目录 第1章、绪论................................................................................................................................... 2
1.1研究的背景和目的 ............................................................................................................. 2
1.2 SDH的应用与发展趋势 .................................................................................................... 3
第2章、SDH技术介绍 .................................................................................................................. 4
2.1 SDH的产生 ........................................................................................................................ 4
2.2 SDH的特点 ........................................................................................................................ 4
2.3 SDH的应用设备 ................................................................................................................ 5
第3章、SDH组网技术在电力通信专网中的设计 ...................................................................... 7
3.1电力通信专用网的特点 ..................................................................................................... 7
3.2电力通信专用网的构建思路 ............................................................................................. 7
3.3电力系统通信专网的SDH网络拓扑 ............................................................................... 9
3.4其他辅助通信系统 ........................................................................................................... 10
3.5 SDH多业务传送平台 ...................................................................................................... 12
第4章、电力系统通信专网的测试 ............................................................................................. 15
4.1 测试内容.......................................................................................................................... 15
4.2 测试方法.......................................................................................................................... 16
4.2.1 传输延迟的测试 ................................................................................................... 16
4.2.2 网络拥塞测试 ....................................................................................................... 16
4.2.3 网络冗余度测试 ................................................................................................... 17
4.3 测试结果处理方案 .......................................................................................................... 17
4.3.1 传输延迟处理方法 ........................................................................................... 17
4.3.2 网络拥塞处理方法 ..........
................................................................................. 17
4.3.3 网络冗余方案 ....................................................................................................... 18
4.4故障及其处理方法 ........................................................................................................... 18
4.4.1常见的故障及检测方法 ........................................................................................ 18
4.4.2 测试的特殊问题及检测方法 ............................................................................... 20
第5章、结束语............................................................................................................................. 23
参考文献 ........................................................................................................................................ 24
致谢 ................................................................................................................................................ 24
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第1章、绪论 1.1研究的背景和目的 SDH的背景SDH全称叫做同步数字传输体制由此可见SDH是一种传输的体
制协议就象PDH准同步数字传输体制一样SDH这种传输体制规范了数字信号的
帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性。SDH技术的诞生有其必然
性随着通信的发展要求传送的信息不仅是话音还有文字、数据、图像和视
频等。加之数字通信和计算机技术的发展在70至80年代陆续出现TTI(DSl)
E1载波系统(1.5442.048Mbps)、X25帧中继ISDN(综合业务数字网)、FDDI(光
纤分布式数据接口)等多种网络技术,它能可实现网络有效管理、实时业务监
控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能能大大提高网络
资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维
护因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点受到
人们的广泛重视【1】。
SDH是一种基于时分复用的同步数字技术。对于上层的各种网络SDH相当于
一个透明的物理通道在这个透明的通道上只要带宽允许用户可以开展各种
业务如电话、数据、数字视频等而业务的质量将得到严格的保障SDH是新
一代的数字通信的传输设备是现代通信展的趋势远远优于现代的准同步数字
系列为了适应现代化电信网管理的需要。SDH就是适应这种新的需要而出
现的传输体系SDH结构相比PDH结构有着明显的优势。
专用网络是两个企业间的专线连接这种连接是两个企业的内部网
之间的物理连接。专线是两点之间永久的专用电话线连接和一般的拨号
连接不同专线是一直连通的。这种连接的最大优点就是安全。除了这两
个合法连入专用网络的企业其他任何人和企业都不能进入该网络。所以
专用网络保证了信息流的安全性和完整性【2】。
由于以上所述的SDH的众多特性使其在广域网领域和专用网领域得
到了巨大的发展。在通信网中SDH属于传输网部分的内容具有很多的优
点逐渐成为世界上各大通信机构的主流传输体系所以在接下来的内容https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
中将主要讲到这种传输体系应用到专用网络中的概况。最后例举基于SDH
技术在电力系统通信专网中的应用。
1.2 SDH的应用与发展趋势 由于SDH基于物理层的特点单位可在租用电路上承载各种业务而不受传输
的限制。承载方式有很多种可以是利用基于TDM技术的综合复用设备实现多业
务的复用也可以利用基于IP的设备实现多业务的分组交换。SDH技术可真正实
现租用电路的带宽保证安全性方面也优于VPN等方式。在政府机关和对安全性
非常注重的企业SDH租用线路得到了广泛的应用。一般来说SDH可提供E1、E3、
STM1或STM4等接口完全可以满足各种带宽要求。同时在价格方面也已经
为大部分单位所接受SDH作为新一代理想的传输体系具有路由自动选择能力
上下电路方便维护、控制、管理功能强标准统一便于传输更高速率的业务
等优点且能很好地适应通信网飞速发展的需要。迄今SDH得到了空前的应用
与发展。
在标准化方面已建立和即将建立的一系列建议已基本上覆盖了SDH的方方
面面。在干线网和长途网、中继网、接入网中它开始广泛应用且在光纤通信、
微波通信、卫星通信中也积极地开展研究与应用。近些年点播电视、多媒体业
务和其他宽带业务如雨后春笋般纷纷出现为SDH应用在接入网中提供了广阔的
空间。SDH已被各国列入21世纪高速通信网的应用项目是电信界公认的数字传
输网的发展方向具有远大的商用前景【3】。
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第2章、SDH技术介绍
2.1 SDH的产生 在综合业务数字网中我们需要把不同传输速率例如64kb/s 的电话
2Mb/s的会议电视4-34Mb/s的电视节目的各种信息都复接在一起放在一根
线路上传输原来的准同步数字系列PDHPseudo—synchronous Digital
Hierarchy是把由30路电话复接而成的基群信号H12传输速率为2.048Mb/s
逐步复接成二次群H22传输速率为8.448Mb/s、三次群H31传输速率为
34.368Mb/s、四次群H4传输速率为139.264Mb/s等。
例如想在天津把北京传到上海的四次
群中分出一个特定的基群信号1
则应先把四次群分接成三次群、然后三次群再分接成二次群、二次群再分成基群。
取出基群信号1后再有天津加上一个基群信号1然后进行相反复接基群到
二次群然后二次群到三次群。。。。。。这样才能继续往上海传送。可见
为了一个基群信号需要在天津设置很多分接和复接设备这样不但增加了成本
还使信号受到损伤【3】【4】。另外PDH在全世界没有统一的标准和规范不便于国
家之间的互通。针对PDH的缺点美国贝尔通信研究所提出了同步光纤网络SONET
Synchronous Optical NETwork的传输技术体制并逐步成为美国国家标准
1988年国际电报电话咨询委员会CCITT与美国国家标准化协会达成协议将
SONET修改为国际通用的技术体制重新命名为同步数字体系Synchronous
Digital Hierarchy可应用于光纤微波和卫星传输网络。
2.2 SDH的特点 SDH是一种同步的数字传输网络。所谓同步是指其复接的方式采用同步复
接其各支路的低信号是互相同步的。它的传输速率分级称为同步传输模块STM
Synchronous Transport Module其中STM-1的传输速率为155.520Mb/s
STM-4的传输速率为622.080Mb/sSTM-16的传输速率为2488.320Mb/sSTM-64
的传输速率为9953.280Mb/s。同PDH相比SDH有很多突出的优点。
1、在SDH中不同传输速率的数字信号的复接和分接变的非常简单只需https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
利用软件即可从高速信号中一次分接出低速信号既简化了操作步骤又便于通
信系统的扩容和升级尤其适合于高速大容量的光纤传输系统。
2、SDH的基本传输模块可以包容目前世界上几种主要的传输系列便于各
个国家的互通也可兼容现有的PDH。
3、SDH对网络接口接点进行了统一的规范可以在同一网络上使用不同厂
家的设备具有很好的横向兼容性。
4、SDH设备是智能化的设备又在帧结构中安排了丰富的、用于管理的开
销比特大约占信号的5%使网络的运行、管理和维护OAM能力大大加强
加大了组网的灵活性提高了网络的效率和可靠性。
5、 虽然SDH的设备成本比PDH大约高5%左右但其营运费仅为PDH的1/6。
综合考虑SDH的费用不到PDH的70%具有较好的经济效益。
6、SDH支持异步传输ATM便于向宽带综合信息网过度【5】。
2.3 SDH的应用设备 A、SDH的主要设备
1、终端复用器TM:终端复用器是把多路低速信号复用成一路高速信号
或者反过来把一路高速信号分接成多路低速信号的设备。
2、分插复用器ADM:分插复用器是在高
速信号中分接或插入部分低
速信号的设备。
3、路由器连接因特网中各局域网、广域网的设备它会根据信道的情况
自动选择和设定路由以最佳路径按前后顺序发送信号的设备为实现各种
骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路
由器的一个作用是连通不同的网络另一个作用是选择信息传送的线路。选择
通畅快捷的近路能大大提高通信速度减轻网络系统通信负荷节约网络系
统资源提高网络系统畅通率从而让网络系统发挥出更大的效益来。
4、交换机是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任
意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。交
换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。
目前交换机还具备了一些新的功能如对VLAN虚拟局域网的支持、对链路https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
汇聚的支持甚至有的还具有防火墙的功能。
B、通道和复用段
在一个SDH网络中终端与终端之间的链路称为通道复用器与复用器不
管是终端复用器还是分插复用器之间的链路称为复用段再生器和其他网元之
间的网络称为再生段。
C、SDH分层模型
类似于普通计算机网络SDH也采用分层模型便于设计和管理。SDH网络
可以分成电路层、通道层和传输媒介层其中通道层又分为低阶通道层和高阶通
道层传输媒介层又分为物理媒介层和段层段层由复用段层和再生段层组成。
1、电路层网络直接为用户提供通信服务面向电路交换业务、分组交换
业务、宽带综合业务数字网等。其主要设备是交换机或交叉连接设备在呼叫的
基础上电路的建立和释放所需时间很短
2、通道层网络支持一个或几个电路层网络由各种类型的电路层网络共
享为电路层提供传送服务。对于电路层网络节点通道层的通道是透明的。通
道层可分为提供虚容器VC-1/2/3的低阶通道层和提供虚容器VC-3/4的高阶通道
层。
3、传输媒介层网络支持一个或几个通道层网络它与具体的传输媒质是
光纤还是无线电信号有关。其中物理媒介层网络主要是以光电脉冲形式进行比特
的传送复用段层网络为通道层提供同步、复用功能进行复用段开销的处理和
传递再生段网络完成再生器之间或再生器与复用段终端之间的定帧、扰码、再
生段误码监测和再生段开销的处理和传递等【5】。
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第3章、SDH组网技术在
电力通信专网中的设计 电力通信网的组网, 简而言之就是配置适当的网元设备, 选用相应的网络
拓扑结构, 组成可靠、高效的通信网络, 实现电力系统各种业务接入和管理。 3.1电力通信专用网的特点 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【5】。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, 以微波通信作备份或补充。
(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, 考虑到今后可能作为电信运营商,
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。
5) 目前的业务接口需求主要有POTS、2W/4W、E&M、V.24、V.35、ISDN、
E1、E3/T 3、10Mb/100Mb以太网接口等, 未来的业务需求大,多基于宽带数据网。
采用基于SDH 和MSTP, 可使调度网实现计算机网络的远程互联, 在SDH平台上实
现以太网业务传送功能, 从而实现二网合一,
且极大地降低网络建设成本。
3.2电力通信专用网的构建思路 电力通信网可以在枢纽节点、大型变电站、行政中心采用标准的STM 21、STM
24 或STM 216 传输设备叠加接入模块的方式; 在中小型变电站、乡镇供电所等
业务量较少的节点采用单独简单配置的STM-21网元设备组网或STM-21网元设备
叠加接入模块的方式; 接入模块解决话音、V. 24/V. 35、2W/4W、E&M 等窄带业
务接入, 而10Mb/s、100Mb/s等宽带数据接入则在SDH传输平台上提供,这样能够
充分保证带宽和服务质量(QoS)。环网光缆建设综合考虑通信、计算机网络及有
线电视传输的需要,采用不等芯数配置, 做到既满足要求, 又节省投资。考虑到https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
全网的性能价格比,
最好采用系列化较完整的产品, 对不同节点选用不同配置
的网元设备, 并能进行统一网管, 以实现有效的分层管理, 便于故障快速定位,
从而有效减轻维护工作量。随着网络规模的扩大, 应实现多厂家的设备管理, 要
求网管支持标准接口, 即网管系统具备开放性。电力通信网的一个统一的接入传
输平台模式如图1所示。
图1 统一的接入传输平台 通过基于SDH 的MSTP, 可支持全业务, 局域网互联带宽可按VC212×N (1
48) 平滑设置, 可利用SDH 层的网络自愈功能实现电信级的保护, 统一的网
管
方便网络维护。它完善地解决所有业务信号的接入和传输,
且相对于其它的组网
方式具有其明显的优势【7】。 基于“SDH + 路由器”的组网方式的业务管理能力较强。但采用高性能路由
器网络造价高, 采用低成本路由器则网络性能差; 带宽只能选择N ×6k、E1、https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
E3/T 3
、STM 21、STM 24 等, 且不能按需平滑设置。基于ATM 交换机的组网方
式可支持全业务,QoS 有保证。但设备成本高, 操作维护复杂, 带宽利用率较低。
基于以太网交换机+ 光纤收发器的组网方式成本较低,QoS 稍差。但无法同时实
现电路型业务的传送, 需要建设两套网络: 调度网和计算机网, 总的网络造价
高, 操作维护工作量大【8】。 3.3电力系统通信专网的SDH网络拓扑 电力网的发展对电力系统专用通信网提出了更高的要求, 电力通信要求确
保电能的生产、输送、分配、消费在瞬间是同时完成的。为了保证电网安全、经
济地运行, 必须配置调度、保护、远程控制等系统。这些系统的所有信息传输都
必须由通信系统提供通道。由此可见, 通信在电力系统中的作用是非常关键的。
随着经济的发展, 电力系统容量急剧增加, 随之而来的是输电超高压化, 接入
业务多样化。
电力系统一旦发生故障, 如果通信不畅, 不能及时调度指挥,就会扩大事故
范围, 造成大面积停电甚至系统瓦解,不仅经济损失十分惨重, 而且会给社会造
成严重影响。因此电力系统的通信要有非常高的可靠性。由于SDH技术具有特有
的优势, 采用SDH技术组网不仅适合现代通信发展的需要,而且特别适合电力系
统通信的需要。SDH
网是由不同类型的SDH网元设备, 如终端复用设备(TM )、再
生器(REG)、分插复用设备(ADM )、数字交叉连接(DXC) 设备等, 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【9】。
根据电力通信点多面广, 可靠性要求高的特点, 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。
另外, 采用SDH 设备的光纤自愈环可实现多种形式的通道保护, 而且SDH 光纤
环有较强的自愈能力。所谓自愈就是指在网络发生故障(例如光纤断裂)时, 无需https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
人
为干预,
网络能在极短的时间内( ITU 2T规定为50ms 以内) 自动恢复传输,
使用户几乎感觉不到网络出了故障。传统的组网概念中, 提高传输设备利用率是
最关键的, 为了增加线路的占空系数, 在每个节点都建立了许多直接通道, 致
使网络结构非常复杂。而利用SDH组网, 使用SDH提供的丰富的开销字节, 就可以
极大简化网络结构, 实现强大的OAM功能, 降低传输费用并支持新业务的发展,
这正符合了现代通信发展的目标。
同PDH相比, SDH组网的巨大的优越性完全发挥出来了。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。另外, 采用SDH 设备的光纤自愈环可实现多种形式
的通道保护, 而且SDH 光纤环有较强的自愈能力。传统的组网概念中,提高传输
设备利用率是最关键的,为了增加线路的占空比,在每个节点都建立了许多直接
通道致使网络结构非常复杂。而利用SDH 组网,使用SDH提供的丰富的开销字节,
就可以极大简化网络结构,实现强大的OAM功能,降低传输费用并支持新业务的发
展, 这正符合了现代通信发展的目标。同PDH相比, SDH组网的巨大的优越性完全
发挥出来了【10】【11】。
3.4其他辅助通信系统 A、网络管理系统
网管系统的传输通道由D1D12开销字节提供网络单元之间采用DCC通道
DCC通道终端在被连接的每个设备上在相同的管理区域内通过以太网连接。
例如某地市目前仅有l套网管系统。利用现有的网管设备将新增网元纳入到现
有网管系统中统一进行管理。一套OTNM 2000最多可管理756个等效标准网元
现有的网管系统有足够的能力管理包括本期新增的所有网元。网管管理能力是一
套网管在保证规定性能指标的情况下所能管理的最大等效网元数。网元等效标准
的数量简称等效网元数(见表1)。
物理网元(子架) 等效标准网元个数(等效网元数)
GF9953——01C 2
GF2488—01B 2 https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
GF622
——03B 1.5
GFl55-03B 1
表1 物理网元与标准网元等效关系表
B、电源系统
本系统的SDH设备采用一48伏直流电源工作电压应满足输入电压范围是
-40V至-57V电话衡量杂音电压<2mV峰峰值杂音电压(0300Hz)_<400mV。
根据公式电流=功率电压。各设备正常工作时的最大电流等于满配置功
耗除以工作电压。最大电流再加上适当富余量取整可得所需熔丝大小。
C、时钟同步系统
SDH网元时钟源的种类
(1)外部时钟源——由SETPI功能块提供输入接口
(2)线路时钟源一由SPI功能块从STMN线路信号中提取
(3)支路时钟源——由PPI功能块从PDH支路信号中提取不过该时钟一般不
用因为SDHPDH网边界处的指针调整会影响时钟质量
(4)设备内置时钟源由SETS功能块提供。
SDH网络是整个数字网的一部分它的定时基准应是这个数字网的统一的定
时基准。时钟同步就是使通信网内所有节点的时钟频率和相位都控制在预先确
定的容差范围内确保网内各传输或交换节点的全部数字流正确有效地传输或交
换时钟不同步会在缓冲器中产生信息比特的溢出或取空导致数字流的滑动
损伤造成数据出错影响正常运行。电流差动保护的关键是线路两侧保护之间
的电流数据交换当复接数字通信设备时同步时钟的提取方式是一个非常重要
的问题。本期新增节点均从线路侧提取同步信号【11】。
D、保护倒换系统
目前环形网络的拓扑结构用得最多因为环形网具有较强的自愈功能。自
愈环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。
按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类按网元节点间的光纤
数可将自愈环划分为双纤环(一对收发光纤)和四纤环(两对收发光纤)按保护
的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。 https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
SDH
通信网具有保护机制实现网络的自愈在发生短暂失效时会自动切换到
保护通道而不需要人工切换。然而由于人为因素或设备故障一旦发生业务
中断尤其是传输继电保护信号的网络发生故障造成的巨大损失无法估计。SDH
设备的保护方式应符合ITU.T建议G841规范及将来的G.SHR建议要求。
例如某地核心环采用二纤双向复用段保护方式当线路出现故障时可通过
传输系统的保护倒换机制使业务迅速恢复(保护倒换时间在50rIls以内)。在二
纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤每一条光纤的前半个时隙是主用
信道后半个时隙是备信道两根光纤上业务流向相反。二纤双向复用段保护的
保护机理如图2
所示左图为正常状态下业务流向右图为倒换状态下业务流向。
图2 二纤双向复用段保护环的原理
3.5 SDH多业务传送平台 电力专用网的组网, 不仅要求通信网络选择适当的网络拓扑, 使整个网络
具有高可靠性, 而且要求其能大容量、高质量、高速率地进行多业务传输, 既使
整个通信系统在电力系统内部畅通无阻, 又要与外界公共网联系十分方便, 甚
至与国际通信网接轨。
传统SDH在接入和传送宽带数据业务时无法直接
提供在局域网中占统治地位https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
的以太网接口;
无法支持统计复用和有效使用传输带宽; 没有带宽灵活的容器
装载宽带数据业务。为了能较好地发展, 采用基于SDH 的多业务传送平台
(MSTP)。它利用EOS (Ethernet over SDH ) 技术, 解决SDH 平台上
以太网业务的接入和传送应用,支持端口捆绑( IEEE802. 3ad) 和生成树算法
( IEEE802.1D) , 支持VLAN ( IEEE802. 1Q ) 和QoS ( IEEE802.1p ) , 可以直
接提供10Mb/100Mb自适应以太网接口, 通过内置2 层、3 层以太网交换机实现统
计复用, 并且支持VC212 虚级联, 带宽从1 48 个2M b平滑设置。
综合业务传输一体机制见图3所示。N 取值1 48, C 为装载电路型业务的
通道, P 为装载宽带数据业务的通道, 适合STM 21、STM 24、STM 216 等多种速
率信号的传输经国际统一接口能进行多种类型数据业务的接入和传输
图3 综合业务传输一体机制PSTN 为公共交换电话网络
随着电力通信专用网络的应用通过电力市场业务的互联给电力市场技术
支持系统提供了一个快速、稳定的通信传输平台为电力走向市场化运营打下了
良好的基础。保护信息业务的接入为调度生产管理提供了有利的数据分析依据https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
开创了保护管理工作新局面。电力系统通信专用网络的建成也为RTU入网提供
一个可靠的信息传输途径增加了电网实时信息的冗余度为高层应用的稳定运
行奠定了良好的基础。随着电量计费系统的接入、EMS系统的互联以及将来基于
调度专网的多业务的开展电力系统专用网络将会在电力系统发展的历程中发挥
出越来越大的作用【12】。
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第4章、电力系统通信专网的测试 电力系统通信网是国家专用通信网之一是电力系统不可缺少的重要组成
部分是电网调度自动化和管理现代化的基础是确保电网安全、稳定、经济
运行的重要手段。为进一步加强通信网管理充分发挥电力系统专用通信网的
作用更好地为电力生产服务。基于SDH组网技术的电力通信专网的测试目的
就是要在系统设计后并且投入运用时尽可能多的发现系统中存在的各种错误,
即消除故障保证系统的可靠性【13】。
测试的内容分为两部分第一部分是网络建设完成后测试网络的性能
和完整性第二部分是通过对网络运行状态的观察检测网络在运行过程中
出现的问题和发生的故障 4.1 测试内容 测试一个网络的质量主要看三个方面的参数即传输延迟时间、拥塞
问题、网络冗余度等。其中最重要的就是“传输
延迟时间”测试这直接关系
着基于SDH组网技术在专网中的应用的成功与否如果延迟时间过长就不能
体现出“同步”这一概念。也不能适时的控制电力系统的生产和不能满足电力
系统通信的要求。
1传输延迟时间也叫传播延迟是指一个数据包或者一个数据桢从
源站点通过网络传输到最终目的地所需要的时间。数据在网络上传输的过程之
中一方面在数据传输之前通信的上方之间还需要协调、沟通双方之间会
协调以什么方式进行数据传输如是否需要进行加密传输等等;另一方面信
息也不是想发送就可以发送的发送方或者接收方都会考虑现在网络是否繁
忙冲突是否严重也就是说在发送数据之前系统会先检测当前网络的运
行状态若运行的不好的话则就可能会“等待时机”如此就造成了网络
的延迟。
2网络拥塞度现在网络的应用已经不在满足于简单的单机应用。
现在网络集中软件的应用如文件服务器、邮件服务器的应用越来越多。而这https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
些应用的增加带来的就是数据传送更加频繁且时间更长。这就很容易导致企
业局域网变得拥塞网络速度变慢。
3网络冗余度在数据传输中由于衰减或干扰会使数据代码发生突
变此时就要提高数据代码的抗干扰能力所谓冗余度就是从安全角度
考虑多余的一个量这个量就是为了保障仪器、设备或某项工作在非正常
情况下也能正常运转。
以下主要就是针对这三项指标来进行测试的。在第3章中讨论的是基于
SDH组网技术在电力专网中的应用在这一小节中主要就是测试电力通信专
网中“传输延迟、网络拥塞、网络冗余”等指标。
4.2 测试方法 由于现代技术的进步网络的测试变得越来越方便功能强大的仪器不断
被开发出来并且迅速的投入到了实际的检测当中在对电力通信专网的测试
中借助的是国内著名的仪器“信泰”公司的“GT5001-4网络分析仪”这
是一款集成了数据包捕获、流量生成、网络问题检测、网络测试、电缆测
试和IPv4/IPv6支持等多种功能的高性价比网络分析仪。GT5001-4配备两
个RJ-45千兆测试端口使其中两端端口分别接入网络上不同的两端即可
进行流量生成、传输延时测试拥塞度测试以及冗余度测试。 4.2.1 传输延迟的测试 测试方法将测试仪1的一端RJ-45接口接入专网的一端A再将测
试仪的另一端接入专网的一端B。接入完成后启动“传输延迟测试”功
能键开始发送测试数据一段时间后就可以在显示屏上准确显示传输
延迟时间。 4.2
.2 网络拥塞测试 测试方法在电力通信专网运行过程中将测试仪1的一端RJ-45接
口接入专网的一端C再将测试仪的另一端接入专网的一端D启动“网络
拥塞度”测试功能键一段时间后就可以在显示屏上准确显示网络拥塞
度的值为了更精确的测试可以在不同时段不通的网络接入点多次测
试以便更精确的掌握网路网络拥塞状况的数据。 https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
4.2.3 网络冗余度测试 测试方法在电力通信专网运行过程中将测试仪1的一端RJ-45接
口接入专网的一端E再将测试仪的另一端接入专网的一端F然后拔掉网
络中其他的设备再启动“网络冗余度”测试功能键一段时间后就可
以在显示屏上准确显示网络冗余度的值为了更精确的测试可以在不同
的端口间接入测试仪器然后反复多次、多地点的测试这样可以掌握更
精确的网络冗余度数据。
4.3 测试结果处理方案
4.3.1 传输延迟处理方法 1采用适当的网元设备网络传输延迟时间跟传输距离没有必然的联
系主要是网络设计。例如如果利用两个交换机隔离了两个工作站这两个
终端的通信延迟时间会比利用两个路由器隔离他们所需要的时间更少也就是
说利用交换机可以提高网络的性能缩短延迟时间。所以要科学合理的采用
适当的设备来建设电力通信专网网络。
2合理配置网络安全性级别有时候安全性的设置也会影响传输延迟。
因为通信之前双方需要相互沟通与协调。如采用IP安全策略的话则发送
方与接收方还需要双互进行确认是否采用IP安全策略。所以有时候网络安
全设置等方面的内容也会给传输延迟带来影响。所以要按照电力通信专网的
具体要求合理配置网络安全性级别、设计出高效的网络。
对于电力通信专网来说网络延迟可能不是其能够左右的。网络建设者可
以做的就是如何把从内部网络的延迟减少到最低以提高网络的性能。 4.3.2 网络拥塞处理方法 1若电力系统采用了大量的文件服务器或者控制服务器等传输量比较
大的应用特别是采取了文件网络备份策略的话更需要如此。网络会变得拥
堵不堪。此时需要做的就是利用一些设备把这些数据量进行分流以提高
网络的传输能力。 https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
2减少电力通信系统中企业管理软件的大量应用。现在的如KLJ、CMM
等管理软件基本上都不是单机版的了而是B/S或者C/S模式部署为多。所
以这些系统的采用会导致用户在网络中传送数据更加频繁会占用比较多
的带宽。所以需要考虑尽可能的采用一些设
备来减少拥塞现象的发生保障
电力系统生产传输消费的顺利进行。 4.3.3 网络冗余方案 1加大断电的保护特别是在一些服务器上一定要采用UPS电源。
2采用更多的网络设备当一个网元设备出问题时备用的网元设备
能及时的改变信息的传送途径最终就信号传送到目的端。
4.4故障及其处理方法 测试的内容分为两部分第一部分是网络性能和完整性测试第二部分是
通过对网络运行状态的观察检测网络在运行过程中出现的问题和发生的故
障本节内容就是通过对电力通信专网运行状态的观察和检测以发现网络在
运行过程中的各种问题和故障并且提出解决的方法。 4.4.1常见的故障及检测方法 1常见引起网络故障的原因主要有
1.网卡损坏
2.
网卡驱动程序出错或未能正确安装
3.网卡的系统资源中断号+ 端口地址等与其它设备冲突
4.网卡网线接头插座损坏
5.网卡所插的主板扩展槽损坏
6.网卡与其它外接设备冲突
7.通信协议未能正确安装或冲突
8.网线故障
9.HUB或交换机的接口模块损坏
10.病毒破坏或人为设置错误
2 网络故障的基本检测方法 https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
1.
观察网卡或HUB或交换机指示灯的状态。指示灯不亮说明网卡、网
线或HUB或交换机端口中的某些环节有故障。
2.根据自检后的提示信息判断C/I接口的网卡是否已经损坏。
3.检查网卡驱动程序是否安装或正确安装系统资源是否与其他设备相冲
突。
4.检测相关设置如C/I 中的相关设置、网络属性设置项等是否正确。
5.查杀病毒排除由于病毒引起的网络系统工作不正常。
6.使用替换法确认网卡、网线、HUB或交换机的端口损坏等故障。
7.使用拨插法确认由于网卡短路引起的微机黑屏死机故障。
8利用测试命令检测网络是否处于连通状态。如果安装了C/I协议可以用
命令来测试网络是否连通。其方法是单击“开始”“、运行”在“打开 ”
后的文本框中输入类似于“192.168.3.221”的命令其中后的数字信息是相
关设备的I类地址单击“确定”按钮会出现如图4和图5所示的两种信息。
出现如图4所示信息时表示网络不通如果出现如图5所示以上信息时表示网络
处于连通状态。
图4 显示以上信息时表示网络不通
https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
图5
显示以上信息时表示网络处于连通状态
可输入的I类地址类型有两类。
1网卡本身的I类地址网卡本身I类地址时如果出现如图5 所示的
提示信息说明网卡无主要硬件故障网卡驱动程序安装正确。如果出现
如图
4 所示的提示信息则网卡本身有故障或网卡驱动程序安装不正确或存在
系统资源冲突。
2网络上的其它微机、服务器或交换机的I类地址网络上的其它微机
或服务器或交换机的I类地址时如果出现如图5所示的提示信息说明网络连
接正常。如果出现图4所示的提示信息则说明网络连接不正常。此时如果网
卡本身的I类地址时能够得通则故障有可能是由网卡插座损坏、网线故障或
交换机端口损坏等原因所引起。通信协议如C/I虽已安装,但安装不正确也
会引起这种故障现象。 4.4.2 测试的特殊问题及检测方法 在对网络进行测试时遇到了一个非常典型的特殊故障----内部局域网中
的微机访问时总是掉线引起这种故障的可能原因有以下两方面
1220V市电线路与网线挨得太近造成网络数据传输的干扰。因而
在联网布线时一定要将220V市电线路与网线分开布置两者应至少相隔0.5
米以上。
2网线制作不规范。
解决方法现在的计算机网络一般使用超五类双绞线双绞线的两端采用J45
接头。所谓双绞线就是两根导线相互缠绕在一起这样制作的网线可以降
低数据传输过程中的干扰。 https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
图6 网卡和HUB或交换机上J45插座信号线意义
图6是网卡和HUB或交换机上J45插座各信号线的意义,由该图可见局域网
内的微机之间进行数据传输时会用到J45插座中第1、2、3、6 号共四个引脚。
为了保证用于数据传输的4根导线是8根双绞线中的两对在制作网线两端的
J45插头时应按一定的规范进行。
双绞线线序建议
引脚信号 信号意义 线序之一 线序之二
1 传送 白红 白绿
2 传送 红 绿
3 接受 白绿 白红
4 未用 棕 棕
5 未用 白棕 白棕
6 接受 绿 红
7 未用 白蓝 白蓝
8 未用 蓝 蓝
表2 插头各引脚信号线意义及双绞线线序
表B中列出了制作J45插头时的参考线序。从表B中可以看出第1根和第2根线https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
构成一对双绞线第3
根和第6根构成一对双绞线。也就是说第二对双绞线的
两根导线被另一对双绞线分开了。各对双绞线的颜色本身只有区分意义并无
电气特性的差异。表B中的线序只是笔者所建议的线序【14】【15】。读者也可自行
安排相关线序,只要不弄错相对位置即可。图6还显示了微机网卡和HUB或交
换机上J45插座中的数据走向由该图可以得知用于连接微机网卡与HUB
或交换机的双绞线其两端J45插头线序应保持一致。即双绞线两端J45 插
头都应按表1中的线序之一或之二来排列。
用于连接微机网卡与网卡之间或
HUB或交换机的双绞线其两端的J45插头线序应做调整即将其中的一端
按表B中的线序之一的顺序来制作另一端按表B中的线序之二的顺序来制作。
有的HUB(或交换机上有一个用于级连的J45接口其信号线的意义与网卡一
致因而当一个HUB(或交换机的非级连口与另一个HUB或交换机上的
级连口相连时双绞线两端的J45插头的线序也应保持一致。实际连网过程中
很多用户在制作网线的J45插头时并没有按要求去做而是按4对双绞线的顺
序排列即类似于白红、红、白绿、绿、白棕、棕、白蓝、蓝的顺序。这样制
作出的网线第二组的两根信号线没有构成绞合状态因而不能抗干扰。对于
10M的短距离<20M的网络传输因为干扰小可能并不会影响到数据传输
平常使用过程中网络可能也不会有太多故障。而当网线较长或在100M传输环境
下则很有可能会因为太多的干扰而出现掉线的问题。完成后所列的C/I设备
清单 C/I ??中没有类似于“NC”的项目。这一现象说明网卡已损坏或
网卡接触不良也有可能是由于网卡所用的扩展槽损坏或网卡与其它板卡相冲
突。如果“C/I中”有类似于“NC”的条目则说明网卡基本无硬件故障应
从其它面去考虑。可用替换法来确认故障点。
小结虽然可以利用一定的技术手段提前检测出专网存在的问题但是网
络的运行必须时刻有个良好的状态平时也要在制度上加强管理做到少出问
题防范问题于未然。电力通信专网的设计者和建设者还需要负责电力系统通
信设施的运行及相应的管理工作。
https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
第5章、结束语
随着科学技术的不断发展,各行各业为了满足自身内部的需求将会建设更
多更复杂的专用网络这些网络必将承担更多的任务电力系统也是一样自
身的业务种类会越来越多基于SDH组网技术的业务专网建设必将是未来发展的
趋势这样更有利于电力系统内部大容量、高质量、高速率地进行多业务传输
以满足网络内部大规模的数据传递和突发性的通信要求。电力行业也有着自己巨
大的天然优势以数字微波和光纤为主干遍布全国的电力通信网和网上众多的电
力用户、通信开发利用的杆路资源以及深入每家每户的入户电力线等。专网通信
依托现有的电信网络充分利用国家鼓励电信竞争的产业政策寻求灵活的融资
方式在通信竞争中必将有较大的发展。
对于大多数专网在目前的技术条件下则应利用公众网实现企业或专业
部门的通信需求。利用公
众网满足专业部门的需求具有各种不同的方式。如租用
公众网的光芯或传输容量配置自己的交换设备。这就免除了最困难的光缆辅设
工程比较适用于具有大规模用户的企业。又如委托公众网组织为本企业或部门
使用的虚拟专用网它所提供的功能和容量完全按照用户的要求进行这就免除
了全部的投资风险和维护工作应用机动灵活使用部门可以专心致力于其本行
业的业务工作。再比如用户可以在公众网的交换机上设立自己的“虚拟小交换”
完全可以实现单位内部小交换机的全部功能但免除了维护的麻烦和设备更新换
代之苦。
广而言之把企业非核心的服务性职能交给社会的专业部门经营而集中力
量从事自己的核心业务甚至组织所谓的虚拟公司这已经成为上世纪90年代以
来西方国家的企业为提高其竞争力而公认的世界性潮流。总之依托稳定的服务
主体有条件积极取得进入电信市场竞争的合法地位或与公网联合间接进军
电信市场是目前形势下各大专网的主要选择这也是电信技术革命的必然产物
更是我国由计划经济向市场经济转变的要求。
https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
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[15]颜昌昌. SDH网同步技术[J] 微波与卫星通信.2008年7卷2期.
https://www.doczj.com/doc/889159697.html,
致 谢 本研究及学位论文是在我的导师吴鹏老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度严谨的治学精神精
益求精的工作作风深深地感染和激励
着我。从课题的选择到项目的最终完成吴老师都始终给予我细心的指导和不懈
的支持。吴老师不仅在学业上给我以精心指导同时还在思想、生活上给我以无
微不至的关怀在此谨向吴老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在此我还要感
谢在一起愉快的度过大学生活的电信062班各位同学正是由于你们的帮助
和支持我才能克服一个一个的困难和疑惑直至本文的顺利完成。特别感谢我
的同组同学他们对本课题做了不少工作给予我不少的帮助。 在论文即将完
成之际我的心情无法平静从开始进入课题到论文的顺利完成有多少可敬的
师长、同学、朋友给了我无言的帮助在这里请接受我诚挚的谢意! 最后要衷心
地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!谢谢各位。
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