优化济宁电力主干SDH通信传输网络.doc

2006年山东电力通信论文集 优化济宁电力主干SDH通信传输网络优化济宁电力主干SDH通信传输网络孔庆立（济宁供电公司）摘要：随着济宁电网的不断发展，济宁电网光纤通信SDH网络中的站点逐年增加，网络结构不断发生变化，同时出现了许多问题。本文对济宁电网通信改进前的通信网状况、网管升级、网络结构优化调整以及存在的问题等方面进行了阐述与探讨。关键词： SDH、网管、升级网管、网络整改0 引言 随着济宁电网的持续发展，济宁电力通信网也有大幅度的扩充和加强 目前，济宁电力光纤通信承载的业务主要有语音、数据、宽带业务、IP等常规电信业务；电力生产专业业务有保护、安全自动装置和电力市场化所需的宽带数据等。特别是保护和安全自动装置，对光缆的可靠性和安全性提出了更高的要求。可以说，光纤通信已经成为济宁电力安全稳定运行以及电力系统生产生活中不可缺少的一个重要组成部分。随着电网的发展，通信的作用愈发重要，是电网系统的中枢神经。1改进前通信网现状济宁电网于1996年引入光纤通信技术，在城区变电站开通了PDH传输为主的光纤通信，承担了城区电网通信的重任。随着光纤通信技术的快速发展和济宁电网的不断扩大，SDH传输光纤通信逐步深入到济宁电网各个变电站和县局，为济宁电网安全稳定运行起了重大的作用。济宁主干电力通信SDH网络始建于2001年省局光缆三期通信工程，共20个站点，包含8个220KV变电站、调度中心及10个县局和1个电厂。随着济宁电力网络的不断发展，济宁主干电力通信SDH网络从2001年的20个站点发展到现在的34个站点。由于种种原因，济宁主干电力通信SDH网络拓扑结构呈链路型，许多重要站点CSC单板为4X4最低配置，使用E100网管。这种拓补结构规划比较单一,简单明了业务彼此的通讯很好理解,数据和技术的要求相对来说简单.但是如若出现了个别地方的光纤的中断,势必会影响和它关联的节点业务的中断,特别是一些重要的站点。2006年2月，重要站点马青变曾经有一次因电源原因设备失电而导致马青变及与其级联10个站点与调度中心失去了联系，时间尽管中断时间很短，但是性质是恶劣的；济宁局到接庄变之间光缆因市政工程施工，曾多次进行开断，尽管每次都做了迂回路由调整，但是仍然存在设备中断现象，影响10余个站点对调度中心站的通信传输。2004年4月济宁宁接线光缆因电腐蚀及恶劣天气原因发生了断缆事故，导致接庄及与其级联10个站点与调度中心失去了联系，尽管事后进行了重点电路调整及以最快的速度在最短的时间修复了光缆，但是仍造成了恶劣的后果，严重影响了济宁电网通信与数据的传输。2006年4月，济宁局对任城局方向济宁局端STM-1光板性能裂化，导致任城局及以下各站点对调度中心通信中断，及时换板处理后通信得以恢复。大量的事实证明，目前济宁电网所拥有的主干SDH链状拓扑结构不能满足电网通信的安全，必须加以改进。济宁电力网改进前使用的E100网管，版本为E100(1.37021)，尽管版本较低，并没有发生因网管原因引发的传输设备中断现象，但是因设备老化，影响正常的网络管理操作。2升级网管系统 升级原因济宁电力SDH网络从2001年开始陆续建成，使用E100网管。目前E300网管提供了MSTP和远程升级功能，在管理人性化、性能和数据安全等方面都比E100强，因此升级网管到E300，对网络上的S320、S360设备进行管理，对于PCM设备依然使用原E100网管系统管理。济宁目前网管版本为E100(1.37021)，现对济宁电力SDH网管进行升级，升级后网管版本为：E300 V3.16。为了满足E300网管管理需求，需对NCP单板软件进行升级，将原UDP私有协议升级为TCP/IP协议，此外为了支持数据业务，需升级CSC单板软件版本。升级程序升级S360设备和备件NCP版本。BOOT芯片更换为BOOT-NCP-II-GB-LV1.02.002(2004-12-22).BIN， 程序升级为：ZXSM(II)_NCP(G)_IP_V1.01.025.BIN。升级S320设备和备件NCP版本。 BOOT芯片更换为ZXMP(S320)-NCPN-BOOT-LV2.05.001(2005-07-28).bin，程序升级为ZXMP(S320)-NCPN-IP-LV2.06.004(2005-07-28).bin。升级S360设备CSC单板软件。除了CSB单板，将在网S360设备的CSC单板版本统一升级到CSC-LV1.13.006(2003-7-11).hex。升级过程.首先要在E300服务器上创建城域网数据。原城域网E100服务器保持，在新的服务器上创建城域网E300网管的数据，作为现场升级单机的数据使用.数据的制作是繁琐的,需要小心仔细,一个数据的错误将会导致整个业务的中断,后果严重可怕, 我们后台制作数据用了大量的时间和经历,并且反反复复的作了详尽的检查,以确保成百上千的业务数据没有丝毫的错误.其次是到现场升级S360设备NCP版本。为了提高升级速度、降低操作风险和快速安全恢复，我们携带两块备用NCP板、并且确保NCP板无故障，升级时逐点更换NCP单板，这要求我们到每个设备的现场,这个济宁的360 和320的sdh设备必须现场去一遍,在现场更换NCP单板,并由E300网管下载数据库、升级确认业务正常后再继续升级下一个站点，这样万一某一站点升级失败也可以快速定位故障和快速解决。该项操作会引起瞬间中断业务，中断时间约为50ms。因UDP协议与TCP/IP协议不能同时使用，所以没有升级的S360网元和其下挂的S320网元将全部脱管，待网络全部升级工作结束后即可恢复正常。升级S320设备NCP版本。需要现场利用GDOWNLOAD程序下载S320设备TCP/IP协议栈单板软件，并由E300网管下载数据库，升级完毕后向传输网管中心、交换中心确认业务正常后再继续升级下一个站点。该项操作会引起S320升级站点的瞬间误码。还有S360设备CSC单板需要升级,在网管上将主用CSC单板强制到8槽位交叉板，确认业务正常,拔下9槽位交叉板，更换芯片,插上交叉板，等交叉板运行正常后将主用交叉板倒换到9槽位交叉板，确认业务正常,拔下8槽位交叉板，更换芯片,插上交叉板，等交叉板运行正常后将主用交叉板倒换到8槽位交叉板，确认业务正常.为了保证失败可以回头,在只配有一块CSC单板的网元升级时携带一块备用CSC单板.待全网升级结束后，我们在网管中心进行业务观察和确认工作，观察网管业务是否正常，观察网元告警及其他信息,并且请现场的人员帮忙确认所有的业务正确无误。升级的后台数据的制作只是小小的一步,我们需要到现场去升级NCP单板的芯片,升级NCP的芯片需要更换BOOT芯片,到现场要把NCP的BOOT芯片小心翼翼翘出来,然后把烧制好的芯片换上去,换了BOOT芯片后用写程序的网管计算机把NCP的程序写到程序中去,这样完成了NCP的程序的升级.插上NCP后,NCP中是没有数据的,所以要把我们网管的数据下发到NCP上,为了确保下发下去的数据是正确的,我们约定现场再次检查数据,然后再下发数据,观察网管,观察业务是否正常,观察告警,一切正常以后方可以到下一个站点继续升级.遇到异常情况,马上恢复换回以前的NCP确保业务中断的时间很短,不影响通讯,不影响下面点的业务.升级NCP使它们被E300网管管上,需要我们到济宁电网下面的所有设备点去,整个济宁电网360设备约有30个左右,320设备有4个,我们初期的升级NCP走遍了济宁电网所有的点.为了提高效率,我们分作两个队,每天11个点左右.为了促进工作,天天都作计划,不完成任务不许回,虽然作了各种预防,现场总是很复杂的,所以常常计划被打乱,但是每天十来个点的目标是不能放弃的,所以大家每天都工作的好晚,很辛苦早上一大早出发,晚上十来点回来.升级NCP到E300网管的管理只用了三天的时间,三天的时间里把济宁市以及下面的各个县反反复复的走个遍,司机和工作人员每天都跑500多公里左右3网管升级结果升级完整个网络以后，通过观察，E300可以正常的监控到所有的360和320设备，业务正常运行。网络整改原来的网络结构图整改原因这种拓补结构规划比较单一,简单明了业务彼此的通讯很好理解,数据和技术的要求相对来说简单.但是如若出现了个别地方的光纤的中断,势必会影响和它关联的节点业务的中断,特别是一些重要的站点(比如图中的各个变电站)4计划改进后的网络拓补图结合整个网络中重要的站点和现在(或者将来不久)已经有的光纤的条件,并且结合中兴公司的Sdh设备的特性,济宁电力的工程师和中兴公司的工程师经过反复的磋商和探讨,作出了最终的网络拓补结构图:整个网主要由两个622M的相交环构成，其他网元都以155M下挂在主环上；两个环都是复用段保护环；其中环1为：(10#)济宁局(7#)(10#)马青变(7#)(10#)中都变(7#)(10#)汶上变（济宁变）(7#)(10#)凤凰变(7#)；环2为：(7#)高新变(10#)(27#)马青变(30#)(7#)曲阜变(10#)(7#)八里变(10#)(7#)里彦电厂(10#)(7#)接庄变(10#)(7#)鱼台变(10#)(27#)凤凰变(30#)。其中马青变和凤凰变为两个相交点；整改思路为先健环，再调整各支路网元这种结构中有两个环,依据中兴设备具有二纤双向复用段保护的特性,可以实现当环中的某段光纤被意外切断时,中兴的设备可以在50ms以内将业务倒换到环上的另外的方向上,这样实现了在光纤中断时仍然不影响业务的传输,确保济宁电力的通讯的正常进行.二纤双向复用段保护原理两纤复用段保护环是通过APS（自动保护倒换）K字节的传递实现的。所谓自动保护倒换是指当工作通路出现故障时，自动将从工作通路上下的业务倒换到保护通路上下，从而尽量减小业务中断的时间。 二纤双向复用段共享倒换环。所谓“共享”，指复用段需要支持的总的净负荷容量平分给工作容量（S1/S2）和保护容量（P1/P2），二者分别经相反的方向由不同的环来传送（S1/P2，S2/P1），即利用时隙交换技术，实现光纤S1/P2的一半时隙用于传业务信号，另一半时隙用于传保护信号；同样，光纤S2/P1的一半时隙用于传业务信号，另一半时隙用于传保护信号。当光缆被切断或节点失效时，环的保护容量可由环上其他节点之间的任意复用段共用，即S1/P2和S2/P1光纤上的业务信号时隙可转移到另一根光纤的保护信号时隙上，从而完成保护倒换作用。如图，AC信号（A点入环到C点的业务）沿S1/P2光纤顺时针方向传输，而CA（C点入环到A点的业务）信号沿S2/P1逆时针方向传输，此时A、B、C、D四个节点的状态为空状态。当BC节点间光缆被切断，B、C节点内的倒换开关将根据APS协议，将S1/P2与S2/P1沟通。此时B、C两点为桥接倒换状态，A、D两点为全穿通状态。AC由A点沿S1/P2传向B点，在B点，利用时隙交换技术，AC经倒换开关由S1/P2转移到S2/P1上的保护信号时隙上，经D点穿通，在C点经倒换开关回到S1/P2上落地分路。同样，在C点，CA经倒换开关S2/P1转移到S1/P2经D到达B点，在B点经倒换开关回到S2/P1上落地分路。环上其他各点之间的业务保护与上述过程类似。当故障排除后，倒换开关将返回其原来位置。5整改过程网络中的业务正在运行当中,在整改整个网络的过程中我们要想尽一切办法把中断的时间减小到最小,由于整个网络中彼此的节点之间都有业务,节点本身作为传输的终端的同时也是其他节点之间的枢纽,并且节点自身也有主次之分.所以要仔细的规划和处理数据.详细的策划关于环上节点骤如的整改步下:升级济宁变和中都变段： 同时升级中都变和马青变段、马青变和曲阜变段：升级中都变10的OL1S为OL4；升级马青变7的OL1S为OL4；两点都有做数据，下载数据。在济宁变、中都变、马青变、曲阜变分别1人，同时进行单板更换。在济宁变的10槽位插入OL4光板（已有）。在中都变，把原7槽位（其对应网元为汶上局）的OL1S改到24槽位，在7槽位插入OL4光板；将10槽位的OL1S换成OL4光板。在马青变把7槽位和30槽位的OL1S都改为OL4光板，7槽位的OL4对应中都变的10光板，10槽位的OL4对应曲阜变的7光板。在曲阜变把7槽位的OL1S改到30槽位（对应泗水局），在7槽位插入OL4光板（对应马青变30光板），把10槽位的OL1S改为OL4光板（以备和八里变的升级）。这样，环1就建起来了。凤凰变：7和10槽位的OL4为环1使用（保持不动），27（对应鱼台变）和30槽位（对应高新变）的OL4为环2使用。13槽位的OL1S下挂的PCM不变。在增加2张OL1S光板，插到33、34槽位，33槽位对应任城局，34槽位对应嘉祥局。带的光板为OL4 2块，OL1S 2块。 鱼台变：7和10改为OL4光板。鱼台变27OL1S对应金乡局7OL1S的不变。鱼台变的30OL1S对应金威电厂的PCM，保持不变。鱼台变的33OL1S对应鱼台局的7OL1S。带2块OL4板。嘉祥局：7OL1S对应到凤凰变的3