面向继电保护业务的通信设备2M光接口技术

李泽宇 赵克明 王晓峰 宋阳 张之栋

（国电电网公司东北分部 辽宁省沈阳市 110180）

1 引言

继电保护装置是确保电力系统健康、平稳运行的重要的手段与措施[1]。光纤通信凭借着传输容量大、距离远、质量高、抗电磁干扰强等优点成为继电保护信号目前最理想的传输媒介[2-3]。而继电保护装置与SDH 光传输通信设备之间主要通过光电转换设备实现接口匹配，并非全光通信[4-6]。而2M 光接口技术可以减少中间光电转化器设备，有利于提高通信信道的可靠性以及运行维护的便利性[7-8]。

由于标准的不统一，导致测试的设备在不同厂家设备之间难以互通，不利于电网的统一运维与调配；另一方面，当前行业内适用于2M 光接口性能测试的仪器无法完成较为精确的测试任务，因此需要研发出适用于电网2M 光接口的新型专用仪器。

2 传输2M光接口方案

2.1 2M光接口总体框架

2M 光接口的应用场景如图1所示，本装置采用接口板+处理板的方式，将2M 光信号恢复成2M 时钟信号，有助于减少传统光电、电光转换以及不必要的编码过程。

2.2 2M光接口具体方案

（1）在SDH 设备的1:N 保护技术系统框架如图2，所示，提供2M 光接口，并支持 1:N 保护。

（2）TPS 保护的优化设计实现了基于硬件平台的设备级保护，通过1:N 的热备份保护方式，在不改变硬件架构的基础上，缩减TPS 所需要的保护倒换时间。

（3）传输2M 光口方案和现有的通信传输设备完全融合，提供一体化的网管操作界面，软硬件功能稳定可靠，功能强大。当MSTP A 到MSTP B 方向的光纤损坏后，传输网管可以看到MSTP B 设备的2M 光板上报TU-AIS 告警，给故障的分析定位带来极大的方便。

（4）MSTP 正确设备读取2M 光口数据的前提是能够从2M 光口中提取2.048M 的时钟。传输2M 光接口设备采用先进的CDR 技术以及合理的模拟去抖设计，为2M 光接口数据的传送保证高精度，高可靠。

3 测试方法与工作流程

3.1 测试方法

对2M 光接口进行测试时，将其如图1 形式安装好后，测试仪器为BER-1565 型2M 光接口误码仪如图2所示。它能够有效测量光接口中的信号格式、速率、误码等指标。当采用单误码仪时，可以通过环测方式测试，也可以使用两个误码仪连接设备两端，其连接方式如图3所示。测试时，使用的设备主要包括南瑞继保与北京四方。

图1：继电保护设备连接图

图2：光接口误码仪

3.2 测试流程

3.2.1 光功率与误码测试

该测试方案同时测量南瑞继保与北京四方的设备，通信设备分别采用中心与华为的设备进行测试，测试结果如表1所示。

3.2.2 告警信号

表1：光接口基本参数测量结果

表2：光接口时延测试结果

图3：误码仪连接

在设备连接中断、时钟错误、单板连接错误等故障发生时，连接2M 光接口的相应设备上会提示针对性的错误。它们包括以下几个方面：

（1）VC12 告警。

当SDH 测试仪插入VC12-UNEQ 或设置V5（b5-b7）=000）并正常工作后，取消插送VC12-UNEQ，此时单板点亮告警灯，并上报VC12-UNEQ，同时单板上报VC12-UAS 性能。单板下插AIS，回送V5(b8)=1,K4(b5-b7)=110(E-RDI connective defect)。恢复正常后，告警灯熄灭，单板主动上报告警信息消失。

（2）TU12-AIS 与TU12-LOP 告警。

SDH 设备分别插入并取消插入TU12-AIS 与TU12-LOP 设备，单板都会点亮告警灯，并分别上报主动上报TU12-AIS、LOS，同时单板上报VC12-UAS 性能。

（3）光口报警。

在仪表下插光口LOS或者配了时隙但仪表不上业务，然后取消，初始不上报光口LOS 告警，取消后业务中断，上报光口LOS 告警信息。

（4）背板告警。

在业务总线上选择不在位的交叉板，然后切换到在位的交叉板，初始业务中断并上报背板告警，然后业务恢复正常，告警灯熄灭，停止上传告警信息。

（5）告警屏蔽。

屏蔽部分告警信息，则被屏蔽的告警信息。

3.2.3 可靠性与实时性

为全面验证2M 光接口设备在实际环境中的可靠性，将该设备用于实际环境中连续运行超过800 个小时。本文使用不同的光缆长度，测量他们的时延，其结果如表2所示。

4 结论

本文针对转换设备带来的网管、供电、接地、布线、故障排查、调试等困难，提出面向继电保护业务的通信设备2M光接口技术方案，该方案采用接口板+处理板的方式以及TSP 保护，提供成熟、稳定的网管系统，并且使用业界领先的时钟恢复功能进而降低抖动，保证高精度、高可靠。仿真与现场测试结果表明，该装置不仅能够减少光电/电光转换过程的不必要开销，还能够简化网络结构，有助于进行维护和故障定位，实现对中间传输节点的一体化管理运维，有效避免了网络管理盲点。