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摘 要：SDH通信技术广泛应用于电力通信系统中，但是简单的县域SDH通信传输网络结构，限制了通信网络的发展。本文重点分析了SDH特点、应用和县域SDH通信传输网络存在问题，提出了市县一体化SDH通信传输网优化方案，提高了SDH通信传输网优化程度。
关键词：SDH；县域；市县一体化；优化
中图分类号：C91 文献标识码：A
随着信息社会的到来，电力系统通信要求信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而传统网络技术业务单调、扩展复杂、带宽局限。SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。县域SDH通信传输网近年来飞速发展，网络节点不断增加，但是简单的通信网络结构限制了SDH通信传输网的发展，市县一体化SDH通信传输网优化原则的提出可以彻底解决区域限制，提高SDH通信传输网优化程度，适应新业务的发展需要。
1 SDH特点
SDH有全世界统一的网络节点（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传送、复用、交叉连接和交换过程，它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块（Synchronous Transport Module），STM-N。当n=1、4、16时，其最基本的模块为STM-1、STM-4和STM-16，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即在网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分）用于网络的运行、管理和维护（OAM）。
①SDH传输系统在国际上有统一的帧结构，数字传输标准速率和标准的光路接口，形成了全球统一的数字传输体制标准；
②由于采用了较先进的分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC）、网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大，具有较强的生存率。
③SD有多种网络拓扑结构，它所组成的网络非常灵活，具有运行管理和自动配置功能；
④SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。
⑤SDH是严格同步的，从而保证了整个网络稳定可靠，误码少，且便于复用和调整；
⑥标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现横向兼容，降低了联网成本。
2 SDH在电力通信系统中的应用
2.1 电力通信专网特点
随着网络传输技术的不断发展，电力系统中基于宽带数据网的应用也越来越多，如图像监控、实时数据采集、实时控制、各种管理信息系统（MIS）等，原先采用窄带数据网承载的业务也逐步转移到宽带数据网上。除此之外，电力通信专用网本身还具有一些特点：
①电力通信网基本上应以光纤通信为主，以无线通信作备份或补充。
②光纤网络拓扑结构复杂，整个网络节点数非常多，需要传输设备有很强的组网和网络管理能力，且对设备的可靠性要求非常高。
③电力系统所敷设光缆通常芯数较少，考虑到电网安全性，应尽量节约光纤通信系统所占用的光纤芯数。
④为满足整个电力部门目前和将来的所有通信需求，需要做到话音、视频和数据多网融合。
2.2 SDH在电力通信专网中的应用
为满足以上电力通信专网的需求，SDH具有光纤传输、可靠性高、占用光纤少、应用接口广泛等優点，具体应用如下：
①SDH以光纤为串联和传输媒介，主要完成光信号与电信号的转换。
②SDH网络具有强大的自愈功能，借助链形、星形、树形、环形等基本拓扑结构或相切环、相交环等复杂网络拓扑结构组成光纤自愈环的网络拓扑结构，提高整个通信传输网络的可靠性。
③利用SDH环网拓扑结构原理，相邻SDH网元连接普遍采用双纤单通道，节约光芯。
④SDH支持2M和以太网传输接口，具有“SDH+路由器”、“SDH+交换机”“SDH+PCM”等传输模式。采用基于SDH和MSTP，可使调度网实现计算机网络的远程互联，从而实现二网合一，极大地降低网络建设成本。
3 SDH网络结构拓扑
SDH网是由不同类型的SDH网元设备，通过光缆互连而成的，由这些网元设备完成SDH网的上下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等传送功能。SDH网的网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的基本拓扑结构大致有这样几种方式：链形、星形、树形、环形和网格形等。
主干传输网可采用光纤自愈环的网络拓扑结构，也可以采用双环相切、多环相切的主干网络拓扑结构，采用相切环时可在两环相切的节点上采用双环网元设备交叉保护，克服双环相切时节点保护可靠性差的问题。支路可根据实际需要采用链形、星形、树形等结构。相交环在组网过程中需要将两个单一物理环网连接到两个网元上，和相切环相比，可以实现对单相交节点失效时的业务保护。配置相交环业务比相切环业务的方法复杂，但保护机制完善。相交环和相切环都可以实现两SNCP环各出现一段光纤中断时的业务保护；同时，相交环能够实现对单相交节点失效时的业务保护适用于对环单相交节点有失效保护要求的场景。
另外，SDH复杂网络结构调整也可以采用共享光纤虚拟路径保护、复用段共享光路保护、DNI组网等方式，可视具体情况合理规划，组成SDH复杂网络，提高SDH传输网络结构合理性。
4 县域SDH通信传输网络现状与存在问题
电力系统通信的特点主要表现为：要求有较高的可靠性和灵活性；传输信息量少、种类复杂、实时性强；具有很大的耐“冲击”性；网络结构复杂；通信范围点多面广；无人值守的机房居多。随着电力光缆通信重要性的不断增加，电力光缆网络结构不断得到完善，SDH组网优化程度不断提高，但是由于县域光缆通信网络基础较差，导致县域SDH通信传输通信网络薄弱、网络结构简单，安全性很差。县域SDH通信传输网络多为单环或链式结构，自愈能力较低，一旦发生网元故障，将引起下级一个或数个网元无法上传，严重影响整个通信网络安全。
以某县域SDH通信传输网络为例：
某县域SDH光传输系统于2011年6月投运。截至2014年底，光通信设备44套，其中2.5G光通信设备18套、622M光通信设备26套。
覆盖了某县域公司所辖各变电站及用户站，沟通某县域各公司所辖各办公场所及所属变电站的光纤通信联络。2013年初步形成了以10个节点为核心，最大光通信通道容量为2.5G的自愈环保护网络。目前整个光通信主干网络以2.5G光通信通道容量为主；其它站点以155/622M设备就近接入主环，形成区间622M环网。
SDH网络结构图中，南北网分开，南北环为单一2.5G环网，其他设备以链状结构挂于环网上，安全系数很低，没有达到要求。
某县域南北狭长，地域条件限制了通信网络建设的步伐，导致南北SDH通信传输网络分离，并且网元无法成环，严重影响了某县域通信网络安全。
某县域通信网的问题并非整个县域通信网络建设的个例，其他县域通信SDH网络建设和规划过程中，也会遇到这方面的问题。近年来，公司不断加大县域通信网络投入，加大光缆与通信设备建设的同时，也应从通信网络整体出发，指导优化网络结构。
5 县域SDH通信传输网络优化方案
5.1 资源优化
目前，县域SDH通信网络结构单一、安全性低等问题不断得到重视。为彻底解决这个问题，应借鉴电网建設的方法，将县域SDH通信网络与市公司或相邻县域SDH通信网络融合，整合整个市域SDH通信资源网络，实现市县SDH通信网络一体化。市县一体化SDH通信网络要求市县SDH设备必须同一品牌，并且拥有多处光缆重合点。
借助市公司资源，市域建设成大容量环网，然后将县域SDH通信网络合理规划，接入市公司SDH通信网络结构内。
“十三五”期间，市域公司四级通信网将对现有SDH设备进行品牌归并和光传输网络结构优化，在扩充完善现有SDH、PTN网络同时，深化研究大容量骨干传输网。
市县一体化通信资源优化思路：
①通信设备品牌一体化。市域公司SDH设备存在爱立信及华为两种品牌设备。其中直供区为爱立信设备，县公司为华为设备。市域公司规划将SDH设备逐步统一为华为设备。
②统一规划。通信网市县一体化趋势下，市域公司的总体光传输网络结构不够合理。主要原因是建设时间早，规划思路不清晰。利用“十三五”规划方案的编制将市县通信网统一规划。
③提高通信设备传输速率。目前市域公司所属县域华为SDH设备最大速率为2.5Gb/s，所属中兴PTN设备最大速率为10GE，根据宽带流量测算，至2020年将不能满足带宽流量需求。“十三五”期间华为SDH设备最大速率提高到10Gb/s，所属中兴PTN设备最大速率为40GE。
④逐步实现PTN网络全覆盖。2014年末，直供区内35kV～110kV变电站实现PTN网络全覆盖，但是县公司境内35kV～110kV变电站未全覆盖。“十三五”期间实现辖区变电站PTN全覆盖。
5.2 组网优化
市县通信资源整合，为下一步SDH网络拓扑结构优化提供了可能。以“自下而上，逐级双汇聚、双上联”为优化原则，形成合理的通信网容灾架构，在市重要节点或个县域通信网内选取220kV变电站或500kV变电站假设SDH设备组成环网。县域SDH通信网可以境内的220kV变电站或500kV变电站为接入点，将SDH设备接口接入市公司环网内。县域SDH光传输通信网利用市公司通信资源，形成多个相交和相切复杂保护环，县域通信主站和辖区内110kV变电站为核心节点形成2.5G通信主环，其他35kV变电站形成简单环网挂靠在主环网上。SDH网络拓扑结构优化在简便了通信结构、操作步骤的同时，也提高了整个县域光传输通信网的合理性和安全性。
5.3 优化分析
调整SDH传输网结构，重要站点组成核心网，核心网传输速率选取10Gb/s。县公司、县公司第二汇聚点以及县公司境内的220kV变电站、直供区部分220kV站点的传输设备作为汇聚层，以2.5Gb/s接入核心层网络，直供区其他相关站点、县域内110kV～35kV变电站作为接入层设备接入汇聚层。
在实际的优化过程中，中心站设备数量可根据本地区网络规模的大小确定。此外，应该根据现有条件，尽可能多地考虑设备之间的互连，这样既可以保证业务接入及调整的灵活性，也可以满足变电站之间开展业务的要求，使整个电力通信网能适应各种业务的开展。
结语
SDH传输技术不断得到完善、发展，它的一系列优点非常适合应用于电力通信行业，但是随着电网建设步伐加快，新建变电站增加迅猛，SDH网络结构规划与优化越发重要。针对县域通信网通信结构薄弱，结构优化困难，文章重点探讨了市县一体化结合简单与复杂网络结构优化的方式，问题正逐步得到解决。
参考文献
[1]朱亚萍，尚炜，徐坤，等.电力通信SDH传输网络架构优化及改造[J].中国新通信，2015，17（10）：2-3.