路成龍

山東廣域科技有限責(zé)任公司 山東東營 257081

同步數(shù)字體系自愈保護(hù)一般可以通過多種手段實(shí)現(xiàn),主要包括線路保護(hù)倒換、二纖單向通道保護(hù)環(huán)、二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)、二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)、四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。筆者介紹同步數(shù)字體系光纖通信通道保護(hù)環(huán)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,采用二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)方式進(jìn)行自愈保護(hù)。

1 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)

環(huán)網(wǎng)由兩根光纖組成,兩根光纖分別記為S1/P2、S2/P1。每根光纖傳輸容量的一半作為工作通道S,另一半作為保護(hù)通道P,并且為另一根光纖的工作通道提供反方向保護(hù)。具體而言,光纖S1/P2的一半容量S1傳輸業(yè)務(wù),另一半容量P2為光纖S2/P1的工作通道S2提供反方向保護(hù),光纖S2/P1類似。

正常工作時二纖雙向復(fù)用段保護(hù)如圖1所示。從節(jié)點(diǎn)A到節(jié)點(diǎn)C的業(yè)務(wù)信號AC,在節(jié)點(diǎn)A饋入光纖S1/P2的工作通道S1,并沿順時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)B傳送到節(jié)點(diǎn)C。從節(jié)點(diǎn)C到節(jié)點(diǎn)A的業(yè)務(wù)信號CA,在節(jié)點(diǎn)C饋入光纖S2/P1的工作通道S2,并在同一區(qū)段沿逆時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)B傳送到節(jié)點(diǎn)A。

圖1 正常工作時二纖雙向復(fù)用段保護(hù)

故障時二纖雙向復(fù)用段保護(hù)如圖2所示。節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C間的光纜被切斷,節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)C分別執(zhí)行時隙交叉功能,在節(jié)點(diǎn)B將業(yè)務(wù)信號AC從光纖S1/P2的工作通道S1交叉到光纖S2/P1的保護(hù)通道P1,并使其沿逆時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)D到達(dá)節(jié)點(diǎn)C。在節(jié)點(diǎn)C也利用時隙交叉功能將業(yè)務(wù)信號CA從光纖S2/P1的工作通道S2交叉到光纖S1/P2的保護(hù)通道P2,并使其沿順時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)D到達(dá)節(jié)點(diǎn)A。

圖2 故障時二纖雙向復(fù)用段保護(hù)

2 環(huán)鏈間業(yè)務(wù)

環(huán)帶鏈網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D3所示。節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D組成環(huán),若節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)E存在業(yè)務(wù)信號,則在下列三種情況發(fā)生時,可以對業(yè)務(wù)信號進(jìn)行保護(hù):節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)D間斷纖,節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D間斷纖,節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C失效。

圖3 環(huán)帶鏈網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

環(huán)帶鏈正常工作如圖4所示。采用子網(wǎng)連接保護(hù)1+1單端保護(hù)方式,業(yè)務(wù)信號AE在節(jié)點(diǎn)A雙發(fā),一路通過工作通道S,沿逆時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)B傳送到節(jié)點(diǎn)D,另一路通過保護(hù)通道P,沿順時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)C傳送到節(jié)點(diǎn)D,在節(jié)點(diǎn)D處通過通道選擇器選擇一路最佳的信號傳送至節(jié)點(diǎn)E。同理,業(yè)務(wù)信號EA經(jīng)節(jié)點(diǎn)E傳送至節(jié)點(diǎn)D后雙發(fā),分別經(jīng)工作通道S和保護(hù)通道P傳送至節(jié)點(diǎn)A,再選擇一路最佳的信號接收。

圖4 環(huán)帶鏈正常工作

環(huán)帶鏈發(fā)生故障如圖5所示。節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D之間斷纖,節(jié)點(diǎn)A檢測到工作通道S信號故障,在節(jié)點(diǎn)A倒換到保護(hù)通道P,選擇保護(hù)通道P的業(yè)務(wù),保證鏈上到環(huán)上的業(yè)務(wù)不會丟失。

圖5 環(huán)帶鏈發(fā)生故障

勝東供電管理區(qū)如圖6所示。

圖6 勝東供電管理區(qū)

以永二變至辛安集控站通信業(yè)務(wù)為例,做相應(yīng)說明。永二變部分通信業(yè)務(wù)傳送至辛安集控站,工作路由為永二變、永一變、永三變、九分場變、辛安集控站,保護(hù)路由為永二變、永一變、辛安集控站。當(dāng)永一變—永三變—九分場變—辛安集控站任意站段發(fā)生通信中斷時,通信會自動切換至保護(hù)路由,永二變通信不會受到影響。

3 雙環(huán)間業(yè)務(wù)

由于傳輸設(shè)備組網(wǎng)的靈活性,在實(shí)際應(yīng)用中,一個同步數(shù)字體系網(wǎng)絡(luò)可能由相交環(huán)、相切環(huán)、環(huán)帶鏈等各種組網(wǎng)方式組合,形成一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

3.1 相切環(huán)

所謂相切環(huán),指兩個或者兩個以上的單環(huán)相交,每兩個環(huán)的交點(diǎn)只有一個。典型相切環(huán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D7所示。節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C組成環(huán)一,節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)E組成環(huán)二,節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)D有業(yè)務(wù)信號,則在下列多種情況發(fā)生時,可以對業(yè)務(wù)信號進(jìn)行保護(hù):節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C間斷纖,節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)C間斷纖,節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)E、節(jié)點(diǎn)D間斷纖,節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D間斷纖。

圖7 典型相切環(huán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

相切環(huán)正常工作如圖8所示。采用子網(wǎng)連接保護(hù)1+1單端保護(hù)方式,業(yè)務(wù)信號AF在節(jié)點(diǎn)A雙發(fā),一路通過工作通道S沿逆時針方向傳送至節(jié)點(diǎn)D,另一路通過保護(hù)通道P傳送至節(jié)點(diǎn)D,在節(jié)點(diǎn)D通過通道選擇器選擇一路最佳的信號發(fā)送,經(jīng)過節(jié)點(diǎn)G傳送至節(jié)點(diǎn)F。業(yè)務(wù)信號FA在節(jié)點(diǎn)F由工作通道S1經(jīng)節(jié)點(diǎn)G傳送至節(jié)點(diǎn)D,在節(jié)點(diǎn)D雙發(fā),分別通過工作通道S和保護(hù)通道P傳送至節(jié)點(diǎn)A,再選擇一路最佳的信號接收。

相切環(huán)發(fā)生故障的情況有多種,單處斷纖的情況可參照前述每種保護(hù)方式的原理應(yīng)對,此處僅對異側(cè)光纖同時發(fā)生斷纖時的保護(hù)進(jìn)行說明,如圖9所示。業(yè)務(wù)信號AF在節(jié)點(diǎn)A雙發(fā),節(jié)點(diǎn)D對兩個方向傳送來的業(yè)務(wù)信號進(jìn)行比較,由于工作通道故障,節(jié)點(diǎn)D的通道選擇器將倒換到保護(hù)通道P,接收從保護(hù)通道P傳送來的業(yè)務(wù)信號,然后再經(jīng)節(jié)點(diǎn)G傳送至節(jié)點(diǎn)F。業(yè)務(wù)信號FA則不受影響。如果復(fù)用段保護(hù)環(huán)節(jié)點(diǎn)F、節(jié)點(diǎn)G、節(jié)點(diǎn)D之間某段光纖同時斷,則再在復(fù)用段保護(hù)環(huán)中啟動復(fù)用段保護(hù)。

圖8 相切環(huán)正常工作

圖9 相切環(huán)發(fā)生故障

以勝東供電管理區(qū)廣一變至九分場變通信業(yè)務(wù)為例,做相應(yīng)說明。廣一變部分通信業(yè)務(wù)傳送至九分場變,工作路由為廣一變、萊一變、萊東變、辛安集控站、永一變、永三變、九分場變,保護(hù)路由為廣一變、王崗變、田莊變、勝利電廠、錦華變、辛六變、東區(qū)公司、辛安集控站、九分場變。當(dāng)永一變—永三變—九分場變?nèi)我庹径伟l(fā)生通信中斷時,通信會自動切換至保護(hù)路由,廣一變通信不會受到影響。

3.2 相交環(huán)

相交環(huán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D10所示。節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D組成環(huán)一,節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)E、節(jié)點(diǎn)F組成環(huán)二,節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)F有業(yè)務(wù)信號,則在下列多種情況發(fā)生時,可以對業(yè)務(wù)信號進(jìn)行保護(hù):節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)C間斷纖,節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)C間斷纖,節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)E、節(jié)點(diǎn)F間斷纖,節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)F間斷纖,節(jié)點(diǎn)C或節(jié)點(diǎn)D掉電。

圖10 相交環(huán)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

鏈路狀態(tài)為同側(cè)自愈保護(hù),正常工作如圖11所示,利用工作通道S1與S2傳送業(yè)務(wù)信號。業(yè)務(wù)信號AE在節(jié)點(diǎn)A饋入光纖S1/P2的工作通道S1,沿逆時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)C、主節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)D傳送至節(jié)點(diǎn)E。同理,業(yè)務(wù)信號EA在節(jié)點(diǎn)E饋入光纖S2/P1的工作通道S2,沿順時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)D、主節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)C傳送至節(jié)點(diǎn)A。保護(hù)通道P1與P2可傳送額外業(yè)務(wù)信號,同時在保護(hù)節(jié)點(diǎn)采用業(yè)務(wù)信號穿通方式至主節(jié)點(diǎn),作為備選業(yè)務(wù)信號。

圖11 同側(cè)自愈保護(hù)正常工作

主節(jié)點(diǎn)故障如圖12所示。主節(jié)點(diǎn)失效時,業(yè)務(wù)信號在相鄰主節(jié)點(diǎn)的站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)交叉環(huán)回,節(jié)點(diǎn)C將業(yè)務(wù)信號AE從工作通道S1交叉到保護(hù)通道P1,業(yè)務(wù)信號AE由節(jié)點(diǎn)A經(jīng)節(jié)點(diǎn)C、節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)B、保護(hù)節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)F、節(jié)點(diǎn)E、節(jié)點(diǎn)D傳送至節(jié)點(diǎn)E,節(jié)點(diǎn)D將業(yè)務(wù)信號EA從工作通道S2交叉到保護(hù)通道P2,業(yè)務(wù)信號EA由節(jié)點(diǎn)E經(jīng)節(jié)點(diǎn)D、節(jié)點(diǎn)E、節(jié)點(diǎn)F、保護(hù)節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)B、節(jié)點(diǎn)A、節(jié)點(diǎn)C傳送至節(jié)點(diǎn)A。保護(hù)節(jié)點(diǎn)故障時,維持原有的傳送路徑,原有業(yè)務(wù)信號不受任何影響。

鏈路狀態(tài)為異側(cè)自愈保護(hù),正常工作如圖13所示,利用工作通道S1與S2傳送業(yè)務(wù)信號。業(yè)務(wù)信號AE在節(jié)點(diǎn)A饋入光纖S1/P2的工作通道S1,沿逆時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)C、主節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)F傳送至節(jié)點(diǎn)E。同理,業(yè)務(wù)信號EA在節(jié)點(diǎn)E饋入光纖S2/P1的工作通道S2,沿順時針方向經(jīng)節(jié)點(diǎn)F、主節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)C傳送至節(jié)點(diǎn)A。保護(hù)通道P1與P2可傳送額外業(yè)務(wù)信號,同時在保護(hù)節(jié)點(diǎn)采用業(yè)務(wù)信號穿通方式至主節(jié)點(diǎn),作為備選業(yè)務(wù)信號。

圖12 同側(cè)自愈保護(hù)主節(jié)點(diǎn)故障

圖13 異側(cè)自愈保護(hù)正常工作

主通道故障如圖14所示,此時主節(jié)點(diǎn)和保護(hù)節(jié)點(diǎn)處開關(guān)發(fā)生倒換,進(jìn)行雙節(jié)點(diǎn)切換,業(yè)務(wù)信號通過備用通道傳送。

若備用通道故障,則環(huán)網(wǎng)不動作。若保護(hù)節(jié)點(diǎn)故障,則業(yè)務(wù)信號在主節(jié)點(diǎn)環(huán)回,與同側(cè)的保護(hù)方式相同。若主節(jié)點(diǎn)故障,則業(yè)務(wù)信號在保護(hù)節(jié)點(diǎn)環(huán)回,與同側(cè)的保護(hù)方式相同。

以勝東供電管理區(qū)廣一變至電調(diào)中心通信業(yè)務(wù)為例,做相應(yīng)說明。

圖14 異側(cè)自愈保護(hù)主通道故障

廣一變部分通信業(yè)務(wù)傳送至電調(diào)中心,工作路由為廣一變、王崗變、田莊變、勝利電廠、電調(diào)中心,保護(hù)路由為廣一變、萊一變、萊東變、辛安集控站、永一變、永三變、九分場變、新孤變、渤三變、鹽鎮(zhèn)變、坨六變、電廠變、電調(diào)中心。當(dāng)工作路由中光纜或設(shè)備出現(xiàn)中斷時,通信會自動切換至保護(hù)路由,廣一變通信不會受到影響。