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电力光纤传输和接入解决方案

电力光纤传输和接入解决方案

一、电力光传输网络现状     
      电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。作为电网运行的支撑保护系统之一,电力通信要求很高的可靠性以保障电网的稳定运行。
      由于光纤通信具有传输容量大,可靠性高、抗干扰性能强等诸多优点,所以利用光纤进行远距离传输得到了电力系统通信网建设越来越广泛的应用,保证了计算机宽带网络系统、电话交换网络系统、电力调度通信统、电力调度自动化系统、可视电话会议系统、图像监控系统等系统信息的传递需要。
      采用先进高效的生产管理实现电力系统的全行业的遥控、遥测、遥调、遥信和遥视五遥管理,确保电网的长期高效安全运营。保证供电系统的安全运行已经成为电力管理部门的首要任务。在现代化的供电系统中,变电站的管理的网络化、数字化和自动化是电力发展要求的必然趋势,变电所的无人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。
 
电力网络总体结构分析
      根据国家电力系统的调度体系,电力通信网可分为国家骨干层、省际骨干层、省内干线层和地市接入层(包括城网和农网)。
      国家骨干层:连接各大区电力通信网,实现全国范围的互通;
      省际骨干层:连接各省电力通信网,实现大区/全国范围的互通;
      省内骨干层:连接省内电力通信网,实现全省范围的互通;
      地市接入层:城网和农网区域范围内生产调度/信息互通。
      为了方便我们了解设备在接入层的应用,首先分析一下网络结构,并将其分为三个网络级别,
如图:
 
 
网络现状分析
      省际骨干层在大的区域调度中心之间组建2.5G/10G/40G的网络或环网,利用网络完善的保护机制和强大的多业务调度处理能力,保证大带宽业务的畅通。
      省内骨干层负责全省电力的调度和监控,同时作为电力办公自动系统的传输平台,组建622M/2.5G/10G的SDH网络,充分考虑电力通信网省内骨干层的实际应用需求,对网络的体系结构、安全性、分组业务的封装、动态带宽匹配、QOS保障等方面采取卓而有效的处理,理深层次的优化了电力通信传送网。
      地市接入层收集各电厂、变电站的监控数据,实时向调度中心汇报,组建155M/622M/2.5G的传输平台,配合接入设备的其他模块灵活方便的实现语音、数据以及以太网信号的传送。对于许多业务量较小的节点,可以大量的使用集成度较高的光端机。
 
二、地市接入层
      随着变电所改造建设的深入进行,传统的“遥控、遥调、遥测、遥信”功能已经满足不了现代化变电所的发展要求,加之当今计算机技术的高速发展,如何集中管理各变电所设备工作状态,实现无人值守变电所的远程图像实时监控,即“遥视”功能的实现,日益重要的呈现在我们面前。为适应现代化无人值守变电所的建设要求,传统的监控手段和管理已发展成为数字化、网络化管理的新概念。
      我公司针对现阶段数字化、网络化的操作概念,提供了一套完整的传输平台,使地电力部门在探索变电站无人值班的实践中,基本实现了“五遥(遥测、遥信、遥视、遥调和遥控)”功能,使运行和维护人员的数量大大减少,运行水平得到了显著提高。
 
      下图是电力三级网在大的环境网络中所处的位置,各地的变电站、电厂通过光纤把语音、数据、视频和以太网信号传送到各地市,县的电力局,在各地市,县电力局直接下放业务或把这些业务会聚到程控交换机、电力MIS系统和视频服务器等再由二级网络设备将业务上传。
 
 
 
 
SDH光纤环网解决方案组网图
 
 
 
组网方案说明:
      各站点话音、远动等信号通过PCM设备或综合设备接入到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,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。
      在地级电力局的通信机房用HMS电力综合业务光端接入设备进行组网,采用上面的组网方式,能实现行政/调度电话、远动自动化数据、图像监视、计算机网络,调度视频会议等业务。
      地县级电力公司还可以通过光纤收发器或PDH光传输接入设备将数据和业务传输到各变电站。
      其中HMS电力综合业务光端接入设备采用19英寸6U标准通信机箱,双电源配置,可以提供4个SDH-155M光接口的插盘,该盘提供32个E1接口、8个带宽可任意配置的以太网接口,4个可选配的V.35、V.11接口,接入的PCM用户盘上可以插入FXO、FXS、V.24、RS485等数十种PCM接口插卡,方便完善的网管功能可以对该系列设备进行配置、故障查询、数据统计,实时监控网络运行状况。
      在县级电力公司下面的变电所可以采用点对点的方式进行数据业务接入与传输,如可以使用PDH综合业务光端机,光收发器等进行单种业务的接入,使得电力系统的整个组网方式变得更加的灵活。
 
三、变电站及电厂接入层
 
解决方案组网图1
 
 
 
组网方案说明1:
      在县电力局或电厂使用HCJR电力综合业务光端接入设备,在包括多种音频接口:二线音频、二/四线E/M音频接口,磁石接口;多种数据接口:V.24同步或异步接口,V35,X.50或G.703同步数据接口,ISDN接口,10 Base-T接口的基础上,有增加了100兆以太网接口和每个光方向最多4路视频模拟信号接口,使用这台设备在没有环线基础,光纤资源很有限的情况下,同样可以保证电力业务数据的接入和传输,保证了远端无人值守变电站的安全运行。
解决方案组网图2:
 
 
组网方案说明2:
      在变电站使用HBX电力综合业务接入光端设备,在包括多种音频接口:二线音频、二/四线E/M音频接口,磁石接口;多种数据接口:V.24同步或异步接口,V35,X.50或G.703同步数据接口,ISDN接口,10 Base-T接口的基础上,又增加了100兆以太网接口和4路视频模拟信号接口,采用图2.5的组网方式,能实现行政/调度电话、远动数据、图像监视、MIS系统、会议电视等业务。
 
四、农电网电力营业厅通信系统
 
      组网需求:要求设备可以完成复杂网络的结构组成,线路资源为光纤,光纤传输要求线路1+1自愈保护,并能承载多点链网结合星型网络完成综合业务传输。
      业务需求:电业局内部电话网、收费办公系统网络、Internet网、营业厅视频监控、反向控制数据、自动抄表数据传输、传真、V.35数据。
      组网分析:每个营业厅的用户接口较少,但接口种类较多,要求通信线路为高可靠性。因此可以选用IDM SDH155-24组成SDH环网,主机所带的宽带以太网分成计费网和Internet两个专网,在三个扩展槽位上分别插入电话卡、V.24卡、视频卡等。中心端选择配置24个E1的IDM MSTP155-24和IDM-240,为远端用户提供接入端口。
 
 
五、方案特点
      通过将SDH、PCM以及PDH光传输设备等一系列设备进行有效的组合,节省了投资成本。根据一些地区变电站地域分散、 光纤资源较少的特点,使用多业务光传输设备,合理利用光纤资源节省了使用大规模、大容量的配套产品的建设成本。
◆  技术成熟稳定:
      利用已广泛商用的以太网和视频技术,提供最大100兆以太网的接入数率,有效解决数据、视频业务对带宽容量要求较高的问题。
◆  多业务接入:
      采用HBX电力综合业务接入光端设备实现综合业务的接入,通过设备实现数据、视频业务的接入;通过开关电源部分提供DC-48V和AC220V为设备供电。
◆  安装、维护方便:
      由于采用了组合式的设备提供方式,节省了通信机房建设设备间兼容等诸多问题,安装施工起来非常的简单方面;设备全部采用集中式的综合网管进行统一管理,实现远端配置下发、终端设备自动开通调测、在线检测的功能,使用户的开通和维护工作更加的简易和方便。
 
六、结束语
 
      技术进步是接入网发展的动力。采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势。光纤应尽量向用户延伸,尽量靠近用户。在现阶段的传输方式上,应做到宽带、窄带叠加,数字、模拟并举。我们以综合接入平台,承载多种带宽、多种业务,把电力的通信网络建设成为技术更先进、性能更稳定完善的用户网络,最终实现全光纤,全业务接入网的目标。