應(yīng)用工業(yè)級物理隔離智能型SDH解決電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)方案淺析

何廣

摘要 本文介紹了了工業(yè)級物理隔離智能型SDH技術(shù)，及其在電力配網(wǎng)通信的應(yīng)用可行性。

關(guān)鍵詞 工業(yè)級：物理隔離；智能型；SDH技術(shù)；電力配網(wǎng)通信

中圖分類號TM7

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）157-0070-02

以骨干SDH/MSTP環(huán)網(wǎng)（變電站級）為依托，可以將包含調(diào)度中心、及各個變電站的電力配網(wǎng)圍繞變電站的原有主網(wǎng)實現(xiàn)無縫接入，配網(wǎng)通信需能解決開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、臺式變和柱上變不同分區(qū)的業(yè)務(wù)傳送問題。而以應(yīng)用工業(yè)級物理隔離智能型SDH解決電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)方案可成為較佳選擇。該方案按照光纜鋪設(shè)路由優(yōu)化組合，能形成以環(huán)網(wǎng)為主、鏈網(wǎng)為輔的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1 應(yīng)用工業(yè)級物理隔離智能型SDH解決電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)方案

國家電網(wǎng)已經(jīng)進行了多輪配電自動化項目建設(shè)，并積極推進配電自動化項目。配電自動化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)技術(shù)體制有光纖專網(wǎng)、無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)、配電線載波等多種通信方式可供選擇。應(yīng)用工業(yè)級物理隔離智能型SDH解決電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)方案可成為較佳選擇。該方案按照光纜鋪設(shè)路由優(yōu)化組合，可以形成以環(huán)網(wǎng)為主、鏈網(wǎng)為輔的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

該方案有以下優(yōu)點：可以和電力調(diào)度通信設(shè)備無縫對接；通信介質(zhì)抗干擾能力強、通信業(yè)務(wù)層次明晰；實現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管且網(wǎng)管功能強大；實現(xiàn)抄表、遠動、營銷、視頻等不同歸口業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)絡(luò)承載，而且可以實現(xiàn)其它技術(shù)無法實現(xiàn)的的完全物理隔離；組網(wǎng)靈活，保護能力強。缺點是業(yè)界工業(yè)化級設(shè)備廠家不多。

目前配網(wǎng)業(yè)務(wù)通信網(wǎng)建設(shè)的單一化，一張網(wǎng)只為某種業(yè)務(wù)服務(wù)，導(dǎo)致了配網(wǎng)通信網(wǎng)的復(fù)雜化，多樣化，不便宜管理，不利于為電力生產(chǎn)服務(wù)。同時給配網(wǎng)主站帶來很大維護壓力，所有終端站點全部直接接入配網(wǎng)主站系統(tǒng)，主站系統(tǒng)本身的處理能力是足夠的，完全能夠滿足配網(wǎng)終端站點接入需求，但給日常工作維護、故障排除帶來很大的不便，而且一個點中斷，會導(dǎo)致它下掛的所有站點中斷，大大的提高了站點的離線率。出現(xiàn)這些弊端的原因是前期配網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不完善，缺少了中間橋接匯聚部分（可以定義為配網(wǎng)通信承載層），直接把復(fù)雜、多樣化的配網(wǎng)通信手段直接接入主網(wǎng)?，F(xiàn)在可以采用在主網(wǎng)與配網(wǎng)直接加一層配網(wǎng)通信承載層，上述問題就可以迎刃而解。把整個電力通信網(wǎng)規(guī)劃為三層，第一層：依托變電站而建的主網(wǎng)通信層；第二層：把重要開閉所建為通信子站層起到匯聚業(yè)務(wù)（也就是配網(wǎng)通信承載層）；第三層：配網(wǎng)通信多業(yè)務(wù)接入層。這樣建立通信網(wǎng)，通信子站就分擔了主站通信通道的維護壓力。便于排除故障，配網(wǎng)通信可靠性也得到提高。

2 應(yīng)用工業(yè)級物理隔離智能型SDH解決電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)方案實現(xiàn)功能

工業(yè)級物理隔離智能型SDH在電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)中的應(yīng)用方案以骨干SDH/MSTP環(huán)網(wǎng)（變電站級）為依托，包含調(diào)度中心、及各個變電站，電力配網(wǎng)圍繞變電站的原有主網(wǎng)無縫接入。配網(wǎng)通信需能解決開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、臺式變和柱上變不同分區(qū)的業(yè)務(wù)傳送問題，按照光纜鋪設(shè)路由優(yōu)化組合，形成以環(huán)網(wǎng)為主、鏈網(wǎng)為輔的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用工業(yè)級物理隔離智能型SDH解決電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)方案實現(xiàn)功能如下。

2.1 該方案同網(wǎng)承載的不同業(yè)務(wù)完全物理隔離

SDH是TDM技術(shù)，通道完全物理隔離是其基本特性。電力MIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、抄表、營銷、監(jiān)控屬于不同的部門管理，技術(shù)要求不同業(yè)務(wù)要物理隔離。在目前實現(xiàn)的方案中，不論是EPON，還是工業(yè)以太網(wǎng)交換機都實現(xiàn)不了不同業(yè)務(wù)的物理隔離。

2.2 該方案實現(xiàn)工業(yè)級可靠性

工業(yè)級的隔離型智能SDH設(shè)備，采用完全的工業(yè)通信設(shè)計及生產(chǎn)標準，專業(yè)應(yīng)對惡劣的現(xiàn)場環(huán)境，工作溫度范圍40℃～85℃，多種電壓等級可供選擇，抗電磁干擾，IP40的防護等級（有多種防護等級可選），保證在惡劣環(huán)境中設(shè)備能正常運行。

2.3 該方案技術(shù)先進且成熟

SDH網(wǎng)絡(luò)已大規(guī)模應(yīng)用于電力系統(tǒng)，是光纖通信采用的最重要的技術(shù)手段。以SDH傳輸組建配電通信網(wǎng)可以和電力調(diào)度通信設(shè)備無縫對接，不僅通信介質(zhì)抗干擾能力強、通信業(yè)務(wù)層次明晰，而且可以實現(xiàn)統(tǒng)一網(wǎng)管。

2.4 該方案具備良好的兼容性和系統(tǒng)擴展性

由于采用標準網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)在實現(xiàn)擴容或接入其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時候非常容易，兼容性良好，使用戶可以方便的進行平滑擴容，不影響用戶的在線使用。

由于整個系統(tǒng)是利用先進的MSTP技術(shù)實現(xiàn)的，可以為用戶日后的其它業(yè)務(wù)開展提供良好的擴展性，例如視頻監(jiān)控等。

2.5 該方案提供靈活的組網(wǎng)方式和保護能力

SDH可以實現(xiàn)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如雙歸網(wǎng)絡(luò)、星型網(wǎng)絡(luò)、環(huán)型網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)倒換時間小于50MS。對于保護公認是目前保護能力最強和最完善的網(wǎng)絡(luò)，其它EPON及工業(yè)以太網(wǎng)交換機雖然也具有一定程度的保護能力，但相對SDH來說，來遜色很多。

2.6 該方案統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

SDH設(shè)備提供cs架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，能方便將網(wǎng)絡(luò)管理數(shù)據(jù)在中心統(tǒng)一管理，并在各個分局實現(xiàn)不同的客戶端進行管理，并通過不同的管理用戶級別，分享不同權(quán)限，保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性。

3 應(yīng)用工業(yè)級物理隔離智能型SDH解決電力配網(wǎng)通信承載網(wǎng)方案選型設(shè)備說明

3.1 通信子站接入設(shè)備選型說明

變電站在配網(wǎng)中是接入節(jié)點，是匯聚各電力配網(wǎng)節(jié)點的業(yè)務(wù)。它的要求是光方向要多，保護能力要強。方案需配置MSTP架構(gòu)的MSAP多業(yè)務(wù)接入平臺。該平臺基于TDM和IP雙核心設(shè)計，是為城域網(wǎng)接入層解決傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入而設(shè)計的MSAP/MSTP匯聚型設(shè)備。設(shè)備可在線路側(cè)配備4個STM-I、STM_4或STM-16匯聚光接口，將各支路方向業(yè)務(wù)匯聚到上行SDH信號或者將以太網(wǎng)業(yè)務(wù)匯聚到GE接口中，同時配有支路側(cè)插卡，提供多個STM-I支路光接口，支持多個支路環(huán)網(wǎng)，每個環(huán)網(wǎng)需按照每個站點IOM帶寬分配，可連接多個站成環(huán)。能夠滿足電力配網(wǎng)對不同級別帶寬及多業(yè)務(wù)接入的需求。

3.2 開閉所設(shè)備選型說明

開閉所是配網(wǎng)在的骨干節(jié)點，根據(jù)光方向和容量的要求可選擇配置網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備，要求設(shè)計靈活，功能強大。用戶可以根據(jù)實際業(yè)務(wù)需要靈活選擇對應(yīng)的接口方式?？捎米鲄R聚設(shè)備、ADM設(shè)備或TM設(shè)備，構(gòu)成星形、鏈形、環(huán)形、網(wǎng)孔形等各種復(fù)雜拓撲。

4 臺式變、柱上變及環(huán)網(wǎng)柜選型設(shè)備說明（組合型帶物理隔離智能SDH設(shè)備）

相對于輸、變電站調(diào)度網(wǎng)而言，配電網(wǎng)的另一個顯著特征就是設(shè)備運行環(huán)境不同，大多數(shù)設(shè)備要求室外運行，因此必須考慮設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性問題。總體而言，配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對通信設(shè)備的環(huán)境因素要求非常嚴格，具體要求有：防浪涌沖擊；耐高溫、抗嚴寒、適應(yīng)高濕；供電方式至少應(yīng)支持48VDC、220VAC、+24V、12V多路供電方式選擇；優(yōu)選自然散熱；室內(nèi)、室外注意防水、防塵。