关于SDH组网技术在专网中的应用.doc

1、 1目录第 1 章、绪论 11.1 研究的背景和目的 11.2 SDH 的应用与发展趋势 .2第 2 章、SDH 技术介绍 .32.1 SDH 的产生 .32.2 SDH 的特点 .42.3 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 .63.1 电力通信专用网的特点 63.2 电力通信专用网的构建思路 73.3 电力系统通信专网的 SDH 网络拓扑 93.4 其他辅助通信系统 103.5 SDH 多业务传送平台 .12第 4 章、电力系统通信专网的测试 154.1 测试内容 .154.2 测试方法 .164.2.1 传输延迟的测试 164.2.2 网络拥塞测试

2、 164.2.3 网络冗余度测试 164.3 测试结果处理方案 .174.3.1 传输延迟处理方法： 174.3.2 网络拥塞处理方法： 174.3.3 网络冗余方案 184.4 故障及其处理方法 184.4.1 常见的故障及检测方法 .184.4.2 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 252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

3、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

4、 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 ，

5、 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

6、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 中 ，3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

7、 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

8、、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】 。4第 2 章、SDH 技术介绍2.1 SDH 的 产 生在综合业务数

9、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 PDH（Pseudosynchronous 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、

10、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

11、，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/s，STM-16 的传输速率为2488.320Mb/s，STM-64 的传输速率为 9953.280Mb/

12、s。同 PDH 相比，SDH 有很多5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

13、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

14、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。6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，

15、如对 VLAN（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，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

16、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

17、开销的处理和传递等 【5】 。7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

18、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 在中小型变电站、乡镇8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 带宽只能选择 N 6k、E1、E3/T

19、 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。

20、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

21、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, 10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

22、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

23、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

24、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D1，D12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11一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)

25、等效标准网元个数(等效网元数)GF995301C 2GF248801B 2GF62203B 1.5GFl55-03B 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

26、)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

27、均从线路侧提取同步信号 【11】 。D、保护倒换系统12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。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。SD

28、H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133.5 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

29、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.

30、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14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

31、、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，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】 。15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

32、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16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

33、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

34、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

35、 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17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“G T5001-4 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

36、 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

37、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

38、 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 。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

39、 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：18（ 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。

40、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

41、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。（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

42、，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19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

43、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

44、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20（ ）”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

45、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21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

46、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：（1）220V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。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

47、 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 线序之二221 （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

48、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(

49、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。23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