天然氣長(zhǎng)輸管道通信方案優(yōu)選

尚瑞琪

摘要：長(zhǎng)距離天然氣輸氣管道是油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的重要組成部分。近幾年來，隨著我國(guó)石化天然氣工業(yè)的跨越式發(fā)展，天然氣這種清潔能源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的使用比例持續(xù)增長(zhǎng)。天然氣使用量的增長(zhǎng)促進(jìn)了國(guó)內(nèi)長(zhǎng)距離天然氣輸氣管道的發(fā)展。由此可見，長(zhǎng)距離天然氣輸氣管道在油氣儲(chǔ)運(yùn)工程中的地位必將進(jìn)一步加強(qiáng)。長(zhǎng)輸管道通信系統(tǒng)是與長(zhǎng)輸管道同時(shí)平行建設(shè)的重要項(xiàng)目，是完成長(zhǎng)輸管道管理、建設(shè)、投產(chǎn)、維護(hù)、運(yùn)行和搶險(xiǎn)的必備手段。那么，究竟采用哪種通信方式更具有效性，是一個(gè)非常值得探討的問題。

關(guān)鍵詞：天然氣長(zhǎng)輸管道；運(yùn)行效率；光傳輸；通信方案

天然氣長(zhǎng)輸管道的通信系統(tǒng)是天然氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)的重要組成部分，通信方案選擇的正確與否不僅是通信系統(tǒng)在天然氣長(zhǎng)輸管道管理、建設(shè)、投產(chǎn)、維護(hù)、運(yùn)行和搶險(xiǎn)中能否發(fā)揮其作用的關(guān)鍵，而且還關(guān)系到能否實(shí)現(xiàn)通信方案設(shè)計(jì)的目的、關(guān)系到工程投資的時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性、合理性和可靠性，決定著整個(gè)通信系統(tǒng)質(zhì)量。

1 天然氣長(zhǎng)輸管道通信整體方案

1.1通信系統(tǒng)基本概況

某天然氣長(zhǎng)輸管道通信系統(tǒng)包括管道光纜系統(tǒng)、光傳輸系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、語(yǔ)音電話系統(tǒng)六大子系統(tǒng)。光纜線路包括 1 條光纜干線，6 條光纜支線。通信主干路由采用 24 芯，分支路由采用 16 芯光纜，全線采用 G.652 光纖。沿線建設(shè) SDH/MSTP 光傳輸系統(tǒng)，同時(shí)作為光通信系統(tǒng)的網(wǎng)管控制中心。主線 26 節(jié)點(diǎn)選用同步數(shù)字系列 STM-16 光傳輸設(shè)備（華為OptiX OSN 3500），傳輸容量為 2.5Gbit/s；支線 9 節(jié)點(diǎn)選用 STM-4 等級(jí)的光傳輸設(shè)備，同步容量為 622Mbit/s。此外還有 17 座 RTU閥室采用 STM-1 光傳輸設(shè)備（華為 OptiX Metro1000），傳輸容量為 155Mbit/s。

1.2通信整體方案

某天然氣長(zhǎng)輸管道光纜承載的信息化業(yè)務(wù)包括：SCADA 系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、語(yǔ)音通信系統(tǒng)、陰保系統(tǒng)、GPS 巡線系統(tǒng)、GIS 信息系統(tǒng)、GMS系統(tǒng)、OA 辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。

接入方式：各站采用 2M 通道傳輸，通過光傳輸設(shè)備的以太網(wǎng)通道將 SCADA 數(shù)據(jù)上傳至調(diào)控中心；工業(yè)電視監(jiān)控、視頻會(huì)議、辦公網(wǎng)絡(luò)及語(yǔ)音電話和其它信息系統(tǒng)信號(hào)，在沿線各站通過光傳輸設(shè)備 FE 口接入，通過 34M通道匯聚到調(diào)控中心 GE 口接出；RTU 閥室SCASA、監(jiān)控、陰保、語(yǔ)音等數(shù)據(jù)通過光傳輸設(shè)備接入就近站場(chǎng)相應(yīng)系統(tǒng)。管理處通過公網(wǎng)電路接入站場(chǎng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)自控、監(jiān)控、語(yǔ)音、辦公的數(shù)據(jù)匯聚連接。

2 天然氣長(zhǎng)輸管道通信方案的選擇探討

2.1 調(diào)控中心網(wǎng)絡(luò)連接方案

在天然氣管道光纜未貫通期間，通過租用中國(guó)電信 SDH 數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)了調(diào)控中心至各站場(chǎng)的自控、工業(yè)監(jiān)控、視頻會(huì)議、內(nèi)部語(yǔ)音電話和巡線系統(tǒng)、GMS 等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接。主備調(diào)控中心通過 10M 公網(wǎng)通道互聯(lián)，確保兩處數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。在光纜貫通后再將數(shù)據(jù)割接到光傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)平滑、不中斷數(shù)據(jù)遷移。

2.2 辦公網(wǎng)絡(luò)、視頻系統(tǒng)連接方案

調(diào)控中心大樓建成后，集指揮調(diào)控和機(jī)關(guān)辦公于一體，為了確保調(diào)控指揮系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段，我們將與生產(chǎn)緊密相關(guān)的 SCADA、工業(yè)電視監(jiān)控、調(diào)度電話單獨(dú)組網(wǎng)，物理網(wǎng)絡(luò)上與機(jī)關(guān)辦公網(wǎng)絡(luò)、視頻會(huì)議系統(tǒng)分開，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)安全。在辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部，采用石化局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)，通信機(jī)房設(shè)置兩臺(tái) Quidway S9306 核心交換機(jī)，樓道光纖連接 6 臺(tái) Quidway S5328 交換機(jī)，接入各用戶電腦。外部鏈接 2 條：NE40E路由器連接百兆電信互聯(lián)網(wǎng)；Eudemon 300 防火墻連接至石化局域網(wǎng)中心機(jī)房。

為提高網(wǎng)絡(luò)安全性，規(guī)劃按照部門為單位劃分子網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)部門占用一個(gè)地址段，各部門電腦之間未經(jīng)授權(quán)不能互相訪問。采用此結(jié)構(gòu)，在單機(jī)發(fā)生故障、病毒侵襲時(shí)，確保網(wǎng)絡(luò)影響面達(dá)到最小，并可迅速定位故障和處理。

2.3 語(yǔ)音交換系統(tǒng)

某天然氣長(zhǎng)輸語(yǔ)音交換系統(tǒng)分為調(diào)度電話系統(tǒng)和辦公電話系統(tǒng)兩部分。辦公電話采用華為 SoftCo 9500 軟交換系統(tǒng)，解決輸氣管道調(diào)控中心、沿線 RTU 閥室、站場(chǎng)及管理處的行政電話業(yè)務(wù)。在調(diào)控中心通信機(jī)房安裝VoIP 交換機(jī)主機(jī)系統(tǒng)，容量為 1000 門，采用4x2M 數(shù)字電路直接與電信程控電話網(wǎng)相連。在調(diào)控中心、輸氣管理處及站場(chǎng)配置接入網(wǎng)關(guān)IAD，實(shí)現(xiàn)模擬分機(jī)用戶的接入。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，調(diào)控中心通過管道 MSTP 光傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)話音終端設(shè)備通信，在站場(chǎng)局域網(wǎng)共享帶寬進(jìn)行 IP 語(yǔ)音信號(hào)傳輸。

調(diào)度電話采用邁可行 MPS2000-D 數(shù)字調(diào)度交換系統(tǒng)，設(shè)置在武漢調(diào)控中心，對(duì)外中繼采用 E1 數(shù)字中繼接口，支持 1024 線用戶接入能力，通過管道 MSTP 光傳輸系統(tǒng)接入站場(chǎng)PCM，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程放號(hào)至站場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)電話調(diào)度、會(huì)議、錄音等功能。

2.4 光傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

某天然氣長(zhǎng)輸管道配套通信光纜全長(zhǎng)約2340Km，主干路由采用 24 芯，分支路由采用 16 芯光纜，全線采用 G.652 光纖。干線網(wǎng)絡(luò)選用同步數(shù)字系列 STM-16 等級(jí)的光傳輸設(shè)備，傳輸容量為2.5Gbit/s，干線 23 節(jié)點(diǎn)站；支線網(wǎng)絡(luò)選用同步數(shù)字系列 STM-4 等級(jí)的光傳輸設(shè)備，傳輸容量為 622Mbit/s。閥室網(wǎng)絡(luò)選用 STM-1 等級(jí)光設(shè)備，閥室共計(jì) 17 座，同時(shí)在規(guī)劃中預(yù)留手動(dòng)閥室改造后的網(wǎng)絡(luò)位置。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，天然氣長(zhǎng)輸管道通信方案的選擇是一項(xiàng)專業(yè)而系統(tǒng)的工作，在方案制定過程中，設(shè)計(jì)人員需要從系統(tǒng)的基本概況和整體通信方案出發(fā)，合理選擇調(diào)控中心網(wǎng)絡(luò)連接方案、辦公網(wǎng)絡(luò)、視頻系統(tǒng)連接方案、語(yǔ)音交換系統(tǒng)以及光傳輸系統(tǒng)網(wǎng)，保證系統(tǒng)通信功能的正常實(shí)現(xiàn)，維持高效的天然氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)行效率。

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（作者單位：中石化天然氣分公司山東省天然氣管道有限責(zé)任公司）