电力信息通信中网络技术的应用及发展

　　摘要：随着通信技术的发展，电网信息网络技术的发展十分迅速，网络技术的广泛应用表明通信网的智能化水平在不断提高，功能日益强大，也将进入飞速发展阶段。结合笔者多年来从事电网信息网络技术工作经验的体会及经验总结，文章主要从电网信息网络技术特点、电网信息业务、电网信息技术体制及技术体制的选择与发展思路这几点，并对电力信息通信网络的技术现状和规划建设模式进行了相应的探讨分析。
　　
　　关键词：电网信息；网络技术；数据；SDH；MSTP
　　
　　1电网信息网络技术特点
　　电网信息网络技术是电力系统的最重要的一项技术之一，而电力系统是国家的基础产业，具有以下几个特点：
　　(1)涉及面广：包括发电、输电、变电、配电、用电等五个环节；
　　(2)专业化程度高：除一般的自动化技术、通信技术、网络技术、计算机技术等之外，还包含众多的电力系统专业业务知识；
　　(3)各地均具有自身的特点：各国、各地区在电网运行、经营管理上具有其自身的特点，特别在电网信息网络技术系统上，更难做到完全标准化、产品化；
　　(4)受国家政策保护，国产化是主要方针。
　　2信息业务分析
　　2.1调度电话及行政电话。属于传统的语音业务，是电力调度及行政工作的重要通信平台，必须具有很高的可靠性和快速接续速度。
　　2.2变电站视频监控信息。为了对“四遥”的进一步补充和完善，变电站视频监控信息多采用TCP/IP与10/100Base-T网络接口方式。
　　2.3管理信息系统(MIS)。提供日常业务查询功能，各个部门之间的计算机信息联网均基于电力信息通信专网。
　　2.4电网调度自动化实时数据。其作用为调度控制中心采集实时数据，可靠性要求高，并需要较小的时延。
　　2.5继电保护信号。对可靠性有极高的要求，可以通过PCM设备的G.703/64kbps接口接入SDH传输平台。
　　2.6视频会议业务。基于H.323的运行在分组交换网络的IP视频会议系统，已经逐步被电力企业用户所认可。今后将更多采用TCP/IP的接入方式。
　　2.7通信支撑网及通信监控信息等附属业务可以通过TDM或IP两种方式进行承载。
　　上述各类业务的特性如表1所示。
　　表1
　　业务
　　名称 业务分类 传输
　　速率 传输时延 误码率 可用性 完整性 通信配置 协议
　　数据
　　业务 MIS 4M 分级  中 高 双向/广播 IP
　　多媒体业务 视频会议 2M ≤400ms ≤10-5 较高 中 双向/广播 TDM/IP
　　 网络应用 2M 秒级  中 中  IP
　　 GIS 512K 秒级  较高 较高  IP
　　 视频监控 2M ≤400ms ≤10-5 较高 中 双向/广播 TDM/IP
　　话音
　　业务 调度电话 64K ≤250ms ≤10-5 高 高 双向 TDM/AAL1
　　 行政电话 64K ≤250ms ≤105 高 一般 双向 TDM/AAL1
　　 IP电话 16～64K ≤250ms ≤10-5 高 一般 双向 IP
　　
　　
　　从表1可以看出，随着通信技术的发展，电力通信网正在由基于TDM的语音通信为主逐步转变为承载越来越多的IP数据业务。与此同时，传统的基于TDM的重要业务仍然会在相当一段时期内存在。
　　3信息技术体制分析
　　随着国家电网改造项目的实施，很多县级电力企业建成了具备一定规模的、基于SDH的电力专用通信网络。但是，目前通信网的网架结构普遍存在薄弱环节。此外，随着网内的IP数据和图像等多种业务所占比重的日益增加，以支持单一TDM业务为主的SDH技术体制也难以高效地支持此类业务。
　　3.1链状网络，可靠性低目前的电力通信网网络拓扑整体上依赖于输电线走向，大体上呈星形或链状拓扑结构，其可靠性很低。根据电力通信网络目前的状况，只能采用线路保护倒换，无法实现环形网保护。
　　3.2不支持IP业务，在电网系统中，传统的SDH体制主要传输语音等TDM业务。SDH是一个以复杂的集中式供应和有限的扩展性为特征的体系结构，难以处理以突发性和不平衡性为特点的IP业务，无法满足IP业务的需要。
　　4技术体制的选择与发展思路
　　基于以上的技术需求，为了在将来的网络中更好地支持比重日益增加的IP业务，县级电力系统运营者在建设自己的通信专网或对现有的SDH网络进行扩容与升级时，均把目光投向以下的技术体制，即DWDM波分复用技术、RPR弹性分组环和MSTP多业务传输平台等。此外，纯IP宽带网络、NGN下一代网络和软交换也受到更多的关注。
　　对于已经建成SDH网络的地区，从保护投资的角度考虑，应该尽量以现有设备与技术体制升级到适合承载IP业务的通信网络，寻找一种方案，从现在的静态TDM复用模式过渡到动态IP网络模式；对于尚未建设本地电网电力通信网络的地区，应该充分结合业务需求，选择一种适合的技术体制。对几种较多采用的技术体制的分析与比较如表2所示。
　　表2
　　技术体制 技术描述 优点 缺点
　　传统的SDH体制 适合以TDM业务量为主的混合型业务量 设备已大量安装，技术成熟，标准化，设备可靠性高 数据业务成为网络主导后，效率变低。
　　多业务传平台(MSTP) 集成的传输和业务疏导功能，可选的数据层汇聚功能 完全兼容现在有的SDH设备，业务开通迅速，减少网络设备数量 集成了很多的功能，导致近期部署困难。
　　波分复用(WDM) 基于环网的OADM、DWDM、CWDM或点到点，短距离的DWDM、CWDM。 容量大幅增加，可以灵活传送任何协议的信号。 不能灵活汇聚，不能动态配置波长，成本高。
　　弹性分组环(RPR) 数据汇聚和交换设备(如以太网交换机)，有限的话音处理能力。 有效的数据汇聚功能 目前缺乏语音处理能力。
　　
　　由表2可知，MSTP技术较好地解决了既需要传输TDM业务，又需要处理数据业务的矛盾。它是在大多数县级及以下电力分公司已经建设了大量SDH网络，而且语音业务(尤其是电力系统实时调度语音信息)仍然占有重要位置的情况下，对网络进行优化的较好选择。
　　多业务传输平台MSTP(MultiServiceTransportP1atform)技术是为了更好地适应数据业务动态变化的特点，在传统SDH设备上增加了数据处理的功能。它将传统的SDH复用器、数字交叉链接器(DXC)、网络二层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，即基于SDH技术的多业务传送平台(MSTP)，进行统一控制和管理。因此，MSTP既能够兼容目前的TDM业务，又可以满足日益增长的IP数据业务的要求，同时采用了SDH成熟的组网和保护技术。可以说，MSTP体制为电力通信专网建设提供了合适的解决方案。
　　5电力信息数字化的展望
　　随着我省电网的不断发展，总公司相关领导提出加强电网结构，提高装备水平，提高自动化水平，提高信息化水平”的思路进行电网建设，以提高大电网的驾驭水平。深入开展配网自动化技术研究运用，不断提高配网自动化水平；提高各级调度自动化的应用水平，逐步实现县级电网调度自动化。2011年底前，主要城市核心区域实现配网自动化。
　　到2013年，佛山等重点城市的用户年平均停电时间不超过4.82小时，城市配电网综合线损率低于4.5%。其他地区供电可靠性大幅提高，达到南方电网公司有关技术导则要求。220千伏及以下变电站无人值守率2012年达到100%。
　　建立八大业务系统业务标准和技术标准；以业务部门为主体推动业务系统的应用率和实用化，提高信息化系统实用化水平。加强通信主网网络结构，提升主网光通信环网率；综合数据网覆盖全部地区局，主干网千兆到地区局，地区局百兆到分县局；建设光传输B网，与地埋光缆、卫星通信系统构成立体化通信网。建设配电GIS、DMS和配电生产综合管理信息系统，实现配电生产管理信息化。2011年底前，110千伏及以上站点、新建35千伏变电站和分县局光缆覆盖率达到100%，城市110千伏及以上变电站逐步实现双环网；光通信网络覆盖全部35千伏变电站。”
　　6结束语
　　电力通信专网最新发展趋势是：在保证可靠传输TDM业务的前提下，支持IP和以太网业务的接入。对于已经敷设了大量SDH网络的县级及以下电力分公司，MSTP可以更有效地支持分组数据业务，从而在保护了原有的SDH设备巨大投资的同时，保证了电力专网的可持续发展。第3代MSTP已经针对不同的应用融人多种接人功能，可以根据农电通信业务的实际需求，通过多种功能的综合应用，对网络实现低成本优化，同时保持其高可靠度。
　　此外，应遵循环网为主的设计原则，充分发挥光纤环网的可靠性，依托电网建设，打破行政管理地域限制，尽量将各变电站都连入环网中。应利用电力系统特有的电力杆塔线路资源进行光缆敷设，优先采用OPGW及ADSS光缆敷设方式，从而根据电网一次网架的建设及通信网的发展需要，使电力通信专网与一次电网结构和管理模式相适应，满足电力通信业务发展需要的骨干网架，提供电网信息传输与交换的高速、可靠平台。