天津滨海电力光传输网络南部环双平面优化方案研究

2018-01-04操彦

湖北科技学院学报 2017年6期

关键词：核心层传输网滨海

操彦

(国网天津滨海供电公司，天津 300450)

天津滨海电力光传输网络南部环双平面优化方案研究

操彦

(国网天津滨海供电公司，天津 300450)

在电力系统中光传输网络是承载各类业务的重要平台。随着电网的发展和科技的进步，光传输网络规模不断扩大、业务需求不断增多。原有的光传输结构已远不能满足公司发展需要。文章在分析天津滨海电力光传输网南部环目前存在的问题后，结合信通计划〔2016〕55号文，提出了双平面建设的网络优化方案，优化网络结构。通过引入新品牌，将四级网光传输网络建设为双配置双平面网络，同时将网架结构简化为核心层和接入层两层，降低运维难度，切实提高网络运行可靠性，提升业务承载能力，降低运行风险。

天津滨海电力；电力通信；传输设备；网络优化

传输网是电力骨干通信网的重要组成部分。天津滨海电力光传输网络是四级网传输网络，最早于2006年开始建设，目前已逐渐扩大成覆盖滨海地区全境，涵盖系统站和用户站的单品牌光传输网络。

天津滨海电力光传输网由滨海南部环和滨海北部环组成。运行10年来，随着网络规模的不断扩大和运行时间的增加，网架结构日趋复杂，设备槽位占用率较高，业务需求增大，通道利用率过高，设备故障率增高，设备老旧等问题日趋凸显。由于站点数量大，业务繁多且对带宽的需求大，单平面网络的结构劣势逐渐显现。希望对问题较为集中和突出的滨海南部环进行优化，将其由单平面网络结构调整为双平面网路结构，从而提升公司光传输网络的运行可靠性，提升其业务承载力，降低其业务通道运行风险，为建设坚强智能电网打下坚实的基础，使电力通信变得更加经济、可靠和可持续。

一、天津滨海电力光传输网南部环现状

天津滨海电力是全国31家大型重点供电企业之一，公司光传输网络最早于2006年开始建设。随后按照公司发展规划，结合公司供电范围内的变电站规模及地域特点，逐渐扩大成覆盖滨海地区全境，涵盖系统站和用户站的单品牌光传输网络。

天津滨海电力光传输网目前配置以色列伊赛(后文简称ECI)公司的XDM系列的光传输设备，采用多业务传送平台 (Multi-Service Transfer Platform，MSTP) + 同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)技术体制进行光传输设备组网。光传输网络中设备分为核心层和接入层。目前已经形成了滨海南部环和滨海北部环两个部分，中间通过2.5G光路互联形成环中环，网中网，部分站点支链接入的结构。

天津滨海电力光传输网南部环覆盖滨海地调范围内南部区域的全部110kV变电站、35kV变电站、地调中心站、地调电厂、营业网点等。承载着公司生产控制大区的全部业务及管理信息大区的大部分业务，包括调度自动化业务、配电自动化业务、五防业务、地调数据专网业务、生产信息管理系统业务、电源监控业务、电能量采集业务、遥视业务、行政交换机联网业务、数据通信网互联业务等多种业务[1]，在电力生产调度、运维管理中起着举足轻重的作用。

二、天津滨海电力光传输网南部环目前存在的问题

由于公司光传输网络南部环于2006年开始建设，后期逐步扩大，导致整体规划性不强。同时随着网络规模的不断扩大，网络结构局限性日益凸显，且由于部分设备已超期运行，设备故障率增加，对网络安全以及业务通道的可靠运行造成了严重威胁，亟需开展网络优化工作。网络现存在问题如下：

(1)局部网络结构有待完善。光传输网为裸光纤方式组网，受限于光缆路由、纤芯资源。而部分对于光通信属于重要路由的路径或受一次线路影响未敷设光缆，或光缆饱和无法合理接入，这对网络结构的合理性造成了一定影响。此外网络中核心层、接入层存在 2.5 Gbit/s 链路与 622 Mbit/s 链路混接的现象，目标网架结构不清晰。

(2)板卡故障率高的问题难以得到根本解决。由于部分设备已超期运行，设备整体性能下降，故障率提升。同时由于厂家的技术升级，大量实际在运的板卡已经停产，这类板卡故障后无法更换新板卡，只能通过返厂维修的方式进行故障消缺。而板卡返厂维修造成的板卡性能劣化是不可逆的，这也极大提高了设备的板卡故障率。

(3)难以适应调度数据专网发展需要。天津滨海供电公司调度数据专网二平面建设改造工作将于十三五期间开工建设，然而目前公司光传输网只有一套设备、一张网，且带宽占用率较高，难以满足调度数据专网二平面的接入需求。

天津滨海电力光传输网南部环双平面优化及改造方案。

优化及改造原则：

依照Q/GDW 11358-2014 电力通信网规划设计技术导则，信通计划〔2016〕55号国网信通部关于进一步推进地市骨干传输网优化工作的通知，以及天津滨海电力光传输网运行现状、光缆资源情况和通信电源情况进行优化和改造工作。结合基建工程已建、在建光缆以及上级网已有的富裕光缆纤芯资源，将优先对滨海南部环进行光传输网双平面优化工作。根据信通计划〔2016〕55号文相关要求，按照“网络分层、业务分区”的原则对网络架构进行调整，明确各站点的功能和用途，简化结构，形成核心层设备和接入层设备两层扁平化结构。同时对于区域内的A+及A类站点增加光传输设备进行双配置、双平面架构的构建。

优化方案及目标网架结构：

优化前天津滨海电力光传输网南部环如图1所示。

图1 优化前天津滨海电力光传输网南部环

网络共包含33个节点(考虑到光传输设备安装位置的保密性，图中节点用光传输设备所在通信站点的首字母表示。如节点BHJ表示在滨海局的光传输设备，DG表示在大沽站安装的光传输设备)。现准备对这些节点的光传输设备进行改造，退运达到使用年限的ECI老旧设备，引入新的符合国家电网公司相关要求的光传输设备进行组网。同时在区域内的A+及A类站点内增加光传输设备，最终完成双配置、双平面架构的构建，实现业务的分级承载[2]。

核心层优化方案

核心层主要负责业务汇聚。核心层节点数不超过全网站点数的15%。结合光缆资源情况、机房运行环境、电源情况、通信站点类别和电网中长期规划，对核心层站点进行选取和调整[3～6]。核心层站点共计7个，其中BHJ、JLL、DGJ为集控站点，SLC、XFL、DG、HM为地理位置重要、光缆路由丰富、通信电源情况良好且配置有滨海地调四级网通信机柜的220kV变电站。核心层站点设备全部采用不同品牌的双重化配置，光传输设备采用10G光传输设备。核心层环网保护采用通道保护。实施关键环节包括以下3方面：

(1)在核心层站点新上其他品牌的10G光传输设备，并利用互联光缆或者结合天津电力省级OTN采用光纤复用的方式形成环网，构建新的光传输网。新品牌光传输设备核心层传输拓扑图如图2所示：

图2 新品牌光传输设备核心层传输拓扑图

(2)调整核心层站点原有的ECI光传输设备及其网架结构，确保核心层站点ECI光传输网络拓扑简单合理。

(3)在核心层站点中将新扩建设备与原设备之间用622 Mbit/s光路进行互联，确保在运业务不受影响。核心层站点新扩设备之间以及新扩设备与原设备之间光路互联方案如图3。

最终达到改善国网天津滨海公司核心环网架结构，提高通信网络运行管理水平的目的。

图3 核心层站点新扩设备之间以及新扩设备与原设备之间临时光路互联拓扑图

接入层优化方案

接入层负责110kV变电站、35kV变电站及独立通信站点的通信覆盖和业务接入，组建接入层2.5G传输环网。根据国网信通部关于进一步推进地市骨干传输网优化工作的通知中对设备优化的要求，分为“B/C类供电区域的站点”及“A/A+类供电区域的站点”两种不同改造方案。

(1)B/C类供电区域的站点，共计16个，这类站点将光传输设备更换为新品牌的2.5G光传输设备，同时利用现有光缆网架，优先采用两点环形就近接入核心层，其次考虑单点环形接入，尽量不采用链型或树形接入。

(2) A/A+类供电区域的站点,共计11个，这类站点采用双配置、双平面架构的改造方案。首先，新上新品牌的2.5G光传输设备进行相关业务割接。再通过设备搬迁等方法更换已达到使用年限的老旧ECI光传输设备，同时调整现状ECI传输网络结构，使结构简洁明了。最终实现双配置、双平面架构。

(3)进行业务优化接入工作。搭建好新品牌光传输网络后，进行业务路由优化。业务的优化接入按业务的主用通道走新品牌光传输网络，业务的备用通道走原有光传输网络的原则进行。最后进行测试确保业务在光传输网核心层双平面之间能够正常运行。

双平面目标网架

最终天津滨海电力光传输网络南部环双平面目标网架结构图如图4所示。在新品牌光传输网络中将滨海局、吉林路、大沽站等7个核心层站点构建10Gbit/s核心层光传输环，与现有网络的2.5Gbit/s光路相比传输容量提升了4倍。同时将接入层设备的接入光路速率由现有的155Mbit/s或622Mbit/s提升至2.5GGit/s，通过提升光路传输速率极大的提高了业务承载能力，为后期通信新业务的接入预留了极大的空间。

同时对于网络运行可靠性要求较高的核心站点和A+/A类变电站点实行双配置、双平面架构，将原有的ECI传输网络中的接入层设备接入速率整体升至622Mbit/s，在核心站点用622Mbit/s光路将新品牌设备和ECI品牌进行互联，丰富了网络拓扑结构，解决了单设备故障对通信业务的影响，提高网络运行可靠性,降低了运行风险。

图4 天津滨海电力光传输网络南部环双平面网架结构图

网管优化方案

在滨海地调机房、地调备调机房各配置一套网管系统，以实现对新的光通信系统各网络单元的监测和管理功能。同时对ECI传输网管进行升级以便更好地管理设备和板卡。SDH管理系统的管理功能、网络结构、嵌入控制通路(ECC)功能以及协议等均应符合ITU-T建议G.784、Q.811和Q.812。管理信息模型应符合ITU-T建议G.774系列。新设网管软件要求达到目前最新版本，并满足TMS接入要求。网管软件及北向接口应免费开放。