光纤SDH自愈环网的组建

光纤SDH自愈环网的组建

北极星电力网技术频道作者:3 2007-12-21 13:39:23 (阅2840次)

关键词: 光纤SDH

摘要：针对海南洋浦开发区炼化厂、金海浆纸厂等大项目建设后电网的发展变化情况，该文提出对用电大户的电网调度通信网络的解决方案，建设光纤SDH自愈环通信网。关键词：光纤通信网络；SDH传输系统；光纤自愈环网随着海南电网及用电专户的迅速发展，电网的安全、经济、稳定运行对通信的依赖和要求越来越高，电力系统的市场化运营和现代化管理也对电力系统通信的可靠性、容量提出了更高的要求。随着洋浦开发区的发展，已形成了一个以用户220kV站点及电厂组成的电网结构。各个站点需要向调度端传送相应的遥测、遥信、电量等远动信息，调度端也需要下发一路调度电话到这些站点，SDH光纤通信自愈环网能满足这些要求，能给话音信号、远动信号以及继电保护提供传输通道。同时该网络也具有1 1保护功能，提高了网络通信的可靠、安全性。保证了电网安全、经济、稳定、可靠的运行，保障了电力生产、继电保护、电网调度自动化的通信需要。所以在该地区组建SDH光纤自愈环网代表着正确的发展方向。1洋浦开发区用电大户及通信网络在洋浦开发区，洋浦电厂是海南省最大的气电发电厂，装机总容量为2×140MW 2×80MW；中海油公司的炼化厂是年产值过百亿的工厂，占全海南GDP总产值的七分之一，该厂是海南电网最大的用电专户，变压器本期设计总容量为2×150MVA；而金海浆纸厂则是全亚州最大的浆纸厂，变压器本期设计容量为1×80MVA，它的自备发电厂正在考虑并网方案设计，总装机容量为420MW，部分机组已投运，部分机组正在建设中。

炼化厂及浆纸厂这两个工厂都是省内极其重要的工厂，是海南电网的用电大户，建设了专门的220kV用户变电站来进行供电，对用电的要求非常的高；洋浦电厂作为海南省内最大的气电发电厂，接入海南220kV电网主网架，也是对海南电网的极其重要的一个电厂，原有的通信通道只是单通道，没有形成一个网络。如何解决它们的生产调度通信网络，保证电网的安全、经济、稳定运行，给用户提供高质量的服务成了摆在面前的问题。2用户电力通信方式选择近年来，计算机技术和通信技术的结合，开创了信息时代的新纪元。无线通信、光纤通信、交换和路由等新技术和新设备层出不穷，创建了通信技术新时代。光纤通信由于其容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点，被广泛应用于电力系统通信中，在要求越来越高的电力系统通信里发挥着重要的作用。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点。

海南电网以往的通信方式多采用了载波通信、扩频通信等通信方式，随着电网改造和建设，旧电网更新，新电网大量建立，电力调度显得更为重要，因此对电力通信提出了更高的要求，以前的载波通信等通信方式已很难满足更高的通信要求。而鉴于洋浦电厂、炼化厂、浆纸厂及其自备发电厂即将并网，采用光纤通信方式，是非常必要的。3用户通信网络组网方案3.1光纤通信传输制式光纤大容量数字传输目前大都采用同步分时复用（TDM）技术，随着以微

处理器支持智能网络单元的出现，高速大容量光纤传输技术和高度灵活、便于管理控制的智能网络技术的有机结合，形成了较为完善的传输体制——同步数字系列（SDH）。SDH传输系统的特点：采用世界上统一的标准传输速率等级。最基本的模块称为STM-1，传输速率为155.520Mbit/s。SDH各网元的光接口有严格的标准规范，有利于建立统一的通信网络。在帧结构中安排了丰富的开销比特，便于网络的运行、维护和管理。采用数字同步复用技术，简化了复接分接的实现设备，十分简便。采用数字交叉连接设备DXC可以对各端口速率进行可控的连接配置，对网络资源进行自动化的调度和管理，提高了网络的灵活性及对各种业务变化的适应能力。综上所述，采用SDH的传输制式，能充分满足近期与远期用户变电站调度通信的要求。3.2光纤通信组网方式环形网是一种有很强自愈能力的网络拓扑结构，具体分为两纤单向通道保护环、两纤单向复用段保护环、两纤双向通道保护环、四纤双向复用段保护环等。其中两纤单向通道保护环倒换时间最短，倒换原理简单，适合于电力系统通信使用。选择155M的SDH传输平台 PCM的组成光纤自愈环网的方式，使用两纤单向通道保护环结构，称为PP环。采用“双发选收”的方式，在时隙插入时，通道业务信号同时馈入工作通道和保护通道。分出时，同时收到保护通道和工作通道上的两个道信号，按信号的优劣来选择一路作为分路信号，实现快速倒换。当工作通道出现问题时自动倒换到保护通道上。采用这种方式提高了网络通信的实时性、可靠性及安全性，很适合电力系统使用，用户通信网采用155Mbit/s光纤通信PP自愈环网的方式。4用户通信网络建设方案设计建设光纤通信系统，应根据通信的实际需求。作为设计建设项目，应考虑到技术性能、安全可靠指标和经济、社会效益等多方面因素优化网络设计。光纤通信网站点选择。形成环网必须有三个以上的站点。根据各站点的重要性，结合现有的电网通信网络及设备状况，站点选取洋浦电厂、炼化厂220kV站、金海浆纸厂220kV站、洛基220kV站四个站点。根据其地理位置，建设构成洋浦电厂-炼化厂-浆纸厂-洛基站-洋浦电厂的一个环网。光纤通信网光缆路由的选择。在洋洛I 回线上已架设了一根OPGW光缆，后期配套的线路工程洋洛III线中，根据通信、保护的实际需要及今后3～5年内的发展预测，也全线架设一根24芯的OPGW光缆，中间经过浆纸厂、炼化厂两个点，形成了洋浦地区的光缆环状结构，为组成光自愈环网创造了很好的条件。在这两根光缆中可选取2芯光纤作为本期光纤通信网的主要路由，另预留2芯作为本网络的一个备用光纤路由。它的组网方案如图1所示，形成了一个4个点的光环网，在洛基侧接入环岛24芯主干光缆往调度端传送。设备配置与应用。设备选用Tallabs公司的6320系列传输系统，提供各种接口，具备成环及多方向传输的能力，具有扩展功能，能满足本期调度通信的需求及将来发展的要求。根据业务量实际情况，一般调度通信用的4个2Mbit/s，保护用的2个

2Mbit/s，加上一些备用的2Mbit/s，实际业务量也只不过十几个2Mbit/s，所以配置155Mbit/s 的容量，共有63个2Mbit/s，可充分满足本期及近期发展的需求。设备配置AC1系列产品，配置155Mbit/s的光接口，形成155Mbit/s的光传输速率，由光接口上所插接的光纤往各方向传输。由于洋浦电厂离洛基距离较远，而离炼化厂较近，所以洋浦电厂原有配置的是一套长距155Mbit/s的ADM光口模块，本期新增一块短距LI光口模块。而炼化厂配的则是短距的ADM双光口模块对应洋浦电厂和浆纸厂。浆纸厂配的是一套短距ADM光口模块对应炼化厂和一套长距LI光口模块对应洛基方向。洛基站已有一套Tallabs公司的光纤通信设备直传调度端，本期在原有设备上新增一155Mbit/s长距光口对应浆纸厂。配置的ADM模块带有21

个2Mbit/s，这样保证预留足够的2Mbit/s接口，为继电保护提供复用保护通道，以及其他业务传输需要的通道。预留对应儋州地调方向的2Mbit/s通道，将来发展需要时可以进行扩展。

图1 组网方案图配备PCM接入设备，各站点话音、远动等信号通过PCM设备接入到SDH光传输系统，并由光传输系统传到网内相应站点。每站各配8路的FXO、FXS、4线E/M等各类话路接口单元，充分满足各站点的远动自动化、话音业务话路传输。配置一套统一的网管系统（包括软、硬件），由中调进行统一管理。每个站点均有2个传输方向，提高了网络的可靠性，保证了业务能够自由倒换。当一根光缆被切断时仍可实现保护，保障通信业务向环形网络的另一个方向进行传输。整个网络的设备配置真正体现了自愈环功能，可靠性高，维护方便，适应业务发展的需要，为进一步发展的电力系统的市场化运营和现代化管理提供了保障。本网络在洛基侧的设备可以通过Tallabs公司原有的设备组成的网络传往调度端，将来条件成熟2.5Gbit/s环网完成建设时，也可以使用背靠背连接方式接入这个由2.5Gbit/s的设备组成的环网传往调度端。有两条以上通往调度端的通信路由，实现了洋浦地区自愈环网与调度端之间的1 1保护。它的配置应用情况如图2所示。5结束语炼化厂正在建设，即将投产，金海浆纸厂自备发电厂并网方案设计也正在考虑之中，根据调度运行管理规定，这些站点需要向调度端传送相应的遥测、遥信、电量等远动信息，调度端也需要下发一路调度电话到这些站点。新建成的SDH光纤通信自愈环网能满足这些要求，能给话音信号、远动信号以及继电保护提供传输通道。同时该网络也具有1 1保护功能，倒换时间短（10ms），提高了网络通信的可靠、安全性。保证了电网安全、经济、稳定、可靠的运行，保障了电力生产及继电保护、电网调度自动化的通信需要。新建成的SDH光纤通信自愈环网除具有大容量性以及多业务性外，还将具有良好的扩展性、灵活性、互联互通性。它通过智能PCM设备，传输时隙分配的话音、数据、图像、继电保护、MIS信息。将来也可以在其上开展DDN业务和ATM业务。有对外提供通信服务的能力并留有发展余地，代表电网通信发展的方向，满足电网发展的需求。

图2 155Mbit/s网络的设备配置及应用

SDH 网状网自愈

苏驷希，冀胜华，张惠民

（北京邮电大学101 信箱，北京100876）

摘要：本文讨论了SDH 网状网的自愈.由于交叉连接系统交叉连接时间的缓慢，SDH 网状网不能在整体上达

到2 秒的恢复时限.优先级恢复保证对高优先级通道达到2 秒的恢复时限.设想的恢复体系包括两个阶段：对高优先

级通道的分布式虚倒换和对低优先级通道的分布式自愈；高优先级通道能在 2 秒或更短的时间内恢复，低优先级通道

的恢复需要数秒.为了实现上述恢复体系，提出了一种多路由带宽分配方法和一种消息传播机制，这两种方法在网络

正常时使用.

关键词： 光纤数字同步系列；自愈；保护倒换；数字交叉连接系统

中图分类号： TN915.11 文献标识码： A 文章编号： 0372-2112（2000）04-0036-04 Self-healing of SDH Mesh Network

SU Si-xi ，JI Sheng-hua ，ZHANG Hui-min

（Beijing Uniuersity of Posts and Telecommunications P . 0. Box101 Beijing 100876，China ） Abstract ： Seif-Heaiing of SDH mesh network is discussed. Because of siow cross connection time of current DCS ，restoration of

mesh network cannot accompiish 2 seconds objective compieteiy. Priority restoration is used in order to meet 2s bound for high priority

path. Proposed restoration mechanism is composed of two phases ：distributed virtuai protection switching for high priority path and distributed path seif-heaiing for iow priority path. High priority path can be restored within 2s or iess and iow priority path can be restored

by severai seconds.In order to reaiize such restoration mechanism ，a muiti-route bandwidth aiiocation method and a message broadcasting method are proposed. These two methods are used in normai conditions.

Key words ： SDH ；seif-heaiing ；protection switching ；digitai cross-connect system

! 引言 S D H 是电信传输网的主要组成方式，网络生存性技术是 S D H 网络发展的重要前提. 自愈（S e i f -H e a i i n g ）是 G r o v e r ［1］

在

1987 提出的概念.基本原理是网络网元具备发现故障并能找 到替代路由，在一定时限内重新建立通信的能力.电信传输网

干ɡàn 线xi àn 网w ǎn ɡ的de 结ji é构ɡòu 为w éi 网w ǎn ɡ状zhu àn ɡ网w ǎn ɡ，网w ǎn ɡ络lu ò元yu án 素s ù由y óu 光ɡu ān ɡ纤qi àn 传chu án 输sh ū系x ì统t ǒn ɡ和h é交ji āo 叉ch ā连li án

接系统 D C （S D i g i t a i c r o s s -c o n n e c t s y s t e m ）组成.当有网络故障发 生时，D C S 端点应用分布式控制机制和空闲信道恢复故障通 道.D C S 的性能对网络的自愈有着决定性的影响［2］ ，许多因素 影响分布式 D C S 自愈的速度，主要因素有下面 2 点：（1）C P U 处理消息的时间（；2）交叉连接时间.目前 D C S 设备完成每次 交叉连接的时间对自愈来说较大，根据 B e i i c o r e ［3］ 的技术要 求，每个交叉连接能在 1 秒内完成就认为是可以接受的.即使 假设在 100 毫秒内完成每次连接，由于交叉连接是串行执行 的，要对数十个 S T M -1 完成交叉连接调整就需要数秒.交叉连 接的时间是 S D H 分布式 D C S 自愈的最重要瓶颈. C P U 的处理 时间是另外一个重要的问题.在通道层自愈恢复时，同时有许 多对端点启动自愈恢复进程，由于这些进程在 D C S 端点之间 传递消息，通道层自愈时将有大量的消息需要处理.对于通道

层自愈，满溢（F i o o d i n g）方式传递消息绝对不行，因为随着网络规模的增大，消息数目的增加是指数级的.在文［4］中，详细分析了网络故障对主要几种电信业务的不同影响：通过分析上述电信业务对网络故障引起的中断时间的敏感性，将目标恢复时间分为5个时限，即（1）0

A p r i i20002多路由带宽分配

2.1多路由带宽分配带宽分配问题是指，如果网络的拓扑结构和链路容量知道，并且知道网络各个端点对的业务量，即业务量矩阵，如何安排业务量的路由和容量，也就是如何组成逻辑网.许多带宽分配办法是应用集中式算法［5］，用多商品流方法去求解，目标是使总费用最小. 用一个4端的全连接网络对多路由带宽分配做一些说明.图l是一个4端的全连接网，每边的容量为l4，任两个端之间的业务量为8. 图l多路由带宽分配在图（l a）中，任两个端点之间的业务量是直达的，每边的工作容量为8，空闲容量为6；在图l（6）中，任两个端点之间的业务量是分为三个路由来实现的（如端点U和1的业务，直达的业务量为4，另有两个经一次转接的路由，分别承担 2 个业务量），每边的工作容量为l2，空闲容量为2.虽然物理网络和链路容量一样，网络的业务量矩阵一致，但这两种安排耗用的链路容量是不一样的，图l（6）方法比图l（a）方法需要更多的链路容量.这是因为在图l（6）方法中，有部分业务量没有被安排在最短路由上；但是图l（6）方法较图l（a）方法

有更强的网络生存性.例如边（U，1）被切断时，在图l（a）中，端点U和1的逻辑连接被中断；在图l（6）中，端点U和1之间的逻辑连接仍有4个单位，另有4个端点对的逻辑连接减少2个单位.如果网络完全没有故障恢复手段，在图（l6）中，端点U和1之间的逻辑连接受到故障的影响，但仍有通信能力，至少可以保证高优先级通道的通信.下面提出的多路由带宽分配算法将尽可能缩小链路容量的耗用，这种多路由带宽分配为将来的网络故障恢复做好了准备.

2.2多路由带宽分配算法带宽分配问题：如何为网络的业务量矩阵做出多路由安排，总费用较小？S D P算法［7］在网络中找到从某源端点到某宿端点的一对路径，并且这对路径的费用之和为最小；S D P算法有边分离形式或端分离形式.下面将S D P算法推广到M S D P算法.用简单连接图G表示S D H的D C S网状网，每边（i，j）的单位费用为i i j，容量为c i j；网络的业务量分布或业务量矩阵已知.下面给出边（端）分离的m S D P算法，这个算法是对一对端点，在网络中找到m条路径，它们是边分离或端分离的，同时它们的费用之和为最小. 定理1m-S D P 1 对每边（U，1），设容量为l（这个容量和链路容量c i j没有关联，只是为了应用最小费用流方法），应用最小费用流方法求从源端S到宿端t的流量为m的最小费用流，相应的路径为边分离的m S D P的解. 证明因为每边的容量为整数l，那么从源端S到宿端t 有流量为m的解就一定有整数解；从而，某条边上如果有流量它就是l，这样一条单位流量的路径就是一条从源端S到宿端t的一条路径，而最小费用流问题的解保证了这m条路径的费用和为最小.另外，每条边的容量为l也保证了路径的边不会相交. 定理2m-S D P 2 将图G每个端点1分裂成两个端点1l和12，并且设边（1l，12）的费用为0，边（1l，12）的容量为l；原图G的边（1，w）成为（12，w l）和（w2，1l），费用不变，容量为.应用最小费用流方法求从源端S2到宿端t l的流量为m的最小费用流，相应的路径为端分离的m S D P的解. 证明因为每边的容量为整数，那么从源端S2到宿端t l 有流量为m的解就有整数解.从而，边（1l，12）上如果有流量它就是l，这样一条单位流量的路径就是一条从源端S2到宿端t l的一条路径，而最小费用流问题的解保证了这m条路径的费用和为最小.另外，边（1l，12）的容量为l也保证了路径的端分离. 每边的费用表明了光纤传输系统的费用，端的费用并没

有考虑.为描述端的转接费用，每条边定义第二种费用，这种费用每边都是l.应用双权问题解法［6］，能够得到更加实用的算法.由于传输系统的费用是主要费用，故边费用是主要费用，端费用（第二种边费用，每边都是l）是相对次要的费用. 定理3将在每边有上述两种权的情况下，找到从源端S到宿端t的m条边分离（或端分离）路径. 定理3m-S D P 3 网络G的每边（U，1）有费用i U1和l，通过t方法［6］将问题变换为单费用问题，迭代找到从源端S到宿端t的m条边（端分离）分离路径，并且它们关于费用l之和小于预定上界，而关于费用i的和为最小. 证明参见文［6］. 为了实现分布式带宽分配，每个网络端点都需要存储网络的拓扑结构和链路容量，并且能够了解网络的变化情况.在文［8］中提出了消息树，网络端点沿消息树传递消息更新各端点的知识.当某些端点对应用分布式带宽分配算法得到一些通道和路由安排时，这些通道的两端通过第一类消息传播树将这些网络变化消息传播出去，使网络的各个端点都得到网络的变化消息，更新自己的数据库；当某些通道撤消时，通道的两端也通过第一类消息传播树将这些网络变化消息传播出去，使网络的各个端点都得到网络的变化消息，更新自己的数据库.m S D P算法强调带宽分配的多路由，并在这基础上尽可能节约费用，同时为分布式虚倒换做好准备. 3S D H网状网恢复为了节约D C S的交叉连接时间，M a c g r e g o r［9］在链路层自愈中采用了一种办法提高自愈速度，这种办法是在网络的空闲容量中，预先根据一定规则将空闲通道交叉连接起来，组成2 电子学报2000 年一定的结构，如一些圈等.当网络故障发生时，故障链路的两端负责恢复受损的链路；假如这两个端点在某一个圈上，那么，根据这个圈上的空闲容量的大小，受损链路的两端迅速将部分受损通道倒换到圈上.由于这部分通道的恢复没有在中间D C S端点上执行交叉连接，因此恢复时间很快，完全能够达到第三恢复时限；余下没有恢复的通道用实时分布式链路层自愈来恢复，可能的恢复时限为第四时限.这个方法能够使部分通道在2秒的时限内完成恢复，较一般链路层恢复有了一定提高，但由于整个恢复是基于链路级的，故链路的两端无法将优先级高的通道倒换到预先计划好的圈上.另外，网络业务量分布变化时，需要重新设计空闲容量的预置结构.这种重新设计较困难.下面的虚保护倒换在多路由带宽分配和消息树的基础上，对高优先级通道进行倒换恢复，不需要执行通道中间端点的交叉连接.恢复时间能达到第三恢复时限或2秒.

3.1虚保护倒换图2虚倒换原理为了简单，假设网络的通道只有两个优先级，并且网络任意一对端点的逻辑连接都有边分离或端分离的物理连接!一般来说，优先级高的通道占总通道的比例较小!图2表明了虚倒换原理!网络中的端点"和#的逻辑连接有三个不同端分离物理路由1，2和3实现!表1表明了在网络故障前、故障发生时和虚倒换完成后各个路由上通道分布情况! 表1虚倒换原理故障类型路由3有故障路由3有故障，将高优先级通道倒换到路由 1 总通道数高优先级通道路由3上发生故障时高优先级通道倒换后总通道数高优先级高通道数高优先级"和#逻辑连接103626 3 物理路由131313 2 物理路由231313 1 物理路由3410000 当网络故障发生时，由于物理路由3上故障导致"和# 逻辑连接有四个通道受损，其中一个为高优先级通道!虚倒换将物理路由3上的高优先级通道倒换到路由1上（倒换到路由2也可以），强制将物理路由1上一个低优先级通道拆除，将路由3的高优先级通道倒换到这个低优先级通道上!由于这两个通道的倒换只在通道首末两端进行，和中间D C S端点没有关系，同时没有一般自愈协议的交互式消息传递过程，因此完全可以在第2或第3时限内完成对路由3上的高优先级通道的恢复!在虚倒换完成后，网络的分布式通道层自愈面临的恢复任务是路由1的一个通道和路由3的3个通道，它们都是低优先级的通道!这时分布式通道层自愈恢复的任务和虚倒换前是完全一样的，都需要恢复端点"和#之间的4个通道! 由于每个物理路由上低优先级通道数目较高优先级通道多，虚倒换是容易进行和安排的!虚倒换对高优先级通道提供了很高的保护，如图2中端点"和#之间有三个端分离的物理路由，当网络同时发生两个端故障时（只要不是端点" 和#），虚倒换仍然可以保证恢复端点"和#之间的高优先级通道!当网络故障发生时，受影响的通道可能很多，由于多路由带宽分配算法保证逻辑连接路由多样性，虚倒换可以在不同端点对之间并行进行，彼此不会有任何影响，不会发生在通

道层恢复中的争夺空闲网络资源的情况!网络不同端点对之间带宽分配的不同多样化水平决定了不同高优先级通道的不同生存性水平!虚倒换能否成立和网络逻辑网的组成是分不开的，由于有了多路由的带宽分配，逻辑网的生存性有了极大提高!虚倒换的缺点是影响客观上没有故障的路由1上一个低优先级通道，这个通道将被分布式通道层自愈算法恢复，恢复时限在第四时限!另一个缺点是需要接入网能够将不同业务复用集中在不同的通道中!

3.2选择性路由分布式通道层自愈当网络故障发生时，会有许多不同受损通道的自愈进程并发进行!分布式自愈中，D C S的C P U处理消息的时间是整个自愈恢复时间中相当重要的组成部分.对通道层自愈，限制消息传递的级数会减少消息的数目，但消息数目仍然是指数级的.因为干线网中许多通道的两端相距遥远，对于这些通道来讲，消息传递的级数不会太小；只要消息传递的级数不太小，F l o o d i n g方式将会使自愈消息数目成指数级增长.通道层自愈协议不采用F l o o d i n g方式传递自愈消息，而在一些特定的路由上满溢传递自愈消息，这将在本质上减少自愈消息的数目. 选择性路由分布式通道层自愈算法的主要内容是为通道层自愈找到传递消息的路由. 选择性路由分布式通道层自愈算法（1）（预先计算）预先为每个逻辑连接计算一些边分离或端分离迂回路由，当网络故障发生时，因一般只会破坏一条路由，从而可以沿其余路由发布自愈消息，执行一般三阶段自愈过程；（2）（实时计算）根据端点沿第二类消息树［8］收到的消息，应用最新网络拓扑结构和链路容量情况，实时计算一些边分离或端分离迂回路由，沿这些路由发布自愈消息，然后执行一般三阶段自愈过程! 上面算法中迂回路由的预先计算应是分布式进行，并且随着网络逻辑网的动态变化不断更新计算!实时计算能否采用以及采用的算法主要由计算的时间和通道的目标恢复时限的关系决定!计算迂回路由的算法可以由M S D P算法来完成.由于只沿有限路由传递自愈消息，自愈消息数目会极大减少，C P U处理自愈消息的时间不会成为自愈恢复的障碍，上述分布式通道层自愈算法应能在第四时限内完成自愈!当网络发生故障时，网络中会有多对通道层自愈进程并发执行，因此会发生竞争网络空闲资源的情况，上述分布式通道层自愈算法可能被多次执行!受损逻辑连接的两端在完成虚倒换后，应用选择性路由分布式通道层自愈算法对其余受损通道的恢复! 4总结在D C S网状网恢复中，对高优先级通道要想在2秒内恢复故障，必须尽可能在故障发生前做好准备，如多路由带宽分配和沿消息树传播消息.网络规划设计时，应用多路由带宽分

配算法组成D C S逻辑网.网络故障发生后，相应端点沿消息第4 期苏驷希：SDH 网状网自愈3树和受损通道传播故障消息，同时也通知网络管理中心.在第一恢复阶段，对高优先级通道实施分布式虚倒换，在2秒内完成通道恢复；在第二恢复阶段，实施选择性路由分布式通道层自愈，在第四时限内完成对通道的恢复；在第三恢复阶段，网络管理中心实施集中式恢复，恢复时间在第五时限. 参考文献［ 1 ］Wyne D. Grover. The seIf-haIingnetwork，A fast distributed restoration t e c h n i g u e f o r n e t w o r k s u s i n g d i g i t a I c r o s s c o n n e c t m a c h i n e s.p r o c.o f I E E E G L O B E C O M’87，28. 2 ［2 ］T. H.Wu，et aI. The impact of SONET digitaI cross-connect system architecture on d i s t r i b u t e d r e s t o r a t i o n.I E E E J o u r n a I o n S e I e c t e d A r e a s i n C o m m u n i c a t i o n s，J a n u a r y1994，1（21）［ 3 ］BeIIcore Tech.Ref.Wideband and broadband digitaI cross-connect systems generic r e g u i r e m e n t s a n d o b j e c t i v e s.T R-T S Y-000233，i s s u e2，S e p t1989 ［4 ］J. Sosnosky. Service appIications for SONET DCS distributed restoration . IEEE JournaI o n S e I e c t e d A r e a s i n C o m m u n i c a t i o n s，J a n u a r y 1994，1（21）［5 ］Doverspike，R.D. et https://www.doczj.com/doc/cd1889981.html,ing SONET for dynamic bandwidth management in IocaI e x c h a n g e n e t w o r k s.P r o c e e d i n g s o f 5 t h I n t e r n a t i o n a I N e t w o r k P I a n n i n g S y m p o s i u m，K o b e，J a p a n，J u n e1992 ［ 6 ］Su Sixi，Zhang Huimin. SoIution to some graph probIems in which edges h a v e t w o w e i g h t s.T h e J o u r n a I o f C h i n a U n i v e r s i t i e s o f P o s t s a n d T e I e c o m m u n i c a t i o n s，D e c.1997，（42）［7 ］SuurbaIIe，J.W.，and Tarjan，R. E.A guick method for finding shortest p a i r s o f d i s j o i n t p a t h s.N e t w o r k s，1984，14：325~336 ［8］苏驷希，张惠民.分布式S D H通道层自愈算法的探讨.北京邮电大学学报，1998，2（14）［9 ］M. H. MacGregor et aI. OptimaI spare capacity preconfiguration for f a s t e r r e s t o r a t i o n o f me s h n e t w o r k s.J o u r n a I o f N e t w o r k s a n d S ys t e ms M a n a g e m e n t，1997，（52）苏驷希1965年出生，1987年毕业于中国科学技术大学数学系，获理学学士学位；1993年毕业于北京邮电大学信息工程系，获得理学硕士学位；1999年毕业于北京邮电大学信息工程系，获得工学博士学位.现为北京邮电大学信息工程系副教授.主要兴趣为通信网络的优化和自愈，信息论和编码理论等. 冀胜华1963年出生，1985年毕业于北京邮电大学电信工程系，获工学学士学位；1988年毕业于北京邮电大学信息工程系，获工学硕士学

位.现为北京邮电大学信息工程系副研究员，主要兴趣为数据通信，信号信息处理等.

CAN环网自愈测试方法及流程

CAN转光纤环网测试操作流程裸板图片。 图1-1 一、测试模块，首先要给CPLD下载程序。 打开电脑，在桌面打开Quartus II软件，在窗口Tasks处找到Program Device，双击点开，加载可执行程序文件，即为POF文件。程序根据模块不同也分为两种，这里我们以接收模块为例，介绍下载程序流程。选中上次加载的程序文件，点击Delete删除掉。找到接收模块的程序文件，点击Add File。加载完程序文件后，将Program configure 一共三条，栏全部勾选，Security Bit 的第一条勾选。 其次，检查电脑是否读到烧写器。如果没有读到，点击Hardware Setup,Add Hardware,加载烧写器。加载烧写器后，点击close。 最后点击Start，开始下载程序。 模块程序都下载完成后，焊好光模块，光模块即为图1-1中下方黑色模块。靠近电源一边的焊波长为1310nm，远离电源的那个模块焊波长为1550nm的。焊好后，将模块的外壳装好。 组装完成，此时外壳先不贴标签。 二、测试需准备工具 本产品属于环网式连接模式，可以检测时可以连接超过（）的模块，但是由于条件限制，我们只测试有三个模块组成的环网。准备三根光纤，端子为SC，3个模块，两个已写好测试程序的开发板。开发板如图1-2所示。5V电源适配器2根，9V电源适配器3根。开发板需5V供电，CAN转光纤环网模块需要9V适配器。

图1-2 三、测试方法 用2颗光纤连接2个模块，将第一颗光纤的一端连接第一个模块的FIBER2端，第一颗光纤的另一端连接第二个模块的FIBER1端。将第二颗光纤的一端连接第二个模块的FIBER2端，第二颗光纤的另一端连接第一个模块的FIBER1端。将开发板的CAN通信接到每个模块的CAN１端口，就是从远离指示灯的一边开始数，第四，第五脚。将其中一个模块的MS拨码开关拨到主机，另外一个拨到从机。分别给两个CAN转光纤环网模块和两个开发板连接电源适配器，然后给全部模块上电。 上电后，正确的现象是两个模块光纤指示灯亮起来，CAN１灯闪烁，表示数据正在发送。作为主机的模块右侧４个灯全部亮起来。左侧第三个灯，即为NC灯是长亮的，表示的是新程序。开发板一个总是不停发送010305070911131517，另外一个开发板总是发送0204060810121416。以上现象缺少一项，模块都不是正常工作的。 两个模块检测正确之后，可以检测第三个模块。将第一颗光纤不动，还是连接的第一个模块的FIBER2和第二个模块的FIBER1，第二颗光纤连接的是第二个模块的FIBER2与第三个模块的FIBER1，第三颗光纤连接的是第一个模块的FIBER1与第三个模块的FIBER2。这样就组成了环网。如果更多个模块，总是前一个模块的FIBER1接到后一个模块的FIBER2，第一个模块FIBER1与最后一个模块的FIBER2相连，组成环网。开发板CAN通信接口接在其中两个模块上面。显示与两个模块测试的结果一样。3个模块连接在一起如图1-3所示。

环网自愈型RS485转光纤使用方法

环网自愈型RS485转光纤_光猫使用说明书（工业级） 一、概述 天津三格电子的MS-F155-C工业级双环光纤自愈RS485转光纤。工业现场总线光通讯中光纤双环网自愈是一种有效的高可靠通讯方式。双环自愈光纤Modem采用光纤传输技术，专为工业自动化、SCADA(数据采集及监控)等工业环境的远程数据通讯而设计，该产品主用实现232/485设备，在一对光纤环网(主环\备环)上互相通讯，正常通讯时，备环处于备份状态；当主环光纤故障时，备环立即启动工作，当主环故障消失时，备环立即切换，恢复备份状态，而主环恢复工作状态。光纤故障检测、主环、备环均由双环自愈光纤Modem自动完成，无需人工干预。级联方式支持0-500Kbps的任意速率，环网方式速率低于115200bps。光纤接口FC\SC\ST任选，由于采用光纤传输介质，可以在雷电、浪涌、电磁干扰等恶劣的工业环境下安全、高速、长距离 通讯。同时省去原来使用铜线时的雷电浪涌保护 设备的投资； 二、规格与特性 电源：宽电源供电，7-24V直流电源。 接口：RS232/ RS485。可以同时传输1路RS232， 或者1路485。 传输速率：RS232、RS485可以达到115200bps；。 通信方式：RS232RS422为全双工/ RS485为半双 工。 通信距离：多模可以达到2000米，单模可以达 到20-40公里。 光纤：SC口，单模双纤/单模单纤。 M/S拨码开关：主站拨到M，从站拨到S。 保护：15KV静电保护，1600W浪涌保护 环境温度：-40---60°C 存储温、湿度：-40---80°C 5%---90% 三、LED指示灯 RS485_1_LED：闪烁表示RS485_1有数据收发； RS485_2_LED：闪烁表示RS485_2有数据收发； M/S_LED：灯灭设备为从站，灯亮设备为主站； PWR_LED：灯亮表示电源工作； Linker1_LED：灯亮表示光纤模块1工作正常； Linker2_LED：灯亮表示光纤模块2工作正常； NC:亮表示为环路工作状态，灭为总线状态 RS232_1_LED：232有数据则闪烁； 四、光纤参数 单模、SC口（可选择其他接口，LC FC等）、双 纤可选，波长1310nm。 五、装修清单 AC220V/DC 9V电源适配器一个，使用说明书一 份（销售日期，作为保修的依据），光猫一台。 六、注意事项 光纤与光模块不用时候应该用注意防潮、防尘。 安装方法：必须一个主站，多个从站。可以一直往下串接从站，多个从站。链接方式有如下两种：（1）级联总线式；（2）环网方式。

工业环网自愈光端机说明书(中性)

工业环网自愈光端机 User’s Reference Manual 用户手册 版本号： 2.1 修订日期：2009-11-12

致用户： 感谢阁下使用本公司产品。请在使用本产品前，仔细阅读用户手册，并妥善保管，以备参考使用。 警告 1、请勿让本产品淋雨或受潮，以免造成性能下降或损坏。 2、安装本产品前请核对型号，并按用户手册要求安装。

目录 一产品简介 (1) 二产品特点 (1) 三产品指标 (2) 四设备前面板和和后面板及指示灯说明 (4) 五安装与准备 (4) 六应用 (5)

一产品简介 本系列工业环网自愈光端机采用最新的微电子、光电和以太网交换技术，开发了基于千兆以太网光纤传输、10/100/1000M以太网电口自适应的工业以太网数据光端机。该产品解决了传统局域网受地域限制的技术难题，同时发挥了光纤通信抗干扰能力强、高带宽的优势，使得传统局域网得以长距离延伸。 本系列工业环网自愈光端机适合于以太网接入后的光纤传输，尤其是对速率、实时性、可靠性和环境要求较高的场合，特别适于处理IP突发数据流以及远距离以太网的延伸，如比较分散的企业网络的连接等，也可作为小型的以太网交换机使用。应用领域包括：电力、交通、煤矿、企业大范围联网、污水处理、自来水供应、管道数据处理、楼宇自动化等,以及其他远程、分布式网口设备控制系统。 二产品特点 1、采用工业级元器件和专门设计，确保产品的高可靠性。 2、可在极端的温度范围内稳定工作，能适应工业现场恶劣的工作环境。 3、本产品组网十分灵活，可组成超级光纤自愈环网、超级以太网自愈环网或光电组合环网，方便了用户的使用。 4、具有先进的解环自愈功能，当环网中某处出现故障时，通讯数据能够快速切换到备用网络上，保证网络通讯正常，自愈时间小于300ms。

光纤SDH自愈环网的组建

光纤SDH自愈环网的组建

光纤SDH自愈环网的组建 北极星电力网技术频道作者:3 2007-12-21 13:39:23 (阅2840次)

调度自动化的通信需要。所以在该地区组建SDH 光纤自愈环网代表着正确的发展方向。1洋浦开发区用电大户及通信网络在洋浦开发区，洋浦电厂是海南省最大的气电发电厂，装机总容量为2×140MW 2×80MW；中海油公司的炼化厂是年产值过百亿的工厂，占全海南GDP总产值的七分之一，该厂是海南电网最大的用电专户，变压器本期设计总容量为2×150MVA；而金海浆纸厂则是全亚州最大的浆纸厂，变压器本期设计容量为1×80MVA，它的自备发电厂正在考虑并网方案设计，总装机容量为420MW，部分机组已投运，部分机组正在建设中。 炼化厂及浆纸厂这两个工厂都是省内极其重要的工厂，是海南电网的用电大户，建设了专门的220kV用户变电站来进行供电，对用电的要求非常的高；洋浦电厂作为海南省内最大的气电发电厂，接入海南220kV电网主网架，也是对海南电网的极其重要的一个电厂，原有的通信通道只是单通道，没有形成一个网络。如何解决它们的生产调度通信网络，保证电网的安全、经济、稳定运行，给用户提供高质量的服务成了摆在面前的问题。2用户电力通信方式选择近年来，计算机

技术和通信技术的结合，开创了信息时代的新纪元。无线通信、光纤通信、交换和路由等新技术和新设备层出不穷，创建了通信技术新时代。光纤通信由于其容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点，被广泛应用于电力系统通信中，在要求越来越高的电力系统通信里发挥着重要的作用。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点。 海南电网以往的通信方式多采用了载波通信、扩频通信等通信方式，随着电网改造和建设，旧电网更新，新电网大量建立，电力调度显得更为重要，因此对电力通信提出了更高的要求，以前的载波通信等通信方式已很难满足更高的通信要求。而鉴于洋浦电厂、炼化厂、浆纸厂及其自备发电厂即将并网，采用光纤通信方式，是非常必要的。3用户通信网络组网方案3.1光纤通信传输制式光纤大容量数字传输目前大都采用同步分时复用（TDM）技术，随着以微处理器支持智能网络单元的出现，高速大容量光纤传输技术和高度灵活、便于管理控制的智能网络技术的有机结合，形成了较为完善的传输体制——同步数字系

浅析自愈环网构成光纤保护的优点

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/cd1889981.html, 浅析自愈环网构成光纤保护的优点 作者：田斌 来源：《中国新通信》2014年第03期 【摘要】文中首先对自愈环网光纤保护进行了简要分析，接着就自愈环网构成光纤保护 阐述了其规模、优点等方面的内容。 【关键词】自愈环网光纤保护规模优点 光纤通信具有传输质量高、容量大和可靠性高等优点，是通信网发展的最佳选择。文章分析了自愈环网构成光纤保护的优点，其对SDH光纤通信网的建设具有一定的参考价值。 一、自愈环网光纤保护的概述 随着科技的进步，各种信息进入人们的生活，所以信息的准确性直接影响我们的正常生活。网上传输的信息逐渐加剧，传输信号的速率逐渐加快，如果网络传输中断，例如土建施工时光缆必须中断，那么整个社会就会因网络受到严重的干扰。目前，网络的安全性是问题所在。我们这里所说的自愈是指当网络传输中断（例如光纤断）时，不需要工作人员进行维修，网络传输会自动地在短时间内（ITU-T规定小于50ms）恢复，用户几乎不受影响。网络以研 究并寻找替代传输路由和重新建立通信为研究方向。替代路由可以通过备用设备或利用已有设备中的不用的东西，来恢复一切或特定的优先级的业务。从上面的介绍我们知道网络的冗余路由、网元强大交叉能力和网元的智能性决定了其自愈性。自愈的工作原理是，利用备用信道恢复失效的业务，但是它一般与故障的部件和线路的修复或更换无关，故障点的维修仍然需要人为因素。在网络要进行自愈时，业务自动由原来的信道切换到备用信道，切换的方式包括恢复和不恢复两种。 恢复方式指的是信道之间的切换，如果主用信道发生故障，业务切换到备用信道，如果主用信道修复，业务再回复到主用信道。通常要使主用信道恢复使用需要在主用信道的传输性能稳定后，一般需要几分钟到十几分钟的时间才能把业务从备用信道转移回来。 不恢复方式指的是信道的切换是单向的，即使主用信道恢复，业务的传输信道不改变，那么原主用信道就为下一次的切换做准备，原备用信道就成为了主用信道。 二、自愈环网构成光纤保护的优点 2.1 SDH自愈环网优点 SDH自愈环网传输保护信号比传统的专用纤芯更具有优越性，主要表现在这几个方面： ①采用SDH系统传输通信业务，不占用光纤资源，也不需要增加成本；②SDH自愈环网的双向性和自愈功能，决定其传输额稳定性，即使发生意外故障，信号传输也不会中断；③SDH

以太网自愈环测试方法讲解

第 1 页共 6 页 给出对于Ring 在冗余环应用中能达到性能的测试方法，作为Ring 性能验证和市场推广的依据。 测试方法 对于Ring 的冗余功能，可以采用不同的测试方法来判定其性能，下面介绍两种比较精确的方法： 1.1. 使用PC+软件的方法 本测试方法适用于常规定性测试，测试方法简单，测试结果较准确，测试工具需求较少。 1.1.1. 测试工具： PC 计算机： 2台 Sniffer 软件： 2套网线： 若干 1.1. 2. 测试组网 可以将大于3台的待测设备连接成不同大小的环网，下面以5台设备为例进行说明：将5台设备的光口依次连接，形成环网。并将第一台测试计算机PC-A 连接到1#设备的任意电口（测试中为电口2），另一台测试计算机PC-B 连接到5#设备任意电口（测试中为电口2）。 将1#设备设置为局端，将其余设备设置为远端。 第 2 页共 6 页

PC-B 测试原理 在PC-A 上用Sniffer 软件以1ms 间隔发送60bytes 到PC-B 的单播报文（由于Sinffer 软件和PC 的延迟，实际大约为2ms 左右发送1个报文，详细计算方法见附件一），以5000个报文为一组，在PC-B 上使用Sniffer 软件接收此单播报文数量。 动作：在报文发送的过程中将环网连接断开，测试环由连接到断开的倒换时间。以此方法测试断开不同端口的时间，并取平均值，从而获得冗余环从闭合到断开的倒换时间；在冗余环断开的时候发送数据报文，并在发送过程中将环闭合，测试冗余环从断开到闭合的倒换时间。 性能计算方法：（应收报文数量 - 实收报文数量）*2ms=环倒换时间即：倒换时间 = （应收报文数量 - 实收报文数量）*2ms = （ 5000 –实收报文数量） * 2 ms

SDH自愈环工作原理

SDH自愈环工作原理 一、自愈环的分类 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和四纤环。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 通道保护环和复用段保护环的区别是： 对于通道保护环业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC。倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否应进行倒换，例如在STM-16环上若收端收到第4个VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将该通道切换到备用信道上去。 复用段倒换环是以复用段为基础的。倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1、K2（b1~b5）字节所携带的APS协议来启动的。当复用段出现问题时环上整个STM-N或1/2STM-N的业务信号都切换到备用信道上。复用段保护倒换的条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信号。 二、两种常见的自愈环 当前组网中常见的自愈环为二纤单向通道保护环和二纤双向复用段保护环。 1.二纤单向通道保护环 二纤通道保护环由两根光纤组成两个环。其中一个为主环S1，一个为备环P1。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的并发选收功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务并发到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向相反。平时网元支路板选收主环下支路的业务。如图5-4(a)所示，若环网中网元A与C互通业务，网元A和C都将上环的支路业务并发到环S1和P1上，S1和P1上的所传业务相同且流向相反--S1逆时针P1为顺

SDH自愈环保护机制及比较

现代社会离不开通信,而通信网络的安全性,即网络的生存性也越来越显示出其重要的地位。自愈网的概念由此而产 生,就是说网络在出现意外故障时能够在极短时间内且无需人为干涉自动恢复所携带业务,即网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。SDH 环形网保护就是实现自愈网的方法之一。 1 自愈环分类 SDH 自愈环一般是由若干分插设备ADM 首尾相连构成 的环形结构网。这种结构的网具有很高的生存性。自愈环结构分为通道保护环和复用段(线路)共享保护环。通道保护环业务量的保护倒换发生条件是根据离开环的通道信号质量好坏决定,一般看是否产生通道A IS 信号;复用段共享保护环以每一对节点间的复用段信号优劣而定,出故障时,整个节点间的复用段业务全部转向保护环。通道保护环一般用专用保护,即正常情况下保护段也传业务信号,而复用段保护环一般用公用保护,即正常情况下保护段空闲。 根据进入环的支路信号与由该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同,自愈环分为单向环和双向环;根据一对节点间所用光纤的最小数目又分为二纤环和四纤环。通道倒换环一般工作在单向二纤方式,目前也有的工作在双向两纤方式下;复用段倒换环可以工作在两纤、四纤、单向、双向,见图1。 由上图可以看出,自愈环分五种典型结构:两纤单向、两纤双向、四纤双向复用段保护环和两纤单向、两纤双向通道保护环。下面分别介绍这几种结构。 2 自愈环结构及保护机理 211 两纤单向复用段保护环 如图2所示,S 表示业务光纤,P 表示保护光纤,支路信号从S1光纤插入,P1光纤一般空闲。各节点中高速线路上都有一个保护倒换开关。B 、C 间光纤断后,B 节点开关倒换,S1上的AC 线路信号经P1沿相反方向传到C 节点,经C 节点倒换开关再从P1光纤回到S1光纤落地分路。 摘要SD H 自愈环保护是使现代大容量光纤网络具有很高生存性的手段之一。自愈环分通道保护环和复用段 共享保护环。本文描述了自愈环的分类,自愈环的结构及保护机理,同时对各种自愈环结构的特点、应用环境等作出了分析和比较,以供工程中参考。关键词 SD H 自愈环通道保护复用段共享保护 SD H 自愈环保护机制及比较 陈慧 (北方交通大学网络管理研究中心)

光纤环网模块

光纤环网模块 一、模块功能简介802Module可以将多个站点的以太网信号复合到环形光纤链路中传输。支持对光纤环路的自动检测和自愈合，倒换时间＜50ms；支持2个环路光口和1个支路光口，可组建链形、环形、T形等各种光纤网络；MAC 口速率100Mbit/s，支持VLAN帧传输，可连接RTL8305SB等交换芯片；带内网管通道支持全局网管，并有自动的数据链路测试和故障复位功能。整个模块电路由大规模FPGA和通用芯片组成。模块单5V供电，支持电源冗余，符合工业级设计要求。可应用于双光口环网光纤收发器、工业级光纤冗余环网交换机、以太网自愈光端机、以太口光纤综合复用设备等产品中。二、模块特点总结◎环网采用FDDI简化协议，各个接口均兼容IEEE802.3标准；◎支持广播风暴抑制,自动对数据包进行过滤和MAC地址记忆；◎MAC地址存储，环路光口缓存64Kbit、其余接口缓存16Kbit；◎支持光纤环路的检测和自愈合，故障倒换时间＜50ms；◎可通过带内网管通道传输12bit外部开关量数据；◎光口可组建链形、环形、T形、复合形等各种光纤网络；◎环路、支路光接口协议均兼容IEEE802.3U-100M-FX；◎支持自动数据链路测试，实现模块死机等故障自动复位恢复；◎光口外围电路简单可直接在电阻匹配下连接PECL光器件；◎支持2个光纤环路同时传输，每站最高带宽196Mbit/s。三、模块工作原理（1）环路光口原理系统环路光口采用简化的FDDI光纤分布数据接口协议，实现了高速以太网的环形链路传输和冗余保护。由光纤构成的FDDI，其基本结构为逆向双环，如图P1所示。当两个环路都正常时，数据帧可以在环路上选择任一方向传输。当环上的设备失效或光缆发生故障时,失效方向的数据会被倒换到另一方向继续传输。完成这种故障容错能力是其它网络所没有的。模块光路示意图P1模块FDDI

光纤CAN总线自愈环网的研究.

光纤CAN总线自愈环网的研究 2008-01-20 摘要：介绍了光纤单CAN网络的工作特点及其不足。为提高光纤CAN网络的生存性，设计了光纤CAN总线自愈环网。采用塑料地（POF）为传输介质，用波长为650nm的红光光电收发器件实现光/电转换。分析了CAN网络数据帧的结构特点，给出了基于CPLD的自愈接口电路的实现方法。通过组建车载光纤CAN总线自愈环网，证明该网络不但具有自愈功能，还能消除光纤CAN环形网络中的阻塞现象。 关键词：CAN 自愈环 CPLD 接口电路塑料光纤 CAN总线是德国Bosch公司于20世纪80年代初为解决汽车中众多数据交换而开发的'一种串行数据通信协议。由于其具有卓越的特性，CAN总线成为目前公认的几种最有前途的现场总线之一。CAN总线的传输介质可以是双绞线、光纤和同轴电缆。目前双绞线CAN总线已得到了广泛应用，各项技术已经成熟。双绞线CAN网络在技术在容易实现、造价低廉，且对环境电磁辐射有一定抑制能力。但是当工作环境特别复杂时，其抗干扰能力并不十分令人满意。如在电动汽车现场，情况较为复杂，车载电气系统会产生强电磁干扰，将导致双绞线CAN网络不能正常工作。与双绞线和同轴电缆相比，光纤的优越性能--强大的抗EMI能力引起人们的关注。为进一步提高CAN网络的性能，应采用光纤作传输介质。由于车载局域网传送距离短，同时为了降低车载光纤CAN网络的成本，可选用塑料光纤(POF)作为传输介质。塑料光纤在高速短距离通信传输中成本低、易连接、可绕性好、重量轻，故组网成本低。德国宝马公司在2002年3月上市的最高级新款轿车"BMW7系列''中采用于50m POF构筑车内局域网。 光纤CAN网作为一种工业底层控制局域网，其拓扑结构与常用局域网一样，基本拓扑结构有总线形、环形和晕形。在光纤单环CAN网络中，由于器件的延时将导致环路信号自激，使环形CAN网络堵塞(或称为锁死)。为遵守CAN总线控制器在链路层的协议，应设计一种光纤CAN单环网专用逻辑控制单元LCU。该单元的功能是：对CAN总线数据实现收发控制，即主节点对接收到的数据不转发，当数据沿光纤环回到原发送节点时，立即被剔除；从节点对接收数据实现转发。同时还可消除环形光纤CAN总线网络的自激现象，保证环网不被堵塞。 Q光纤单环网络中，节点或链路的故障可能造成网络的瘫痪。为了提高光纤环网的生存性，应构成具有自愈功能的光纤双环自愈网。 图1 1 光纤自愈环CAN网总体设计 1．1 光纤自愈环结构

SDH自愈环专题

专题名称： SDH自愈环专题 —— 作者：xiaozm 时间：2007-9-18

目录 一、自愈的概念 二、自愈环结构分类 三、常见的保护环介绍 1、二纤单向通道保护环 2、二纤双向通道保护环 3、二纤单向复用段环 4、四纤双向复用段保护环 5、双纤双向复用段保护环 一、自愈的概念

当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大，要求通信网络能及时准确的传递信息。随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络出现故障（这是难以避免的，例如土建施工中将光缆挖断），将对整个社会造成极大的损坏。因此网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的问题。 所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务自动从故障中恢复传输，使用户几乎感觉不到网络出了故障。其基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有设备中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元一定的智能。 自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路的修复或更换，所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，就象断了的光缆还需人工接好。 二、自愈环结构分类 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。 复用段倒换环通道倒换环 双向环单向环单向环双向环 二纤环四纤环二纤环二纤环二纤环 注：1、目前最为常用的是二纤单向通道保护环、双纤双向复用段保护环。 2、润光泰力的SDH采用二纤单向通道保护环。 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 技术细节 1、单向环、双向环：按照进入环的支路信号与由该支路信号分路节 点返回的支路信号方向是否相同来区分。 单向环：所有业务信号按同一个方向在环中传输（顺时针或逆 时针）； 双向环：进入环的支路信号按照一个方向传输，而由该支路信 号分路节点返回的支路信号按照相反的方向传输。 2、复用段倒换环、通道倒换环： 通道倒换环：业务量的保护是以通道为基础的，倒换与否按离 开环的每一个别通道信号质量的优劣而定。 复用段倒换环：业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否 按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定。 以两纤双向复用段共享保护环(MSP)和两纤单向通道保护环(PP)为 例： 相同点：物理连接方式相同，相邻网元都是两根光纤相连

光纤SDH自愈环网的组建

光纤SDH自愈环网的组建 北极星电力网技术频道作者:3 2007-12-21 13:39:23 (阅2840次) 关键词: 光纤SDH 摘要：针对海南洋浦开发区炼化厂、金海浆纸厂等大项目建设后电网的发展变化情况，该文提出对用电大户的电网调度通信网络的解决方案，建设光纤SDH自愈环通信网。关键词：光纤通信网络；SDH传输系统；光纤自愈环网随着海南电网及用电专户的迅速发展，电网的安全、经济、稳定运行对通信的依赖和要求越来越高，电力系统的市场化运营和现代化管理也对电力系统通信的可靠性、容量提出了更高的要求。随着洋浦开发区的发展，已形成了一个以用户220kV站点及电厂组成的电网结构。各个站点需要向调度端传送相应的遥测、遥信、电量等远动信息，调度端也需要下发一路调度电话到这些站点，SDH光纤通信自愈环网能满足这些要求，能给话音信号、远动信号以及继电保护提供传输通道。同时该网络也具有1 1保护功能，提高了网络通信的可靠、安全性。保证了电网安全、经济、稳定、可靠的运行，保障了电力生产、继电保护、电网调度自动化的通信需要。所以在该地区组建SDH光纤自愈环网代表着正确的发展方向。1洋浦开发区用电大户及通信网络在洋浦开发区，洋浦电厂是海南省最大的气电发电厂，装机总容量为2×140MW 2×80MW；中海油公司的炼化厂是年产值过百亿的工厂，占全海南GDP总产值的七分之一，该厂是海南电网最大的用电专户，变压器本期设计总容量为2×150MVA；而金海浆纸厂则是全亚州最大的浆纸厂，变压器本期设计容量为1×80MVA，它的自备发电厂正在考虑并网方案设计，总装机容量为420MW，部分机组已投运，部分机组正在建设中。 炼化厂及浆纸厂这两个工厂都是省内极其重要的工厂，是海南电网的用电大户，建设了专门的220kV用户变电站来进行供电，对用电的要求非常的高；洋浦电厂作为海南省内最大的气电发电厂，接入海南220kV电网主网架，也是对海南电网的极其重要的一个电厂，原有的通信通道只是单通道，没有形成一个网络。如何解决它们的生产调度通信网络，保证电网的安全、经济、稳定运行，给用户提供高质量的服务成了摆在面前的问题。2用户电力通信方式选择近年来，计算机技术和通信技术的结合，开创了信息时代的新纪元。无线通信、光纤通信、交换和路由等新技术和新设备层出不穷，创建了通信技术新时代。光纤通信由于其容量大、保密性好、不易受电磁干扰等优点，被广泛应用于电力系统通信中，在要求越来越高的电力系统通信里发挥着重要的作用。光纤通信以光导纤维为传输媒质、光波为载波的光纤信道，具有损耗低、频带宽、高速、安全等诸多其他通信方式所不具备的优点。 海南电网以往的通信方式多采用了载波通信、扩频通信等通信方式，随着电网改造和建设，旧电网更新，新电网大量建立，电力调度显得更为重要，因此对电力通信提出了更高的要求，以前的载波通信等通信方式已很难满足更高的通信要求。而鉴于洋浦电厂、炼化厂、浆纸厂及其自备发电厂即将并网，采用光纤通信方式，是非常必要的。3用户通信网络组网方案3.1光纤通信传输制式光纤大容量数字传输目前大都采用同步分时复用（TDM）技术，随着以微

双环自愈千兆以太网交换机说明书

双环自愈千兆以太网交换机产品使用手册 深圳市光网视科技有限公司

目录 目录 0 一、系统概述 (1) 二、主要特点 (2) 三、技术参数 (3) 四、指示灯定义 (4) 五、接口定义 (5) 六、典型应用 (8) 七、网管使用 (9) 八、网管服务器介绍 (11)

一、系统概述 双环自愈千兆以太网交换机系列产品是高性能的嵌入式工业以太网自愈环交换机，全线速1000M冗余光纤环网结构,可以实现多点以太网接口的光纤环网传输与接入。 该机采用大规模专业集成电路，高集成光收发器件及数字锁相环技术，小体积，高可靠性，支持256个光纤节点，各从站故障、掉电、断纤时自动切除，故障恢复后自动投入（切换时间小于50ms）。 该机同时采用独家拥有的数字技术实现全网络对等接入，每个站点都可根据用户需求自由配置使用，给用户带来最大的组网灵活性。 该机是专门为电力配网自动化、工业自动化、交通、电信等工业高可靠数据通信而设计。解决了通讯距离远与通讯速率高、节点多且分散的矛盾，同时也解决了电磁干扰、地环干扰和雷电破坏的难题，大大节约了光纤资源。 该机有2路全线速1000M冗余光纤接口，用户接口有3路10/100/1000M自适应以太网接口，支持地址学习和广播风暴抑制。带3路RS-232/485串口，各自独立配置成点对点和总线型的串口通信，波特率可选。对于全网的管理可以通过串口本地管理，也可通过web方式远程管理，可以自动生成网络拓扑结构，对网络内的交 -1-

换机进行配置，查询，日志和故障的记录与备份。 由本设备组成的环网可高质量传输H.264高清视频信号，累计可传输多达300路，解决了传统点对点视频光纤传输中光纤资源的浪费及组网复杂成本高等问题，是安防，智能交通，平安城市，高速公路，铁路，电力，金融，水利，工业控制光纤组网的首选方案。 设备采用豪华迷你铝机箱设计。外形简洁、美观。外部供电为直流DC12V或交流AC220V可选方式。本机可单独桌面安放，也可壁挂或导轨安装。操作、维 护方便。 二、主要特点 豪华铝外壳 2路全线速1000M冗余光纤接口 2路100/100/1000M自适应以太网用户接口 1路1000M光纤以太网用户接口 3路RS-232/RS-485串口 双纤双环链路 支持IEEE802.3，802.3u，802.3x，802.1D，802.1P，802.1Q等 支持广播风暴抑制 各从站故障、掉电、断纤时自动切除，故障恢复后自动投入 -2-

moxa单环网自愈方案

电力电站单环网自愈方案 一、产品选型及介绍 台湾MOXA EtherDevice? Switch EDS-510A网管型工业以太网交换机，支持3个千兆以太网端口。两个千兆端口用于组建千兆Turbo Ring，另外一个千兆端口用于级联或者Ring Coupling。千兆以太网冗余协议Turbo Ring（自愈时间<20ms），可以提升您的千兆网络骨干的可靠性。EDS-510A以太网交换机支持多种智能化的网络管理功能，包括QoS，IGMP Snooping/GMRP，VLAN，Port Trunking，SNMP V1/V2c/V3，IEEE 802.1X和Https/SSL等功能。 EDS-510A-3SFP7个10/100BaseT(X)端口，3个SFP (mini-GBIC) 接口的工业级网管型千兆冗余以太网交换机。 工业联网能力 ?支持千兆Turbo Ring和RSTP/STP冗余协议，其中一个千兆以太网端口可以用于级联或者千兆服务器 ?IGMP Snooping 及GMRP，用来从工业以太网协议中过滤多播流量 ?支持基于端口的VLAN、IEEE802.1Q VLAN 和GVRP协议，使网络规划简单易行 ?支持Qos---IEEE 802.1p/1Q和TOS/DiffServ，增加决定权 ?支持802.3ad(LACP)，LACP及Port Trunking，最大化利用带宽

?支持IEEE802.1X和SSL，增强网络的安全性 ?SNMP V1/V2c/V3针对不同等级的网络管理 ?RMON功能能够提供有效的网络监视和预测能力 针对工业应用的设计 ?带宽管理能够预防不可预计的网络状态 ?ABC-01（自动备份配置器），更易于置换故障设备?锁定端口仅允许授权MAC地址访问 ?端口镜像可用于在线调试 ?通过E-mail、继电器输出510A实现自动报警 ?数字输入接口可将传感器和警报与IP网络整合为一体?自动恢复连接设备的IP地址 ?换线连接快速恢复(专利) ?正常温度（0～60°C），宽温型号（－40～75°C）?冗余双直流电源输入 ?支持40公里/ 80公里的传输距离 ?IP30防护等级，波纹式高强度外壳 ?导轨/面板式安装 ?发送Ping命令确定网络的连通性 ?冗余12~45V直流电源输入，过载保护

模拟量光端机级联环网自愈

模拟量（光纤转换器）光端机的应用 传统模拟电压、电流的测量采用双绞线或同轴电缆传输，在正常环境和短距离时够达到理想的精度。但是在长距离(2000米)、强电磁干扰和模块间存在电压，采用双绞线或同轴电缆传输，不仅达不到高精度(0.5%)，甚至在电源出现故障时影响到人身安全。随着新的通信载体——光纤的应用，为提高系统的可靠性和采集精度，光纤传输是理想的选择。 上海来威数码科技有限公司已推出了系列模拟光端机。实际应用表明，将光纤用于模拟量电压、电流传输技术已经成熟，应用前景广阔。 1、模拟量采用光纤传输的优点 1）将变送器电流、电压模拟量直接传输，在接收端原封不动的输出（可视为透明传输），保证高度的线性度。这样可将现场的PLC等设备放置在中心，大大减少前 端现场的尺寸、线缆尺寸以及集成难度等（所有的处理在中心，避免复杂通信协 议单片机处理等环节）。 2）传输距离远，精度高。传输带宽高，减少线缆尺寸和重量，便于布缆。 3) 光纤在工作时不导电，对高电压有隔离作用。避免了电路之间的电磁效应引起的相 互干扰。 4) 众多的电气设备的启停、开关的闭合、各种电弧等不会对光纤通信产生影响，光纤 通信自身不会辐射干扰其它设备。 5) 光纤受温度的影响小、抗化学腐蚀和抗氧化性能强。工作受恶劣环境的约束小，光 纤的寿命比铜缆长。 6) 使用光纤通信不存在接地、共地的问题，安装、测试过程中没有电压、电流的干扰。 这些优点为高电压强电磁干扰环境下电流的高精度传输奠定了基础。 2、模拟量光端机分类 按模拟输入量：分为电压，电流模拟量光端机。 电压光端机：一般输入0-5v，0-10v电压信号。在工业现场，电压信号容易受到噪声的干扰而不纯洁；传输线的电阻会产生电压降，传输距离近等原因，已经应用的越来越少。 电流光端机：一般输入4—20mA，电流信号。 按模拟量输入路数：分为1路，4路，8路模拟量光端机。 3、模拟量光纤传输按拓扑结构可分为3种方案 1）、点对点传输 优点：一致性通用型好，便于维护服务，研发技术难度小，使用方便，相互独立。缺点：布缆工作量大。

03-常见自愈网络介绍

第三章常见自愈网络介绍 目标： 掌握网络自愈原理。 掌握不同类型自愈环的特点，容量和适用范围。

3.1 基本概念 随着科学和技术的发展，现代社会对通信的依赖性越来越大，因此对网络的 安全性提出了更高的要求，从而产生了自愈网的概念。 下面将就自愈网中的一些概念进行阐述： 单向与双向业务 自愈 3.1.1 单向与双向业务 单向和双向业务是针对环上的业务流向而言。所谓单向业务，指的是节点从 环上收发的业务在环上按同一方向进行传输（例如顺时针或逆时针）；双向 业务是指，由节点发送而进入环的业务信号按照一个方向进行传输，而由节 点从环上接收的业务信号按同一路由相反的方向传输。采用单向业务的传输 环称为单向环，采用双向业务的环称为双向环。 3.1.2 自愈 自愈指的是无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效的故障中自动恢 复所携带的业务，使用户感觉不到网络已经出现了故障。自愈并不代表网络 自身具有修复功能，对于具体失效元部件的修改和更换，仍需要人工干预才 能完成。自愈网的基本原理是使网络具备发现替代传输路由并重新确立通信， 简而言之，自愈网就是使得网络在出现故障的时候，受到该故障影响的业务 能够通过其他路径到达目的地，而不受网络故障的影响。

3.2 自愈网络的分类 OptiX 155/622H(Metro1000)设备支持的ITU-T建议中的自愈保护机制有如下5 类： 1. 路径保护类 保护方式包括： 二纤单向复用段专有保护环 二纤双向复用段共享保护环 2. 子网连接保护类 通道保护环（二纤单向通道保护环/二纤双向通道保护环） 子网连接保护（SNCP） 3. 双节点互通连接（DNI）环间互通业务保护 4. 虚拟光纤共享路径保护 5. VP-Ring环网保护 3.2.1 路径保护类 自愈环结构可以划分为两大类，即复用段保护环和通道保护环。对于复用段 保护环，业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否由每一对节点间的复 用段业务信号质量的优劣而定；对于通道保护环，业务的保护是以通道为基 础的，倒换与否由环上每个通道信号质量的优劣而定。当复用段出现故障时， 整个节点间的复用段业务信号都转向保护环。通道保护环和复用段保护环的 一个重要区别在于，通道保护环往往使用专用保护，即正常情况下保护段也 在传业务信号，保护时隙为整个环专用；而后者往往使用共享保护，即正常 情况下保护段是空闲的，保护时隙为每对节点共享。据此又分为专用保护环 和共享保护环。当然，复用段保护环也可以使用专用保护，但是比起通道保 护环无明显优点。 1. 二纤双向复用段保护环——二纤共享复用段保护环 复用段保护环与通道保护环的最大区别是它需要启动复用段保护协议来实现 环路业务保护倒换。二纤双向复用段保护倒换环的保护倒换过程如图3-1所 示。

校园网核心环网解决方案

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大中小 1 前言
随着万兆以太网技术的飞速发展以及应用的不断提升， 采用性价比极高的以太网技术来构建 大型的企业网、城域网已经成为一个不可阻挡的趋势。在这类规模大、业务多的网络环境里面， 传统的多级级联式的树型以太网， 在故障恢复时间、 保护机制以及对组播应用的支持方面还存在 一定不足，难以支持宽带数据网络用户不断发展的需求。以太网（IEEE 802.3）始终没有解决快 速收敛问题。 任何链路的中断会导致网络长达数十秒的不可使用， 这对承载于网络上的各种实时 业务是难以忍受的。为了解决快速收敛的问题，IEEE 工作组又提出了 IEEE802.17 RPR 技术，RPR 达到了 50ms 倒换的自愈保护能力。但是相对传统低成本的以太网技术，投资额成了 RPR 应用的 一个障碍， 通常只有对可靠性要求非常严格的用户才会考虑使用 RPR 技术， 而更多的用户需要一 种将以太网低成本与 RPR 高可靠相结合的技术， 既可以大幅减少网络自愈的收敛时间， 而又不会 增加投资额。 锐捷网络以太环网技术作为一种大型的环形以太网部署技术， 将高端的万兆链路技术和高性 能、高可靠性的环网自愈协议相结合，解决了传统数据网保护能力弱、故障恢复时间长等问题， 是高端网络部署的一种重要的技术选择和解决方案。RERP 是一个专门应用于以太网环的链路层 协议，是锐捷网络针对以太环网应用推出的高可靠性的解决方案。可以防止环路上的广播风暴， 链路故障时具有快速收敛的特点。以太环网保护技术在 RFC3619(EAPs)中有一个初步的描述，但 仅仅是作为一个参考草案， 目前业界仅有少数厂商提供了相关的产品实现。 锐捷网络基于对万兆 以太网技术的深刻理解，在 RFC3619 的基础上，自主开发了 RERP 协议，并已在锐捷网络的 RG-S8600、RG-S9600 等高端系列交换机上实现。
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校园网核心环网需求分析