造廠商關注的焦點。對于電力系統通信的技術管理部門而言，怎樣科學、合理地運用公網設備解決電力通信網的業務傳輸，既要滿足公網業務和專網特種業務的要求，又要降低投資成本，有多種解決方式。隨著電網建設的不斷發展，電網企業正實施“三化一流”的發展戰略，其中最主要的一項發展戰略是推行主業現代化。推行主業現代化，就是要以電網為核心，實施統一規劃、建設、調度、管理和核算，實現電網運營現代化。以轉換經營機制為核心，創造良好的企業形象和先進的經濟指標，實現電網管理現代化。以加快信息資源的開發與利用為核心，建設技術先進、安全可靠、適應電力市場需求的信息網絡體系。而傳輸系統是信息網絡體系的基礎平臺，因此作為目前傳輸系統的關鍵技術：SDH的傳輸，當然也就成為是電力系統信息技術應用的關鍵因素，并且已經成為電力系統信息化極其重要的組成部份。大多數電力生產信息、管理信息及調度信息均需通過SDH的傳輸網絡進行傳輸。

關鍵詞：SDH；電力系統；

1.SDH技術的敘述

1.1 SDH的概念

SDH（Synchronous Digital Hierarchy,同步數字體系）是一種將復接，線路傳輸及交換功能融為一體，并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡，是美國貝爾通信技術所提出來的同步光網絡（SONET），國際電話電報咨詢員會（CCITT）(現ITU-T)于1988年接受了SONET概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛星傳輸的通用技術體制，它可實現網絡有效管理，實時業務監控。動態網絡維護，不同設備間的互通等多項功能，能大大提高網絡資源利用率，降低管理及維護費，實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發展和應用的熱點，受到人們的廣泛重視。

1.2 SDH的產生背景

SDH技術的誕生有其必然性，隨著通信的發展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字，數據，圖像和視頻等，加之通信和計算機的發展，在70至80年代，陸續出現了T1(DS1)/E1載波系統（1.544、2.048Mbps）X25幀中繼、ISDN（綜合業務數字網）和FDDI(光纖分布式數據接口)等多種網絡技術，隨著信息社會的到來，人們希望現代信息傳輸網絡能快速。經濟、有效地提供各種電路和業務，而上述網絡技術由于其業務的單調性，擴展的復雜性，帶寬的局限性，僅在原有內修改或完善已無濟于事，SDH就是在這種下發展起來的。在各種寬帶光纖接入網技術中，了解SDH技術的接入 網系統是應用是普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨干網和用戶業務需專業課的發展，而產生了用戶與核心網之間的接入瓶頸的問題，同時提高了傳輸網上大量帶寬的利用率，SDH技術自從90年代引入以來，至今已以是一種成熟。標準的技術，在骨干網中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網中應用可以將SDH技術核心網中的巨大帶寬優勢和技術優勢帶入接入網領域，充分利用SDH同步復用，標準化的光接口。強大的網管能力，靈活網絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網的建設發展中長期受益。

1.3 SDH的傳輸原理

SDH采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊STM－N（Synchronous Transport，N=1，4，16，64），最基本的模塊為STM－1，四個STM－1同步復用構成STM－4，16個STM－1或四個 STM－4同步復用構成STM－16，四個STM－16同步復用構成STM－64，甚至四個STM－64同步復用構成STM－256；SDH采用塊狀的幀結構來承載信息，每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節組成，每個字節含8bit，整個幀結構分成段開銷（Section OverHead，SOH）區、STM－N凈負荷區和管理單元指針（AU PTR）區三個區域，其中段開銷區主要用于網絡的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，它又分為再生段開銷（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和復用段開銷（Multiplex Section

OverHead，MSOH）；凈負荷區用于存放真正用于信息業務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節；管理單元指針用來指示凈負荷區內的信息首字節在STM－N幀內的準確位置以便接收時能正確分離凈負荷。SDH的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸，每幀傳輸時間為125μs，每秒傳輸1/125×1000000幀，對STM－1而言每幀字節為8bit×（9×270×1）=19440bit，則STM－1的傳輸速率為19440×8000=155.520Mbit/s；而STM－4的傳輸速率為4×155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM－16的傳輸速率為16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit/s。

SDH傳輸業務信號時各種業務信號要進入SDH的幀都要經過映射、定位和復用三個步驟：映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器（C），再加入通道開銷（POH）形成虛容器（VC）的過程，幀相位發生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TU PTR）或管理單元指針（AU PTR）的功能來實現；復用的概念比較簡單，復用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層，或把多個高階通道層信號適配進復用層的過程。復用也就是通過字節交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程，由于經過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復用過程是同步復用復用原理與數據的串并變換相類似。

1.4 SDH的特點

（1）SDH傳輸系統在國際上有統一的幀結構，數字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網管系統互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現有的PDH完全兼容，并容納各種新的業務信號，形成了全球統一的數字傳輸體制標準，提高了網絡的可靠性；

（2）SDH接入系統的不同等級的碼流在幀結構凈負荷區內的排列非常有規律，而凈負荷與網絡是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現了一次復用的特性，克服了PDH準同步復用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復用設備，改善了網絡的業務傳送透明性；

（3）由于采用了較先進的分插復用器（ADM）、數字交叉連接（DXC）、網絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因SDH幀結構中安排了信號的5％開銷比特，它的網管功能顯得特別強大，并能統一形成網絡管理系統，為網絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網絡的維管費和生存能力起到了積極作用；

（4）由于SDH有多種網絡拓撲結構，它所組成的網絡非常靈活，它能增強網監，運行管理和自動配置功能，優化了網絡性能，同時也使網絡運行靈活、安全、可靠，使網絡的功能非常齊全和多樣化；

（5）SDH有傳輸和交換的性能，它的系列設備的構成能通過功能塊的自由組合，實現了不同層次和各種拓撲結構的網絡，十分靈活；

（6）SDH并不專屬于某種傳輸介質，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數據率則需用光纖。這一特點表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(HFC)相兼容。

（7）從OSI模型的觀點來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層

有嚴格的限制，便于在SDH上采用各種網絡技術，支持ATM或IP傳輸；

（8）SDH是嚴格同步的，從而保證了整個網絡穩定可靠，誤碼少，且便于復用和調整；

（9）標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現橫向兼容，降低了聯網成本。

2.SDH各個組成

2.1 SDH的幀結構

ITU-T規定了STM-N的幀是以字節（8位）為單位的矩形塊狀幀結構，如圖2-1所示

圖2-1 STM-N 幀結構圖

從上圖看出STM-N的信號是9行×270×N列的幀結構。此處的N與STM-N的N相一致，取值范圍：1，4，16，64??。表示此信號由N個STM-1信號通過字節間插復用而成。由此可知，STM-1信號的幀結構是9行×270列的塊狀幀。由上圖看出，當N個STM-1信號通過字節間插復用成STM-N信號時，僅僅是將STM-1信號的列按字節間插復用，行數恒定為9行。STM-N信號的傳輸也遵循按比特的傳輸方式，信號幀傳輸的原則是：幀結構中的字節（8位）從左到右，從上到下一個字節一個字節（一個比特一個比特）的傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一幀。ITU-T規定對于任何的STM等級，幀頻是8000幀/秒，也就是幀長或幀周期為恒定的125μs。E1 PDH信號的幀頻也是8000幀/秒。需要注意的是，對于任何STM級別幀頻都是8000幀/秒，幀周期的恒定是SDH信號的一大特點。由于幀周期的恒定使STM-N信號的速率有其規律性。例如STM-4的傳輸數速恒定的等于STM-1信號傳輸數速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。而PDH中的8.448Mbit/s信號速率≠2.048Mbit/s信號速率的4倍。SDH信號的這種規律性使高速SDH信號直接分出低速SDH信號成為可能，特別適用于大容量的傳輸情況。從圖2-1中可以看出，STM-N的幀結構由3部分組成：段開銷，包括再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）；管理單元指針（AU-PTR）；信息凈負荷（payload）2.1.1信息凈負荷（payload）

信息凈負荷由STM-N幀傳送的各種業務信號組成。為了實時監測低速業務信號在傳輸過程中是否出錯，在裝載低速信號的過程中加入了監控開銷字節——通道開銷（POH）字節。POH作為信息凈負荷的一部分與業務信號一起裝載在STM-N幀中，在SDH網中傳送。它負責對低速信號進行通道性能監視、管理和控制。

2.1.2段開銷（SOH）

段開銷是為了保證信息凈負荷正常靈活傳送所附加的供網絡運行、管理和維

護（OAM）使用的字節。段開銷又分為再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH），分別對相應的段層進行監控。RSOH和MSOH的區別主要在于監管的范圍不同。舉個簡單的例子，若光纖上傳輸的是STM-16信號，那么，RSOH監控的是STM-16整體的傳輸性能，而MSOH則是監控STM-16信號中每一個STM-1的性能情況。RSOH在STM-N幀中的位置是第一到第三行的第一到第9×N列，共3×9×N個字節。MSOH開銷在STM-N幀中的位置是第5到第9行的第一到第9×N列，共5×9×N個字節。與PDH信號的幀結構相比較，段開銷豐富是SDH信號幀結構的一個重要的特點。2.1.2管理單元指針（AU-PTR）

AU-PTR是用來指示信息凈負荷的第一個字節（起始字節）在STM-N幀內準確位置的指示符，以便信號的接收端能根據這個指針值所指示的位置找到信息凈負荷。管理單元指針位于STM-N幀中第4行的9×N列，共9×N個字節。

2.2 SDH信息基本單元

2.2.1信息容器（C）

信息容器的功能時將常用的PDH信號適配進入標準容器。目前，針對常用的PDH信號速率，G.707已經規定了5種標準容器：C-

11、C-

12、C-

2、C-3與C-4。

2.2.2虛容器（VC）

由信息容器出來的數字流加上通道開銷后就構成了虛容器，這是SDH中最重要的一種信息結構，主要支持通道層連接。2.2.3支路單元（TU）

支路單元是一種為低階通道層與高階通道層提供適配功能的信息結構，它由低階VC與TU PTR組成。其中TU PTR 用來指明低階VC在TU幀內的位置，因而允許低階VC在TU幀內的位置浮動，但TU PTR 本身在TU幀內的位置是固定的。

2.2.4支路單元組（TUG）

一個或多個在低階VC凈負荷中占有固定位置的TU組成支路單元組。2.2.5管理單元（AU）

管理單元是一種為高階通道層與復用段層提供適配功能的信息結構，它由高階VC與AU-PTR組成。其中AU-PTR 用來指明高階VC在STM-N幀內的位置，因而允許高階VC在STM-N幀內的位置浮動，但AU-PTR 本身在STM-N幀內的位置是固定的。

2.2.6管理單元組（AUG）

一個或多個在STM幀中占有固定位置的AU組成管理單元組，它由若干個AU-3或單個AU-4按字節間插方式均勻組成。

2.3 SDH的復用

要通過SDH網絡傳輸業務信號，必須先將業務信號復用進STM-N信號幀當中。ITU-T規定了一整套完整的信號復用結構（也就是復用途徑），通過這些途徑可將PDH 3個系列的數字信號以及其它信號通過多種形式復用成STM-N信號。ITU-T規定的復用結構如圖2-3 7

圖2-3復用映射結構

從上圖可以看出，從一個有效負荷到STM-N的復用途徑不是唯一的。例如：2Mbit/s的信號可通過兩種途徑復用成STM-N信號。

SDH網絡中的復用包括三種情況：

(1)低階SDH信號復用成高階SDH信號。

(2)低速支路信號（例如E1、E3、E4）復用成SDH信號STM-N。

(3)大于C-4容量（139.760Mbit/s）的高速信號（如高清晰度電視信號和IP路由信號）復用進STM-4和STM-16。

第一種情況在前面已經提及，復用的方法主要通過字節間插復用方式來完成的。復用的個數是4合一，即4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。在復用過程中保持幀頻不變（8000幀/秒），這就意味著高一級的STM-N信號是低一級的STM-N信號速率的4倍。在進行字節間插復用過程中，各幀的信息凈負荷和指針字節按原值進行間插復用，而段開銷則會有些取舍。在復用成的STM-N幀中，段開銷并不是所有低階SDH幀中的段開銷間插復用而成，而是舍棄了一些低階幀中的段開銷。第二種情況用得最多的就是將PDH信號復用進STM-N信號中去。SDH網絡的兼容性要求SDH的復用方式既能滿足異步復用（例如：將PDH信號復用進STM-N），又能滿足同步復用（例如STM-1→STM-4），而且能方便地由高速STM-N信號分/插出低速信號，同時不造成較大的信號時延和滑動損傷。這就要求SDH網絡需采用自己獨特的一套復用步驟和復用結構。在這種復用結構中，通過指針調整定位技術來取代125μs緩存器用以校正支路信號頻差和實現相位對準，各種業務信號復用進STM-N幀的過程都要經歷映射（相當于信號打包）、定位（相當于指針調整）、復用（相當于字節間插復用）三個步驟。第三種情況通過級聯的方法實現。

級聯是一種結合過程，把多個虛容器組合起來，使得它們的組合容量可以當作一個保持比特序列完整性的單個容器使用。級聯分為相鄰級聯和虛級聯。VC-4相鄰級聯就是將相鄰的X個C-4的容量拼在一起，相當于形成一個大的容器，來滿足大于C-4的大容量客戶信號傳輸的要求。VC-4級的虛級聯就是把X個不同的STM-N中VC-4拼在一起形成一個大的虛容器作為一個整體使用。

2.4我國制定的復用結構

盡管低速信號復用成STM-N信號的途徑有多種，但是對于一個國家或地區則必須使復用途徑唯一化。中國的光同步傳輸網技術體制規定了以2Mbit/s信號為基礎的PDH系列作為SDH的有效負荷，并選用AU-4的復用途徑，其結構見圖2-4所示

圖2-4 中國的SDH基本復用映射結構

2.5 SDH的映射原理

2.5.1映射的基本概念

映射是一種在SDH網絡邊界處（例如SDH/PDH邊界處），將支路信號適配進虛容器的過程。象我們經常將各種速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信號先經過碼速調整，分別裝入到各自相應的標準容器中，再加上相應的低階或高階的通道開銷，形成各自相對應的虛容器的過程。2.5.2 映射的種類

為了適應各種不同的網絡應用情況，有異步、比特同步、字節同步三種映射方法與浮動VC和鎖定TU兩種模式。2.5.2(1)異步映射

異步映射是一種對映射信號的結構無任何限制（信號有無幀結構均可），也無需與網絡同步（例如PDH信號與SDH網不完全同步）。利用碼速調整將信號適配進VC的映射方法。在映射時通過比特塞入將其打包成與SDH網絡同步的VC信息包，在解映射時，去除這些塞入比特，恢復出原信號的速率，也就是恢復出原信號的定時。因此說低速信號在SDH網中傳輸有定時透明性，即在SDH網邊界處收發兩端的此信號速率相一致（定時信號相一致）。

此種映射方法可從高速信號中（STM-N）中直接分/插出一定速率級別的低速信號（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）。因為映射的最基本的不可分割單位是這些低速信號，所以分/插出來的低速信號的最低級別也就是相應的這些數率級別的低速信號。2.5.2(2)比特同步映射

此種映射是對支路信號的結構無任何限制，但要求低速支路信號與網同步（例如E1信號保證8000幀/秒），無需通過碼速調整即可將低速支路信號打包成相應的VC的映射方法，注意：VC時刻都是與網同步的。原則上講此種映射方法可從高速信號中直接分/插出任意速率的低速信號，因為在STM-N信號中可精確定位到VC，由于此種映射是以比特為單位的同步映射，那么在VC中可以精確的定位到你所要分/插的低速信號具體的那一個比特的位置上，這樣理論上就可以分/插出所需的那些比特，由此根據所需分/插的比特不同，可上/下不同速率的低速支路信號。異步映射能將低速支路信號定位到VC一級就不能再深入細化的定位了，所以拆包后只能分出VC相應速率級別的低速支路信號。比特同步映射類似于將以比特為單位的低速信號（與網同步）進行比特間插復用進VC中，在VC中每個比特的位置是可預見的。2.5.2(3)字節同步映射

字節同步映射是一種要求映射信號具有字節為單位的塊狀幀結構，并與網同步，無需任何速率調整即可將信息字節裝入VC內規定位置的映射方式。在這種情況下，信號的每一個字節在VC中的位置是可預見的（有規律性），也就相當于將信號按字節間插方式復用進VC中，那么從STM-N中可直接下VC，而在VC中由于各字節位置的可預見性，于是可直接提取指定的字節出來。所以，此種映射方式就可以直接從STM-N信號中上/下64kbit/s或N×64kbit/s的低速支路信號。為什么呢？因為VC的幀頻是8000幀/秒，而一個字節為8bit，若從每個VC中固定的提取N個字節的低速支路信號，那么該信號速率就是N×64kbit/s。2.5.2(4)浮動VC模式

浮動VC模式指VC凈負荷在TU內的位置不固定，由TU-PTR指示VC起點的一種工作方式。它采用了TU-PTR和AU-PTR兩層指針來容納VC凈負荷與STM-N幀的頻差和相差，引入的信號時延最小（約10μs）。采用浮動模式時，VC幀內可安排VC-POH，可進行通道級別的端對端性能監控。三種映射方法都能以浮動模式工作。前面講的映射方法：2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s映射進相應的VC，就是異步映射浮動模式。2.5.2(4)鎖定TU模式

鎖定TU模式是一種信息凈負荷與網同步并處于TU幀內的固定位置，因而無需TU-PTR來定位的工作模式。PDH基群只有比特同步和字節同步兩種映射方法才能采用鎖定模式。

鎖定模式省去了TU-PTR，且在TU和TUG內無VC-POH，采用125μs的滑動緩存器使VC凈負荷與STM-N信號同步。這樣引入信號時延大，且不能進行端對端的通道級別的性能監測。綜上所述，三種映射方法和兩類工作模式共可組合成五種映射方式，我們著重講一講當前最通用的異步映射浮動模式的特點。異步映射浮動模式最適用于異步/準同步信號映射，包括將PDH通道映射進SDH通道的應用，能直接上/下低速PDH信號，但是不能直接上/下PDH信號中的64kbit/s信號。異步映射接口簡單，引入映射時延少，可適應各種結構和特性的數字信號，是一種最通用的映射方式，也是PDH向SDH過渡期內必不可少的一種映射方式。當前各廠家的設備絕大多數采用的是異步映射浮動模式。

浮動字節同步映射接口復雜但能直接上/下64kbit/s和N×64kbit/s信號，主要用于不需要一次群接口的數字交換機互連和兩個需直接處理64kbit/s和N×64k/s業務的節點間的SDH連接。

2.6 SDH的網同步

2.6.1網同步的基本原理

所謂同步，是使網內運行的所有數字設備都工作在一個相同的平均速率上。如果數字傳輸不能保持同步，如兩個數字網絡之間不同步、或同一數字網內的設備彼此不同步、或收發之間不同步等，則會使被傳輸的數字信號發生混亂，根本無法達到預定通信目的。如若發送時鐘快于接收時鐘，接收端就會丟失一些數據，即所謂漏讀滑動；如若發送時鐘慢于接收時鐘，接收端就會重讀一些數據，即所謂重讀滑動。因此為保證傳輸質量，不僅要使網絡中的設備保持良好的同步狀態，而且還應保證網絡本身、網絡與網絡之間保持良好的同步狀態。2.6.2 網同步方式

在目前的SDH網絡中節點時鐘的同步有兩種方式：主從同步方式和相互同步方式。

2.6.2（1）主從同步方式

主從同步方式使用一系列分級的時鐘，每一級時鐘都與其上一級時鐘同步。在網絡中最高一級的時鐘稱為基準主時鐘或基準時鐘（PRC），它是一個高精度和高穩定度的時鐘，該時鐘經同步分配網（即定時基準分配網）分配給下面的各級時鐘。目前ITU-T將各級時鐘分為4類: 1.基準主時鐘，符合ITU-T G.811建議;2.轉接局時鐘，符合ITU-T G.812建議；3.端局從時鐘，符合ITU-T G.812建議；4.SDH網元時鐘，符合ITU-T G.813建議；通常，同步分配網采用樹形結構，將定時基準信號送至網內各節點，然后通過鎖相環使本地時鐘的相位鎖定到收到的定時基準上，從而使網內各節點的時鐘都與基準主時鐘同步。這是一種單端控制方式，如圖2-6-2所示。

圖2-6-2 主從同步方式

等級主從同步方式的主要優點是網絡穩定性較好，組網靈活，適于樹形結構和星形結構，控制簡單，網絡的抗滑動性較好。主要缺點是對基準主時鐘和傳輸鏈路的故障較敏感，一旦基準主時鐘發生故障會造成全網的問題。為此，基準主時鐘應采用多重備份以提高可靠性。采用等級主從同步方式不僅與交換分級網相匹配，也有利于改進全網的可靠性。等級主從同步方式在各國公用電信網中獲得了廣泛的應用。

2.6.2(2)相互同步方式

在互同步系統中，不分時鐘級別，不設主時鐘，所有的時鐘皆采用互連方式。

即每個時鐘通過鎖相環受所有接收定時基準信號的共同加權控制，在各時鐘的相互作用下，如果網絡參數選擇合適，可以實現網內時鐘的同步。由于高穩定、高可靠基準時鐘的出現，主從同步法獲得廣泛應用；而互同步法因易形成擾動，實際中已經很少采用。SDH在電力系統中的應用及保護

3.1 SDH技術在電力系統應用

3.1.1 網絡架構設計

電力輸電網的網架結構，決定了電力通信網分級、分層、分區的傳輸網絡拓撲結構。國調中心至各大區(省)調度中心的電力通信為一級傳輸網、大區調度中心至各省級調度中心的電力通信為二級傳輸網、省級調度中心至各地區級調度中心的電力通信為三級傳輸網、地區級調度中心至各縣級調度所的電力通信為四級傳輸網、各縣級調度通信網便是電力通信的五級傳輸網。在實際建設過程中,還需要根據實際情況 ,考慮網絡建設和管理的復雜度 ,確定網絡的層次架構。3.1.2 SDH用戶接入設備的布置

省調配置一套SDH用戶接入設備,將各地區通信網至省調及上級調度的主通道業務信號進行分叉/復接,實現業務重組;區調配置一套SDH用戶接入設備,將各縣通信網,發電廠至區調、省調的主通縣調配置一套SDH用戶接入設備 ,將各變電所 ,發電廠至區調、省調的主通道業務信號進行分叉/復接,實現業務重組。SDH用戶接入設備,其基本是一套高性能的STM1的SDH網,并能夠接入到STM16的網絡中組成SDH子網。

3.1.3 業務實現過程

考慮將來的業務擴展 ,根據業務需要分配帶寬顆粒 ,在傳輸系統中 ,一次變分配4個左右2M , 二次變分配3個2M ,局間提供分組交換所需2M。綜合業務接入網設備滿足如下需求:2/ 4 線音頻專線接入、Z接口延伸業務、熱線電話、POTS普通電話接入、繼電保護DDN專線業務、以太網等業務。3.1.4 保護方式的選擇分析

SDH的特點是其光環自愈功能。在光纖被切割等故障發生時仍能在短的時間內恢復通信 ,這在保證整個通信系統的可靠性方面起重要作用。在實際設計過程中需要結合節點的分布根據不同的保護方式主要有兩種不同的網絡配置方案: SNC較適應于網孔型的網絡結構;自愈環保適應于環網結構,網絡通信容量較大,結構簡單的大型網絡更為適用。

3.2 SDH在電力系統中的典型應用

3.2.1電力專網通信系統多業務傳輸解決方案的典型應用

一、行業典型應用要求或前提

即使在網絡拓撲結構比較復雜的情況下，如何保證電力通信高可靠性的要求？如何保證通信系統良好的可擴展性？如何保證通信系統的多種業務要求？

（1）以最省的方式組建SDH自愈網，且升級擴容方便；

（2）站業務容量不大，但總體要求接口豐富；

（3）設備具有高穩定性，且可以統一監控。

二、方案簡述及組網圖

針對以上要求，運用其專門研制的高性能高適應性的系列產品，提供了完善的光纖通信解決方案。

（1）H9MOX-1641型MSTP多業務光纖傳輸平臺，可支持多達12個光方向，尤其適合在復雜的網絡拓撲條件下組網。MSTP與傳統的SDH兼容，具備傳統SDH的特點，同時克服了傳統SDH的不足。它采用統計復用的方式對數據進行封裝，采用分布式以太網OVERSDH技術，具備2.5層數據交換能力。在由五個站點構成的環網中，以太網數據對整個系統的帶寬要求僅僅為45M,由于采用了分布式交換系統，其使用效率遠遠高于傳統的SDH傳輸方案。

（2）三光方向的站點，采用H9MOS型SDH設備。

（3）兩光方向的站點,以及光方向不超過兩點的站點，采用H9MO-155型SDH設備。

（4）遠端站點容量較小，推出8＋1單板型PCM設備，具備8路以64K為單位的業務接口，種類齊全：普通語音接口、4E&M接口、2E&M接口、RS232接口、RS485接口、2&4線音頻接口、磁石接口、64K/128KV.35接口、64KG.703接口、熱線接口。和一路以太網接口或兩路N*64KV.35接口。

（5）端站點多，站點接入容量小的特點，使用了最多可接入14個E1設備的PCM局端設備，型號為：H5P-14，每個單板上一個2M容量，對外提供8路以64K為單位的業務接口和一路N*64K的數據接口。具有極高的性能價格比優勢。

所有的設備可納入統一網管，每個設備都可提供RS232或RS485的監控通道。在調度中心可對每一個變電站實行監控。如圖3-2-1

圖3-2-1電力專網通信系統多業務傳輸組網圖

3.2.2 SDH電力通信承載網的應用

電力通信承載網建設的需求分析

電力通信承載網在為電力系統服務方面需為省局、電廠、變電站及與市局之間提供業務通道的基礎服務。電力通信承載網主要承載的業務包括：

數據業務——包括線路繼電保護和電網安全自動裝置數據、調度自動化（SCADA）、電能計量系統、變電站綜合自動化、電力市場數據和管理信息業務等。

話音業務——包括調度電話、行政電話、會議電話。

視頻業務——包括視頻會議系統及變電站自動監控系統等。

多媒體業務——信息檢索、科學計算和信息處理、電子郵件、web應用、可視圖文、多媒體會議、視頻點/廣播、因特網接入業務和IP電話等話音業務；

通過更加深入地分析，我們可以看出： 在業務需求方面，目前大部分省份的電力通信網絡還無法實現管理信息系統橫向數據的充分交互，這和目前選用的通信手段很有關系。通過SDH或者ATM作為業務承載層，只能實現點到點的業務實現，面對點到多點、多點到多點的業務需求，實現起來就非常困難。在財務自動化系統內，也同樣存在這樣的問題。此外，在辦公自動化方面還有信息發布、文檔查詢、公文流轉批閱、會議管理、電子郵件以及信息采編等。數據業務的需求已超過了電力通信網絡發展的速度，只有承載在分組化寬帶網絡上，充分利用萬兆、千兆、百兆高帶寬優勢；充分利用MPLS、電信級以太網等先進技術才能更好的承載這些重要業務。

在拓撲結構的選擇上，由于電力通信網絡光纖電路覆蓋面大，節點多且分散，距離長，業務密度集中，電路分期呈鏈形建設，很難形成網狀拓撲，也就無法發揮網狀拓撲的多路由可選、可靠性高、生存性強的優勢。而鏈形和星形拓撲雖然符合電力系統通信電路分段建設的特點，但是其可靠性差，瓶頸現象嚴重成本較高。基于電信級以太網技術的環形網絡有多樣的環網類型（相交環、相切環、環與鏈），靈活的組網能力和成熟的自愈技術，更適合電力通信光網絡的組網。如圖3-2-2

圖3-2-2電力通信承載網

綜上所述，電力公司需要建設一個可靠安全、高速高效的多業務承載網絡，這個網絡應該是具備高可靠性、高安全、高寬帶、大容量、智能化的分組化網絡。

3.3 SDH在電力系統中的保護

3.3.1 加強通信網絡的設計

電力系統專業通信網的主要特點有：(1)用戶分布點多面廣；

(2)容量小但種類多，數據信息通道所占比例高；(3)隨著電網飛速發展，通信網絡變化大；(4)對電路要求的可靠性更高。

根據這些特點，要求設計通信主干網絡時，必須做到可靠、靈活方便、并具有可持續發展能力。針對SDH光纖通信而言，SDH的靈活方便性、通用性、自愈能力是其它設備無法比擬的，但是可靠性方面可通過網絡設計利用SDH的優點來加以彌補。對于可靠性的要求，根據實際而定，一般以做到“任何一個站出現大故障，不能影響其他站的正常運行；任何設備的任何一塊板或某一個元件出現故障，不能影響本設備的正常運行”為設計標準。3.3.1(1)建立混合環形網

比較簡單的網絡設計是組成如圖的3-3-1(1)SDH基本環行結構，該結構由一對光纖組成，STM-N信號同時在順時針方向(CW)和逆時針方向(CCW)傳輸。在正常狀態，一個或多個STM-M(M N)信號，或者其他能在STM-N幀內攜帶的業務，同時在環內沿CW和CCW方向發送。在接收點將出現兩個一樣的通道信號，一個作為主信號，一個作為備用信號。由于進入環中的支路信號要通過整個環傳輸，因此在整個環內攜帶的業務的可用總帶寬不能超過STM-N容量，該帶寬由環內所有節點共享，而且任何節點上的分插業務帶寬都不能重新使用，因此在初次設計時期，應配置最大可用容量。

圖3-3-1(1)SDH基本環行結構圖

當光纜被切斷或某一節點設備失效時，兩個環(CW和CCW)中的一個仍可維持有效信號。通過通道選擇有效信號控制通道倒換，從而維持正常的業務。這樣便發揮了SDH的優點，提高了網絡的可靠性。3.3.1(2)建立保護鏈路

電業局擬建東、西2個SDH環網，如圖3-3-2(2)所示。東環、西環均為SDH 2纖自愈環。SDH設備已采取復接器保護，線路保護，2纖自愈環保護，分支接口的1＋N保護，電源的1＋N保護等。僅對設備的可靠性而言，基本保證了任何一塊板(或一個元件)出現故障，不影響該機的正常運行的要求。SDH的自愈功能克服了由于某些原因出現大的故障或停機檢修時，只影響本身的通信，而不影響其它各站之間的通信，但是當中心站的A1和A2機出現大的故障而停機時，就意味著中心站與東環或西環的通信全部中斷，這種情況是不允許發生的。因此，根據電力通信的特點，設計網絡方案時，在A1機至D機和A2機至C機之間各設置了一條聯絡光路，充分利用D機、C機的路由保護功能，將東環或西環各

機的信息經D機或C機同時送到A1機和A2機，使A1機和A2機起到互為備用的作用。這種A1機、A2機互為保護的方式還必須與3630智能PCM基群配套使用，利用3630PCM具有2個2M口進行自動倒換。

圖3-3-2(2)雙SDH環網圖

3.3.2選擇合理的SDH設備及網管系統

目前，世界各大電信公司均推出了自己的SDH產品，生產SDH設備的主要廠家有：美國AT＆T(2000系列)，法國A1catel,瑞典Ericsson(ETNA體系)，加拿大北方電信(Fiber-world體系)，中國的華為和中興，德國西門子和日本富士通等。3.3.2(1)SDH設備分類

SDH設備根據其種類可劃分為終端復用器TM，再生中繼器REG，分插復用器ADM和數字交叉連接設備DXC,在組網時要生視設備的各種接口的合理配置與設備在網絡中的恰當運用問題 3.3.2(2)選擇合理的SDH設備

在建設SDH 信網絡時 作為一項系統工程必須根據實際情況下選擇合理的SDH設備,進行詳細的規劃與設計。只有這樣 ,才能在電力通信投資較少、建設周期較長的情況下 ,達到預期的效果。3.3.2(3)SDH網管系統

SDH的網管系統不再停留在簡單的維護終端和告警管理上，而且能自動處理和管理所接網絡中各站設備的各種信息，并能對系統運行進行分析，還能通過遠端維護接口來處理和管理其他網絡中各站設備的各種信息，同時，能做到與PDH設備網管在一定程度上的兼容。

SDH傳輸網做為電力通信網，完善的SDH管理系統對全網的服務質量和維護成本有著深刻的意義，和以往的PDH傳輸系統相比，SDH技術在起幀結構中安排了相當豐富的開銷字節用于網絡的OAM&P。目前由于ITU-T在網元一級的管理標準比較完善，如G.784G.774系列、Q.811、Q.812等建議，而網絡一級的管理標準特別是信息模型還正在完善之中。

盡管SDH網絡管理系統的內容相當豐富，但SDH管理系統的管理功能依然可以用TMN的五大管理功能進行描述，即故障管理功能，性能管理功能，配置管理功能，安全管理功能和記賬管理功能。

由于SDH設備不同三家的產品不同，在網絡管理方面存在異種ADH管理系統的互操作問題，即對被管理的SDH網絡資源的模型化，并具有一個共同的外部協議傳送的管理信息結構。和TMN一樣，SDH管理系統也秉承了ISO/OSI

管理中面向目標（對象）和客戶、服務器方法，用管理目標抽象表示SDH傳送網的物理資源和邏輯資源。

另外，由于SDH傳輸網對其網絡管理的依賴性較大，因此，在對網絡管理軟件操作的過程中，一定要注意操作的規范化，在進行軟件版本升級過程中，要時刻注意網絡的運行情況，做好處理突發事件的準備。

結束語

SDH作為新一代的傳輸網體制，正迅猛發展。SDH通信模式，可以實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護。可以接入各類電力通信業務,以此形成電力通信網絡的綜合化、數字化、智能化和寬帶化。我們在規劃或建立新的通信系統時，應首先考慮使用SDH設備，這樣就可以實現高效、高智能、高靈活和高生存能力、維護功能齊全、操作運行廉價的電力通信網，不僅可以更好地為電力系統生產、調度等服務，而且還使電力專用通信網今后以競爭力很強的價格進入市場，為電力公司開創新的收入來源、創造更好的經濟效益打下基礎。

致謝

非常感謝王維維老師在畢業設計階段給我們的悉心的指導和熱心的幫助，從最初的選題到開題報告，從寫作提綱到一次又一遍的指出其中的具體問題，嚴格把關，循循善誘。在論文完成之際，謹向老師表示最崇高的敬意和最衷心的感謝。

參考文獻

[1]殷小貢.劉滌塵.電力系統通信工程[M].武漢:武漢大學出版社,2000.[2]肖萍萍.SDH原理與技術[M].北京:北京郵電大學,2006.[3]鐘西巖.電力系統通信與網絡技術:中國電力出版社,2005.[4]吳鳳修.SDH技術與設備:人民郵電出版社,2006.[5]李方建.SDH光傳輸設備開局與維護:科學出版社,2011.[6]邢道清.電力通信:機械工業出版社,2009.[7]華北電力調度通信中心.電力通信專業:中國電力出版社,2007.[8]何一心.光傳輸網絡技術:SDH與DWDM:人民郵電出版,2008.[9]謝桂月.有線傳輸通信工程設計:人民郵電出版社,2010.[10]許建安.電力系統通信技術:中國水利水電出版社,2007.21

第三篇：網絡技術在電力系統物資管理中應用論文

摘要：隨著我們國家的社會的不斷發展，在經濟領域和相關的科學技術研究的方面的都在飛速的進步，這樣使得我們國家目前的網絡技術逐漸的滲透到我們的日常生活和工作學習的各個方面。并且將它應用到不同的企業運營的過程中，因此，我們本文主要講述的是對于電力系統方向的的物資管理工作對于網絡技術的具體應用，并對它作出了具體的討論。

關鍵詞：網絡技術；電力系統；管理應用前言

隨著我們國家對于網絡技術的不斷重視，目前網絡技術在我們的生活中都有著很大的應用，我們國家關于電子網絡技術對電力系統的物資管理當中的應用也逐漸的發展了起來。關于這個方面的應用受到了我們的有關工作人員的注意，并且也對其作出了具體的分析。網絡技術在電力系統物資管理中的影響

我們國家在發展網絡技術對電力系統管理的同時也需要將它在具體的管理工作中做出關于這個問題的整體的規劃還有一些其他的相關的問題包括原材料的購買等等，我們在利用相應的電子技術對電力系統的物資管理方面進行實際的操作，并且最終形成了具有高效率和高質量的管理體制。我們在發展一項新技術應用的時候需要考慮許多不同的方面，首先我們需要考慮的就是如果我們采用這項技術那么它會對我們的電力系統的組織管理方面帶來哪些好的積極的作用?我們國家對于具體的電力系統管理方面的工作來講，尤其實在物資管理的工作方面對它的整體的發展有著至關重要的作用。也就是說對于電力系統在管理方面來講，最重要的內容之一就是關于物資的管理。并且在這個方面來講我們對于物資管理的的費用在整體的電力系統生產和對于基礎的建設的問題上它的資金對于整體的建設來講占據著很大的比例。我們舉個例子，如果我們的具體關于管理方面的工作人員對于在日常的物資管理問題的各項工作都做的非常完美，那么它在很大的程度上對于整體物資的節省方面有著很大用處，可以很大程度上減少對于資源的浪費。并且可以使關于電力企業在運行的方面對于整體運營的速度來講有些很大的進步。這些不同的進步就是我們的網絡技術對于電力企業管理的積極的效應。我們在電力企業的物資管理的過程中如果應用網絡技術在一定程度上對于它的正常并且持續的發展有些很大的作用。它確保了我們在這個方面的電力系統的正常運行。并且對于我們國家實現社會現代化的建設提供了有力的保證。網絡技術在電力系統管理方面的重要性

對于我們國家的大部分企業來講，關于物資管理方面的工作基本上都沒有得到很多的重視，并且都比較復雜。我們對它進行了具體的分析，具體來講就是關于電力系統的物資管理的工作系統在運行的過程中它需要分類的物資類別數量十分巨大并且復雜。如果我們在企業的物資管理的過程中，我們的工作人員想要對于整體的管理方面有一個質的飛躍，那么我們需要順應時代的發展將這個方面的工作的運行保證它的系統化、操作的規范化，還有就是關于信息化的方面做出具體的改變，在這之中我們主要是通過運用網絡技術對于電力企業的物資管理方面做出具體的信息計劃就可以實現關于這些工作的具體目標。我們在將網絡技術在日常的生活中實際的運用到電力系統方面的的物資管理的過程中，我們主要是就是將這些電力企業關于在物資管理方面的規劃、和相關材料的購買和整理以及對于在電力企業中對相應商品進行存儲等等這些不同方面的的管理工作都可以歸結到網絡技術對于物資管理的管理系統當中，所以我們需要在日常電力企業物資管理的過程中對這些信息進行科學合理的運用并且關于不同的企業之間進行信息共享，只有這樣我們才能夠在很大的程度上改革關于電力系統的物資管理方面的工作，并且在不同的電力企業之間進行信息的交流也可以保證我們的這些電力企業在物資管理的過程中可以共同發展，這對于我們國家的信息化的建設有著重要的推進作用。結束語

隨著我們國家的社會和經濟的不斷的發展，我們關于在加強網絡技術在電力企業的物資管理方面的工作中的實際運用作出了很大的努力。這樣會使我們在很大的程度上降低了關于在人力資源的使用方面的資源的浪費。我們具體來說就是為了能夠在讓電力企業在它的日常工作的過程中可以減少企業的組織消耗，與此同時可以使在電力系統的物資管理方面的工作流程可以更加的規范并且高效。其中它在電力系統的的應用方面可以保證物資管理的工作的順利高效的進行。

參考文獻:

[1]楊數林.網絡技術在物資管理中的應用[J].科技資訊，2008（04）：1221.[2]商正.基層物資管理項目主報告[J].中國技術企業，2011（09）：3339.[3]李洪勛.互聯網在電力系統的應用[J].電力系統保護，2010（22）：3443.[4]申永敬.供電物資管理系統應用[J].中國科技博覽，2012（34）：4555.

第四篇：Gis在電力系統中的應用

GIS在電力系統中的應用

GIS的簡介和功能

GIS即地理信息系統(GIS, Geographic Information System)是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發生的事件進行成圖和分析。GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統相區別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業單位中解釋事件、預測結果、規劃戰略等中具有實用價值。地圖制作和地理分析已不是新鮮事，但GIS執行這些任務比傳統的手工方法更好更快。而且，在GIS技術出現之前，只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。電力GIS是將電力企業的電力設備、變電站、輸配電網絡、電力用戶與電力負荷和生產及管理等核心業務連接形成電力信息化的生產管理的綜合信息系統。它提供的電力設備設施信息、電網運行狀態信息、電力技術信息、生產管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮、公路街道、樓群，以及氣象、水文、地質、資源等自然環境信息集中于統一系統中。通過GIS可查詢有關數據、圖片、圖象、地圖、技術資料、管理知識等。

一、GIS特點

1、開放性

具有開放式環境及很強的可擴充性和可連接性。GIS技術支持多種數據庫管理系統，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數據庫；運行多種編程語言和開發工具；支持各類操作系統平臺；為各應用系統，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標準化接口；可嵌入非專用編程環境。

2、先進性

GIS平臺采用與世界同步的計算機圖形技術、數據庫技術、網絡技術以及地理信息處理技術。系統設計采用目前最新技術，支持遠程數據和圖紙查詢，利用系統提供的強大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統計報表、各類數據等。可分層控制圖紙、無級縮放、支持漫游、直接選擇定位等功能。系統具備完善的測量工具，現場勘查數據，線路桿塔等設備的初步設計，并可直接進行線路設備遷移與相關計算等，實現線路輔助設計與設備檔案修改。具有線路的方位或區域分析判斷功能，為用戶提供可靠的輔助決策，綜合統計分析，為管理決策人員提供依據。特別是把可視化技術和移動辦公技術納入GIS系統的總體設計范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達到1：1000或1：500，地圖能分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區域等。

3、發展性

具有很強的可擴充性和可連接性。在應用開發過程中，考慮系統成功后進一步發展，包括維護性擴展功能和與其它應用系統的街接與整合的方便。開發工具一般采用J2EE、XML等。

二、電力GIS特點

電力GIS除具備GIS的基本特點外還具備如下特點：

1、電力系統運行參數實時性及信息的動態變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數據處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

2、電網的多屬性數據要求GIS具備足夠的穩定性和可靠性。根據電力行業技術標準及電力企業業務需求，系統具有良好的可維護性。電力GIS能夠實現數據的一次輸入和多次輸出，以保證數據的一致性操作，實現數據的統一管理和多層保護等，構建高可靠性和高準確性的業務系統。

3、電力系統是一個龐大復雜系統，電力網的廣域性和電力設施的分散性及設備的多樣性，實時信息量大，系統接口復雜，信息的覆蓋面廣，電網的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓撲分析和轉換能力。

4、電力GIS的單機工作站方式已經落后，且不適合電力企業信息系統實際需要。電力行業目前應用的GIS平臺安裝在局域網環境下，在網絡的應用和開發上整合信息，實現資源共享。

5、電力GIS具備安全保護的特點，電網設備的高精確度測量的經緯度坐標數據是國家基礎信息資源，是國家安全的信息。

三、GIS在電力行業的應用

1、面向對象的數據建模，具有建模規則庫、電網圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構件層、系統環境層、數據庫連接層、圖形與數據接口工具層、應用系統層等。分層建立各種數據模型，并建立各層的連接關系。建立地理層信息與設備信息的拓撲和映射關系。電力GIS支持多空間同屏顯示和多空間關聯建模、多空間索引。

2、支持多種圖形處理與管理，實現數據的多層映射，多維空間映射，提供完整、準確的地圖信息、高精度圖片、準確的技術參數，標尺準確，高精確度桿塔位置，按用戶需要自動生成專用地圖。

3、數據搜索快捷、線路圖表查詢準確和統計功能齊全。電力GIS實現電網數字化描述，其目的是能對電網實現快速查詢，及時掌握電網運行狀態，快速診斷電網故障，提高處理事故能力，保證電網運行質量以及提高用戶服務質量。GIS可對圖形數據、可執行圖形和屬性數據的嵌套操作與映射查詢關系運算；根據電力系統提供的配電設備的圖形、屬性信息與地理位置、地形數據、環境數據、線路走向數據、線路設備歷史檔案和即時信息，對線路設計方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策依據及輔助決策。

4、電力GIS能夠實現與電網調度自動化系統、電力用戶關系管理系統、電力營銷系統、電力市場管理系統等應用系統共享相關信息。支持多種管理應用系統的連接，其中包括與企業的MIS系統融為一體。GIS系統中的設備管理對其生命周期實行全過程跟蹤，包括對設備信息的查詢、屬性數據的修改、設備的維修信息管理等。

5、電力GIS對信息庫進行安全保護，制定管理與使用的安全保密措施和機制，包括內外網絡的隔離、重要電力設施電子地圖和設備信息數據庫的保護等。安全措施在系統總體設計與建設中充分考慮，并嚴格實施，對應用系統的數據實現多層安全保護，設置用戶權限以保證系統資源共享下的安全，使系統能在可靠安全的環境下運行。

電力系統所管轄的電網線路和設施分布在廣闊的地域上，因此就很需要有GIS來為其所用。電力信息系統與其它信息系統不同之處在于它需要在數據庫中記錄地理信息，而且有兩種類型的地理信息：電力設施的詳細位置信息和設施之間的空間關系信息。

GIS系統是通過GIS技術對電力系統基礎數據進行計算機管理，能夠在地理背景圖上管理配電網圖形資料和非圖形參數，真實反映電網線路的實際走向、各種電力設備的地理位置、對所屬電力用戶的供電方式等各種信息，并結合DMS中實時控制和離線應用，在地理背景圖上顯示電力系統實際運行狀況。

通過GIS軟件技術對配電網基礎數據進行計算機管理，把GIS系統中實時控制和離線應用有機結合，形成一個具有空間概念（地理環境信息）和基礎信息（電網資料和用戶資料）的分層管理數據庫，既能方便地進行查詢和管理，為配電網運行管理提供一個有效的、具有地理信息的網絡模型，又為GIS系統提供基礎數據庫平臺，支持系統許多應用軟件的開發和其他功能的實現，如故障投訴管理、配網工作（設計、施工和檢修）管理、用電營業管理系統等。

電力客戶服務中心系統“95598”，用于處理用電客戶進行故障報修、投訴舉報、咨詢登記、信息查詢等業務，對于用戶來說，更多的是進行用戶用電的故障報修，信息員可以根據用戶提供的地點，從GIS系統中通過相關操作查詢與之相對應的用戶桿號，然后通過座席系統Agent下發派工單到配電搶修班或其他相關部門，指揮搶修車輛達到現場進行維修，再由搶修相關人員將現場故障情況及處理結果及時反饋給客戶服務中心。

配電GIS與電力客戶服務中心系統“95598”相結合，可以快速、準確的根據用戶的故障投訴電話判斷發生故障的地點、搶修隊伍目前所處位置、及時派出搶修人員，縮短停電時間。近幾年，電力系統相繼開發建設了一大批GIS應用系統。如大連供電公司配電地理信息系統，長春供電公司用電GIS綜合管理系統，南昌供電局SCZDA/AM/FM/GIS自動化主站系統，貴陽南區供電局配網地理系統，甘肅送變電工程公司輸電管理地理信息系統等。下面介紹在系統運行管理方面

GIS在電力系統運行管理方面的應用

1、北京供電公司配電生產管理信息系統自2002年1月在北京供電公司、海淀、朝陽、豐臺、石景山供電分公司和電纜管理處等單位安裝以來，運行穩定，很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。

2、山西省電力公司和山西晉城供電分公司2002年12月開始實施的“基于空間信息的電網綜合管理系統”實現了山西電網的全面統一管理。

3、江蘇省電力公司信息中心，積極推進電力GIS的應用和研究，把輸電管理系統、調度管理信息系統、客戶服務系統建立在GIS平臺上。

4、上海滬西供電所通過電力GIS搭建數字電網實時系統，監控轄區內150萬用戶的用電狀態，改革供電服務業務方式，通過GPS衛星定位系統準確定位，對電力線路實施維護。從電力輸電預警系統分析線路運行故障，向班組發布搶修指令。利用GIS系統輸出出事現場電路設備信息和接線分布圖，為搶修車趕赴現場的工程人員提供準確的設備和線路信息。

GIS為電力信息化建設做出了巨大貢獻，對電力行業的發展起到了積極促進作用，但同時應當看到我國電力GIS與國外先進水平還有很大差距。美國在20世紀90年代初就提出了“數字地球”的概念，而我國的地理信息系統才剛剛發展幾年。相信我國電力GIS的應用空間和應用深度還很大，相信通過我們的努力會將電力GIS的水平提高到一個新的高度，電力GIS在不久的將來會到達光輝的頂點。參考文獻：

1.《大連供電公司配電地理信息系統-查詢版操作手冊》，深圳市雅都軟件股份有限公司，2004年9月出版

2.《配電GIS戶外數據采集系統的建設與思考》，袁晨 趙曉純，2006年12月發表

3.《手持GPS在配網地理信息系統的應用》，農村電氣化，2007年第4期

作者介紹：

第五篇：SDH在鐵路GSM-R系統中的應用

SDH在鐵路GSM-R移動通信系統中的應用

A perception on the application of SDH

in GSM-R mobile communication system

駱友曾

摘要：本文介紹了SDH網絡拓撲結構和常見的網絡保護方式，并結合客運專線的業務需求提出了適合于GSM-R移動通信系統的組網方案。

Abstract：This issue introduces the SDH network topology and some common methods of network protection as well.To meet the needs of business of Passenger Dedicated Line, together with the two elements discussed above, the issue proposes the formation of the network program suitable for GSM-R mobile communication system.關鍵字：GSM-RSDHASONSNCPMSPPPMESHLMSP

Key words：GSM-RSDHASONSNCPMSPPPMESHLMSP

隨著鐵路運輸行業的快速發展，大量的客運專線已開工建設，列車設計時速已達到350km/h，隨著列車的運行速度的越來越快，傳統的無線列車調度通信系統由于其技術相對落后、功能單一，已經不能滿足快速列車需要實時傳送大量‘車—地’綜合信息的需求，專門為高速鐵路運輸系統設計的GSM-R移動通信系統被引進到國內。

GSM-R移動通信系統可實現跨越國界的高速和一般列車之間的通信，能將現有的鐵路通信應用融合到單一網絡平臺中，以減少集成和運行費用，而且GSM-R移動通信系統是由已標準化的設備改進而成，在原有的GSM移動通信系統上增加了ASCI（高級語音呼叫業務）特性和鐵路應用，能實時地提供列車控制信息，如‘車—地’信號控制數據，能靈活地提供調度所需的語音調度服務，如語音廣播、組呼、增強多優先級與強占業務、功能尋址、位置尋址、接入矩陣等。

目前，GSM-R移動通信系統已在青藏鐵路格拉段，膠濟鐵路開通運營，實現了列車調度通信、列車控制數據傳輸、調度命令和車次號傳送、區間公務（公安、維護等）通信等功能，鐵道部正在進行大量的二次開發研究，以期滿足旅客列車服務信息、機車工況等鐵路信息化應用的需求。

隨著大量客運專線的開工建設和開通運營，GSM-R移動通信系統必將在客運專線上得到廣泛應用，網絡保護顯得尤為重要，在高速鐵路上面任何細小的失誤都可能造成巨大的損失和災難。

高速鐵路傳輸系統設計基于SDH網絡，這就要求SDH系統必須具備有效快速的自愈保護功能。網絡結構介紹

SDH通信網絡是由SDH網元設備通過光纜互連而成的，網絡節點（網元）和傳輸線路的幾何排列就構成了網絡的拓撲結構。網絡的有效性（信道的利用率）、可靠性和經濟性在很大程度上與其拓撲結構有關。

網絡拓撲的基本結構有鏈形、星形、樹形、環形和網孔形，如圖1所示。

(a)鏈形

(b)星形TMTMADMADMDXC/ADMTMTM

TM

(c)樹形DXC/ADMTMADM

TM

TM

TMADMTM

(d)環形

(e)網孔形

圖1 基本網絡拓撲圖 圖5.1? 鏈形網

此種網絡拓撲是將網中的所有節點一一串聯，而首尾兩端開放。這種拓撲的特點是較經濟，在SDH網的早期用得較多，主要用于專網（如鐵路網）中。

? 星形網

此種網絡拓撲是將網中某一網元做為特殊節點與其他各網元節點相連，其他各網元節點互不相連，網元節點的業務都要經過這個特殊節點轉接。這種網絡拓撲的特點是可通過特殊節點來統一管理其它網絡節點，利于分配帶寬，節約成本，但存在特殊節點的安全保障和處理能力的潛在瓶頸問題。特殊節點的作用類似交換網的匯接局，此種拓撲多用于本地網（接入網和用戶網）。

? 樹形網

此種網絡拓撲可看成是鏈形拓撲和星形拓撲的結合，也存在特殊節點的安全保障和處理能力的潛在瓶頸。

? 環形網

環形拓撲實際上是指將鏈形拓撲首尾相連，從而使網上任何一個網元節點都不對外開放的網絡拓撲形式。這是當前使用最多的網絡拓撲形式，主要是因為它具有很強的生存性，即自愈功能較強。環形網常用于本地網（接入網和用戶網）、局間中繼網。

? 網孔形網（MESH）

將所有網元節點兩兩相連，就形成了網孔形網絡拓撲。這種網絡拓撲為兩網元節點間提供多個傳輸路由，使網絡的可靠性更強，不存在瓶頸問題和失效問題。但是由于系統的冗余度高，必會使系統有效性降低，成本高且結構復雜。網孔形網主要用于長途網中，以提供網絡的高可靠性。SDH的保護方式簡單介紹

? 復用段保護環MSP

復用段倒換環是以復用段為基礎的，倒換與否是根據環上傳輸的復用段信號的質量決定的。SDH復用段共用保護環的特點是將復用段能支持的總的凈負荷容量平分給工作容量和保護容量，兩者分別經相反的方向由不同的環來傳送。所謂共用就是指光纜切斷或節點失效時，環的保護容量可以由多節點環的多個復用段共用，這就使得這種結構在正常條件下的業務量攜帶能力比其他環要大。在非失效條件下，共用保護環中的空閑保護容量可以用來傳送低優先等級的業務量。

? 線性復用段保護LMSP

這是一種專用的端到端保護機制，可以適用于任何物理結構（網狀、環或混合形式），既可以是單向倒換，又可以是雙向倒換。路徑保護通常用來對付服務層的失效以及客戶層的失效和性能劣化。保護方式可以是使用專用保護路徑的１＋１方式，也可以是１：１方式，此時保護路徑可以用來支持額外業務量，而且需要自動保護倒換（ＡＰＳ）協議來協調兩端的操作。由于ＶＣ路徑保護是專用路徑保護機制，因而對于網路連接內的網元數沒有限制。

? 子網連接保護SNCP

子網連接保護（ＳＮＣＰ）既適用于高階通道，又適用于低階通道。為了支持子網連接保護，需要有兩個專用通道，一個攜帶業務量，另一個作備用。這種保護機制的最大特點是可以適用于任何物理傳送結構，例如網孔形、環形或任意混合拓撲，而且既可以用來保護完全的端到端通道，又可以僅保護通道的一部分。后面這一點是與前述線性ＶＣ路徑的主要區別點，使其在網絡應用上有更大的靈活性。

? 通道保護環PP

對于通道保護環，業務的保護是以通道為基礎的，也就是保護的是STM-N信號中的某個VC（某一路PDH信號），倒換與否按環上的某一個別通道信號的傳輸質量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的TU-AIS信號來決定該通道是否應進行倒換。例如在STM-16環上，若收端收到第4 VC4的第48個TU-12有TU-AIS，那么就僅將該通道切換到備用信道上去。

二纖通道保護環由兩根光纖組成兩個環，其中一個為主環——S1；一個為備環——P1，如圖2所示。兩環的業務流向一定要相反，通道保護環的保護功能是通過網元支路板的“并發選收”功能來實現的，也就是支路板將支路上環業務“并發”到主環S1、備環P1上，兩環上業務完全一樣且流向相反，平時網元支路板“選收”主環下支路的業務。

圖2 二纖單向通道倒換環

3適合于GSM-R系統的SDH組網方式

由于鐵路系統的特殊性，單一的組網方式已經不能適用于鐵路通信的需要。多種網絡互聯業務保護方案的出現使得單一拓撲結構的光傳輸網絡保護方案得到了補充和加強。

如果全網采用MSP環狀組網，那么隨著站點數量的增加，某一處出現斷纖或者站點故障倒換時間將無法獲得保證，對于鐵路系統來說這無疑是致命的。

如果全網采用PP環組網，某一處出現斷纖或者站點故障，雖然倒換時間可以保證，但是STM-N的業務無法獲得保護。

如果傳輸層采用1+1線性復用段，雖然多處斷纖均能保證各站快速倒換不影響業務，但是如果某一站發生掉電，那么這個車站兩側的通信將完全中斷。

參考大多數歐洲高速鐵路建設方案,傳輸層最好采用MESH組網，采用具有ASON功能的傳輸設備。

接入層：根據基站的交織分布狀況，在每兩個車站之間組成一個或兩個二纖通道保護環，用于對GSM-R基站、程控交換接入業務的匯聚，并對業務進行保護，確保即使在一個環路上某個甚至所有基站出現故障時，鐵路沿線仍能提供完全覆蓋，達到了ETCSLEVEL2的要求，從而極大地提高了網絡的安全性和可靠性；根據業務需要，在車站、相關管理中心、控制中心、動車段區間等配套機構之間可組成1個二纖復用段保護環，用于將線路上的業務輸送到相關管理、控制中心；另外，對于大型的車站，由于本身占地范圍大，配套附屬設備多，所以在大型車站組1個二纖通道保護環，用于提供車站內業務（例如站房、配電所、公安等信息）的承載。

接入層各環保護倒換時間均小于50ms。

骨干層：在控制中心、鐵路沿線各車站等節點之間組成二纖MESH（網狀）智能保護環，傳送GSM-R業務到移動交換中心；同時，還可以利用骨干環中空閑的通道對接入層業務實現二次保護。在重要車站之間利用第三方光纖，形成骨干層的網狀結構，提供重要業務的智能恢復，由骨干層設備在多點失效情況下，自動計算恢復業務。

骨干層復用段環保護倒換時間均小于50ms。結束語

客運專線、高速鐵路要求高度可靠、高度安全和快速接入的通信網絡，以保證列車的高速安全運行。隨著光網絡技術的進一步發展，OTN技術的逐漸成熟，更多的新技術得到應用，通信網絡將具有更強大的生存能力，業務的保護能力和倒換速度也將會越來越強。