[科普中国]-光纤自愈环形以太网

在CBZ-8000变电站自动化系统中采用了光纤自愈环形以太网作为变电站自动化系统通信网络的主干网络。经各项参数对比分析证明，该通信网络在通信实时性、高效性、可靠性、信息长距离传输和网络布线简洁性方面都达到了最优，具备了一个高可靠性变电站通信网络必须具有的容错、高速、适于远距离传输、出现故障恢复时间短等特点。1

简介在CBZ-8000变电站自动化系统中采用了光纤自愈环形以太网作为变电站自动化系统通信网络的主干网络。经各项参数对比分析证明，该通信网络在通信实时性、高效性、可靠性、信息长距离传输和网络布线简洁性方面都达到了最优，具备了一个高可靠性变电站通信网络必须具有的容错、高速、适于远距离传输、出现故障恢复时间短等特点。1

光纤自愈环形以太网主要优势在CBZ-8000变电站自动化系统中采用了光纤自愈环形以太网作为变电站自动化系统通信网络的主干网络。经各项参数对比分析证明，该通信网络在通信实时性、高效性、可靠性、信息长距离传输和网络布线简洁性方面都达到了最优，具备了一个高可靠性变电站通信网络必须具有的容错、高速、适于远距离传输、出现故障恢复时间短等特点，代表了当今变电站自动化系统通信网络发展的方向。1

光纤自愈环形以太网的特点1)高可靠的光纤通信。高压、超高压变电站一般占地规模大，为了减少主控室的占地面积，简化变电站二次设备的互连线，提高二次设备的可靠性，节约控制电缆，减小电流互感器和电压互感器二次负载，变电站自动化系统提出了分层、分布式系统结构和面向对象的设计思想，系统采用间隔层设备下放保护小室的方式。但这种方式带来的最大的问题就是变电站现场的干扰问题，变电站现场存在着强的电磁干扰、射频干扰和地电位差等多种干扰。由于继电保护小室的设备信息上送要经过长距离的传输，这些干扰都直接威胁着变电站自动化系统通信的可靠性以及数据传输的容量、速度和传输距离，如果采用传统的通信网络在信息的可靠性方面已经得不到保证。该系统采用光纤自愈双环网，解决了传统通信中存在的问题。1

2)容错的网络。变电站自动化系统出于可靠性方面的考虑，是不允许出现通信中断的，即使出现通信中断，也必须在规定的时间内恢复。否则，将影响系统的安全运行，严重的情况会造成灾难性的后果。因此容错网络在构建变电站网络拓扑结构时成为必需。这样，在容错网络中，一旦主通信网络出现中断或异常，备份的通信网络将立即代替主通信网络，使出现故障的网段或装置自动从网中隔离，不至于影响整个网络的运行；当故障的网段或装置故障恢复后，主通信网络自动恢复并且备份网络自动退出运行处于备份状态。

在网络容错功能设计上，一般说来，单一的网络是难以完成容错通信的。经过对各种网络拓扑结构性能的对比分析，证明最适合的网络容错拓扑结构为光纤自愈式环网通信网络。1

光纤自愈环形以太网工作原理光纤自愈环网的自愈原理就是将所有的设备的信息分布在信号流向相反的两个环上，正常时只有主环在工作，备环处于备份状态。当环上某处光纤断裂或某节点发生故障时，与故障点最近的两个环网节点通过改变数据流的发送和接收方向，在主环和备环上自动环回，这时，环网仍然是一个闭环，通信链路保持畅通。故障点链路恢复后，备环回到备份状态。这种自愈型环网极大地提高了通信的可靠性。图1所示为光纤自愈环网的构成图。

另外，当环上某处光纤断裂或某节点发生故障时，与故障点最近的两个环网节点在自动环回的同时，主动向操作员站上送网络动作切换信息，操作员站在监控唾面上通过网络着色的方式，向运行人员提示故障网段，方便通信网络故障查找和恢复。

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学