福建电力光纤通信网综述.pdf

《福建电力光纤通信网综述.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建电力光纤通信网综述.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、福建电力光纤通信网综述林福国1,郭俊梅2(1.福建省电力通信有限责任公司,福建 福州350001;2.中国联通 福州分公司,福建 福州350001)摘要:文章分析了现代光纤通信技术的发展趋势,介绍了福建省级电力光纤通信网络的发展历程,重点阐述了如何有效利用光纤通信网络传送电力调度生产业务,并分析了各种业务的运行方式,同时也指出了该网络的薄弱环节以及未来的发展方向。关键词:电力通信;光纤通信;电力调度中图分类号:T N915.07;T N929.11文献标识码:A 文章编号:1005-7641(2007)10-0001-06收稿日期:2007-06-22;修回日期:2007-07-200 引言福

2、建电力通信网包括光纤通信网络(含光缆、光通信设备、PCM接入)、AT M交换网络、语音交换网络、视频系统、通信综合监控系统等。其传输手段以基于OPG W的SDH光纤通信为主,辅之以数字微波通信、电力线载波通信、无线通信等。文章在分析光纤通信网络总体发展趋势的基础上,着重介绍了省级电力通信网的建设规模、电路的运行方式,分析了网络的薄弱环节,同时指出了省网未来的发展方向。1 光纤通信的发展趋势纵观近几年光纤通信系统的发展,可以看出有如下几个发展趋势1-2。1.1 向超大容量系统发展为满足多媒体数据业务日益发展的需要,大容量光纤通信系统已得到长足的发展。扩大光纤通信网络传输容量的有效途径就是广泛 采

3、 用 复 用 技 术,特 别 是 密 集 波 分 复 用(DWDM)技术、光时分复用(OTDM)技术以及DWDM/OTDM混合传输技术。现代通信干线网的主体正在向超高速(40 Gbit/s)、超大容量和超长距离全光通信网发展。目前,利用DWDM技术已经实现了10 Tbit/s传输,利用OTDM已实现了1.28 Tbit/s的单信道速率,利用WDM/OTDM混合方式实现了3 Tbit/s的传输容量,而DWDM+OTDM的2种传输技术结合完全可能在一根光纤上实现100 Tbit/s量级容量信息的传输。由于技术的进步和市场的驱动,40 Gbit/s的系统以及基于40 Gbit/s的DWDM技术正在成

4、为世界范围的研究热点。NEC和Alcatel分别实现了总容量为10.9 Tbit/s(27340 Gbit/s)和总容量为10.2 Tbit/s(25640 Gbit/s)的传输容量世界记录,西门子公司在美国Worldcom的实际网络上已成功完成了总容量为3.2 Tbit/s(8040 Gbit/s)的现场技术试验,Lucent已实现将3.08 Tbit/s传输1 000 km以上。此外,基于40 Gbit/s的DWDM系统以0.8 bit/(sHz)以上的频谱利用率,也实现了200 km以上的无中继传输。1.2 向Tb it/s速率的光网络发展光传输系统超过Tbit/s速率是人们多年来梦寐以

5、求的目标,人们在建立Tbit/s光网络方面已经取得了重大进展,但目前仍有一些关键技术问题有待解决,如Tbit/s光网络的设计、各种传输限制因素的克服、光网络的业务透明性、传输/交换/接入融合节点技术、智能光网络、主动光网络、层网络互操作性与管理等。尽管实现Tbit/s光网络还有这样或那样的困难,但随着科技进步和研究人员的不懈努力以及强大的市场驱动力,这些关键技术定会得到突破。2 福建电力通信现状福建电力通信网是福建电网调度自动化和管1第28卷 第180期 电 力 系 统 通 信 Vol.28 No.1802007年10月10日 Telecommunications for Electric P

6、ower SystemOct.10,2007 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/理现代化的基础。为适应电力系统生产和管理自动化的需要,福建电力通信网正朝着光纤化、数字化、宽带化的方向发展3。随着福建电力通信干线宽带综合数据传输网络的建成,省级通信网已从为电力系统提供传统的窄带通道模式,逐步转变成提供高速率、高可靠的2 M、10/100 M LAN以及155 M、622 M等各种带宽服务的综合通信网。福建电力通信网的总体特点是:光纤为主、环行拓扑、2种路由、

7、分层管理、就近接入、平衡业务。2.1 光缆建设规模光纤通信在福建电力的应用,可以追溯到1989年。随着华能福州电厂建成发电,福建电力成功投运第1条光纤通信电路建成福建电力调度通信中心至东郊变电站的9 km光缆,设备是日本进口的OKI 8M光端机。福建电力光纤通信的大力发展要从90年代末期算起,标志性的工程是第1条OPG W光缆线路、第1套622Mbit/s SDH设备在1998年3月的成功投运。为了满足电力生产与管理对通信网络提出的大容量、宽频带、高速率的要求,通过几年的努力,福建电力光缆环网通信工程于2004年1月顺利竣工。它涵盖福建省调与南平、三明、龙岩、漳州、厦门、泉州、莆田等7个电业局

8、,新建光缆包括:沿闽北、闽西220 kV电力线架设了36芯OPG W光缆475 km,沿闽南500 kV线路架设了60芯OPG W光缆340 km,沿35 kV线路架设了60芯OPG W光缆24 km,同时配套的还有部分进城普通光缆;已有的光缆包括:98.3水泉线工程的水北、水泉等12芯OPG W光缆近300 km。截止到2006年12月底,福建电力已建成500 kV线路OPG W光缆965 km,220 kV线路OPG W光缆2 049 km,110 kV线路OPG W光缆1 068 km,35 kV线路OPG W光缆217 km,普通光缆618 km,光缆总计长度4 917 km。2.2

9、光纤通信网结构(1)国家一级干线华东 福建联网光纤通信电路在2001年500 kV福双I回线路建设配套了光纤通信工程,其中福建境内OPG W总长170 km,实现了福建省调 华东地区、国网公司的一级光纤通信通道以及福州变 浙江双龙变专用保护通道,共设ADM站点2个,中继站1个,电路容量分别为2.5 G和622 M,采 用STEMENS SDH设 备(S MA/C系列),其中S MA16网络能够提供2 M、155M、622M等3种SDH系列接口,S MC4网络能够提供2 M、155 M两种SDH系列接口。在省调端已开通36条2 M,1条155 M,1条622 M通道。(2)省网主干DWDM+SD

10、H光纤环网福建电力DWDM光纤通信网于2004年1月投入运行,选用北电网络公司的设备。DWDM层采用大容量波分复用系统OpteraLH 1 600 G双纤双向方式组网,目前已开通4个波,分别承载以Optera ConnectDX为基础的ST M-64SDH四纤复用段保护环1套,以OM4200为基础的ST M-16 SDH双纤通道保护环2套,覆盖了省公司所属的南平、三明、龙岩、厦门、漳州、泉州、莆田等7个地区电业局,全网1 300多km。同时建设了龙岩地调 漳平电厂 永安电调 永安电厂 三明地调OM4200 SDH链路,后期又增加了三明局 富兴变 马站变及黄历变等站。该通信网提供2M、155M、

11、622M、2.5 G等4种SDH系列接口和10/100 M、GE以太网等接口。(3)2.5 G楼内环光纤通信网路采用北电公司的OM4200设备,组成双纤单向通道保护环,与福建 华东联网电路、闽南干线电路及阿尔卡特、华为电路等7个光纤通信系统以622 M或155 M光口(与核心网络采用1+1保护方式)互联。其楼内环示意如图1所示,包括:1)622 M光路2条:至波分环1(1条),至福建 华东联网电路(1条);2)155M光路5条:至波分环2(1条),宁德电厂、宁德变工程中华为Metro3000设备(2条),闽南干线S MA4(1条),福州地区本地环1650S MC(1条)。楼内环实现了集中性地向

12、路由器、交换机、视频系统等用户设备提供2/155 M、10/100 M等接口。该系统省调端业务已超过150条2 M电路。(4)闽南光纤通信干线当前仍以链路组网,主要传送闽东南沿海的500 kV变电站的信息,该链路因基建配套共分3个部分,如图2所示。配合泉州500 kV变电站(水泉线)于1998年建成水口电厂 莆田变 泉州变、泉州变 官桥变2 电 力 系 统 通 信 2007,28(180)1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/图1 楼内环与省网互联Fig.1I

13、 nterconnection among interbuildi ng ringand province networks图2 闽南SDH干线Fig.2SDH trunk i n M innan注:粗线为622 M;细线为155 M。光纤通信电路。水泉电路容量622 M,泉官电路容量155 M,均采用ER ICSSON SDH系列设备,1+1配置。配合后石 厦门 泉州输变电工程基建工程,于1999年建成省调 北郊变 水口电厂 莆田变 泉州变 厦门变 后石电厂光纤通信电路,设备容量为622 M,采用SIEMENS S MA4设备,1+1配置。配合500 kV福莆线、泉莆II路、后泉线输电线路的

14、建设,2003年建成以500 kV线路为依托,总长约300 km的福州 莆田 泉州 厦门 后石第2条60芯(G652-48芯、G655-12芯)OPG W光缆线路。同时建设了福州 莆田622 M光传输链路,泉州 厦门 后石155 M光传输链路,设备均采用Siemens的S MC1/4。该系统在省调端业务情况:155 M光路2条:至楼内环1条,至水口电厂办公楼1条;2M电路77条:其中至北郊变或经北郊变转3条,至水口电厂或经水口电厂转18条,至莆田变或经莆田变转27条,至泉州变或经泉州变转8条,至厦门变或经厦门变转17条,至后石电厂或经后石电厂转4条。(5)华能福州电厂光纤通信电路结合华能福州电

15、厂二期工程,建成省调 南门 东郊 华能福州电厂 旗山光纤通信电路,全程58 km,电路容量34 M,采用Siemens OLTS_34设备。该系统省调端业务情况:2 M电路11条,其中至南门变7条,至华能电厂4条。(6)福州地区光纤通信环网结合500 kV福州变及220 kV鼓山变工程配套建设的光纤环网通信电路,由省调、北郊变、福州变、东郊变、鼓山变、红山变、马尾区调、福州地调、南门变等9个站组成,该环也是福州地调的核心传输网络,如图3所示。图3福州地区光纤通信环网Fig.3Optical fiber commun ication ri ngnetwork in Fuzhou系统 传 输 容

16、量 为622 M,采 用ALCATEL1650S MC设备。该系统省调端业务情况为:155 M光路1条,与楼内环相连接;2 M电路62条,其中至北郊变1条,至福州变14条,至东郊变1条,至鼓山变7条,至红山变3条,至福州局35条,至南门变1条。3 福建电力通信网的运行方式3.1 福建省调至国网通信电路运行方式福建省调至国电通信中心的通信电路通过华东 福建联网2.5 G、622M光纤通信系统,经华东网调2 M转接至国电通信中心。福建段采用1+1复用段保护运行方式。重要通信电路采用完全独立双路由方式运行。主用电路通过华东 福建联网光纤通信经华东网3 通信网建设 林福国,等 福建电力光纤通信网综述

17、1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/调2M转接至国电通信中心,备用电路通过卫星通信至国电通信中心。3.2 福建至华东通信电路运行方式福建至华东的通信电路通过华东 福建联网2.5 G、622 M光纤通信链路(经浙江、江苏、安徽)至华东网调。福建段采用1+1复用段保护运行方式。重要通信电路采用完全独立双路由方式运行。主用电路通过华东 福建联网光纤通信至华东网调,备用电路通过租用电信2 M电路和加配PCM设备提供所需的各种业务通道。3.3 福建电力通信网主要业务通

18、道运行方式2006年省调调度对象有145个,其中地调9个,二级局3个,变电站95个,发电单位38个。除个别发电单位外,绝大多数调度对象至省调之间均已采用光纤通信电路。3.3.1 调度电话运行方式依据福建电力调度交换网组网总体原则和思路,为了确保在传输网络单点故障和调度交换系统单台故障时,仍然有相应的调度通信手段,调度电话通信方式按以下原则进行组织。(1)省调与9地区电业局数字中继为2 M接口的独立双路由配置;省调与各220 kV变电站之间,采用由省调调度交换机和地调交换机分别直接向220 kV变电站各放一个小号(电路)电话,作为电力调度通信的A、B电路。(2)省调与总装机容量 200 MW的火

19、电厂、总装机容量 50 MW的水电厂、500 kV变电站之间分别采用一个直达的2 M数字中继电路进行连接;并由省调调度交换机放一个小号(电路)电话,作为电力调度通信的A、B电路。(3)省调与其他调度点,原则上采用由省调调度交换机直接放一个小号(电路)电话方式,作为辅助的调度通信手段。由省调向各调度点直接放的一个小号(电路)电话,原则上直接接分机到调度室桌面,不允许进各调度点的调度交换机。(4)具备条件的调度对象,应在调度室或控制室装配系统行政电话和公用电话,作为后备的调度通信手段。与此同时,将加快完成传输电路和调度电路接口优化工作,并针对省、地将来实行双机运行进行必要调整。3.3.2 调度自动

20、化信息通道调度自动化信息根据接口类型,有窄带的4线音频通道或数据通道、2线电话接口,宽带的2 M或网络接口。窄带的信息包括远动信息(当前IES500,即SCADA系统)、AGC(EMS系统)、AVC、电量计费、功角监测等。宽带的调度自动化信息往往是多种信息的整合,当前已含有远动信息、AGC、AVC、电量计费、功角监测等。其常用通道运行方式的基本原则如下。(1)对于已完成综合自动化改造的老站点以及新建站点,其自动化信息通过一个E1通道(称为主通道)和若干4线模拟通道(称为备通道)进行传送。4线通道的数量根据不同站点在1至4条不等。对未进行综合自动化改造的老站点,则通过主备4线模拟通道进行传送。(

21、2)各站提供1路拨号电路,供电量计费备用。对具备2种独立通信手段的站点,要求为任一种自动化信息提供独立的主备用通道。检修时,原则上不能进行同时影响任一个调度点自动化信息主备通道的检修。3.3.2.1 窄带自动化信息通道对于IES500(或称SCADA系统)、EMS系统的通道,其基本原则如下。(1)对于送出线路为220 kV及以上的直调电厂、500 kV变电站,要求具备一个远动信息、AVC、AGC通道直达省调(IES500系统、EMS系统)。根据福建电力通信网现状,其运行方式为:优先通过光纤(绝大多数为OPG W)通信直接送达;一些老电厂通过基于数字微波通信的PCM间接地送达;极少数通过电力线载

22、波通信转接至省调。其接口均为4线音频方式(一般由4线E/M板提供)。对于送出线路为110kV及以下的省调调度许可电厂,根据自动化专业的要求,暂不作此要求,由地调转发省调。(2)对于已完成综合自动化改造的旧220 kV变电站以及新建变电站,要求具备一个远动信息通道,可以直接或间接的方式达到省调。(3)对于尚未完成综合自动化改造的变电站,要求2路4线通道,用于传送主备用远动信号。3.3.2.2 调度数据网通道福建电力调度数据网骨干层由省调(核心节4 电 力 系 统 通 信 2007,28(180)1994-2007 China Academic Journal Electronic Publish

23、ing House.All rights reserved.http:/点)、福州地调、莆田地调、泉州地调、厦门地调、漳州地调、龙岩地调、三明地调、南平地调等9个骨干节点组成,采用网状结构连接。福建电力调度数据网与华东网调、国调均以单2 M相连,租用公网的一个2 M通道作为冷备用。根据福建电力的地理位置情况,省调与莆田、泉州、厦门、漳州、龙岩、三明、南平等8个地调,相邻的2个调度单位间采用42 M通道环网,其中3个基于环网波分的SDH和1个西门子环网微波。宁德和福州局采用2个2 M、500 kV变电站和直调电厂采用1个2 M直接接入省调。少数电厂因无法实现2 M路由而采用基于PCM的同向64

24、k通道接入省调。各220 kV变电站以2M通道接入各自的地调数据网。3.3.3 水情自动化信息与自动气象站信息通道省调水调自动化系统收集来自各水电厂(站)的信息,当前主要采用的通道运行方式有:(1)点对点窄带直通的方式,即采用基于PCM的同向64 kbit/s或4线音频的通道,通过Modem接入省调服务器;(2)少数新投产的站点已开始采用通过调度数据网捆绑传送的方式,即水电厂(站)至省调水调处不再单独构建通道,而是通过调度数据网以VPN的方式,间接地获取水情信息。(3)少数没有直达通道的水电厂(站)采取长途拨号Modem的方式获得水情信息。省调电力自动气象监测系统,收集各个自动气象站的监测信息

25、。当前全部采用点对点窄带直通的方式,即采用基于PCM的同向64 k或4线音频、2线电话的通道,通过Modem接入省调服务器;少数没有直达通道的厂(站)采取长途拨号Modem的方式获得信息。3.3.4 电力线路继电保护通道电力线路继电保护通道运行方式原则上配置如下。(1)220 kV线路保护通道按照双重化配置(独立双路由、双设备、双电源)。(2)500 kV线路保护通道在双重化配置基础上,对采用相同通信接口方式的1条线路2套保护,各开通一条与运行通道相独立的冷备用通道,备用通道按通信运行通道管理。(3)线路保护通道上的缆线、端子等均采用不同于其他标识颜色的红色标签标识。3.3.5 在线电压稳定控

26、制系统通道2005年投入运行的福建在线电压稳定控制系统,旨在解决目前福建电网存在的电压不稳定问题。本系统为主从式三层结构,省调为在线稳定控制系统主站;福州、泉州、厦门500 kV变电站以及后石电厂为在线稳定控制系统子站;官桥、罗塘、蟠龙220 kV变电站(属500 kV泉州变)为在线稳定控制系统执行站;安兜、梧稆、李林220 kV变电站(属500 kV厦门变)也为在线稳定控制系统执行站。在线电压稳定控制系统主站、4个子站的用户接口装置均为双重化配置,分别为A号、B号。执行站为单套设备,提供2个通道接口。在线稳定控制系统的各种站的通道运行方式是:(1)各站之间传送通道优先采用基于SDH光纤通信的

27、2 M通道;(2)主站与4个子站之间、各子站之间采取独立双重化配置,接口为2套2 M通道;(3)子站与执行站之间也提供独立双重化配置,接口为2套2 M通道;(4)在线稳定控制系统通道上的缆线、端子等均采用红色标签标识。4 福建电力通信网的薄弱环节经过近几年的发展,福建电力通信网有了很大的发展,基本满足电力生产和管理的需要,但仍然存在一些薄弱环节,主要体现在以下几方面。4.1 通信网抗灾能力较差福建省地处沿海,有大量的丘陵,因此受暴雨、台风、雷击等自然灾害较多。暴雨与台风对无线通信系统影响较大,有时会造成无线通信系统中断;雷击对电器设备影响较大。4.2 光纤传输网络的薄弱环节(1)光缆的薄弱环节

28、特点当前电力系统光缆主要有OPG W、ADSS、普通光缆等。OPG W的劣势是随电力基本建设被迫需要开断,造成较长时间中断(一般都超过24 h),或遭受雷击、倒塔(倒杆)等影响而中断;ADSS、普通光缆一般用于城市中,容易被偷盗或意外破坏等引5 通信网建设 林福国,等 福建电力光纤通信网综述 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/起中断;电力同沟光缆容易受到鼠害、动力电缆爆炸的影响而中断。(2)干线环网的薄弱环节与福建电力环形电力线路结构相匹配的环形光缆网络目

29、前只有一个,尚无法防御2点故障的风险。近几年是福建电力基本建设和各城市建设的飞跃发展年,电力线路频繁开断,城市光缆也常遭受意外中断,必然导致福建电力干线DWDM+SDH系统开环运行。一旦干线OPG W和某地区进城干线光缆同时出现意外中断,就会导致该地区与省调失去联系。(3)少数支线仍是单光缆当前,大部分地区的生产单位、变电站、电厂均有光缆通信系统,多数站也已经具备2条光缆进站。但少数站(比如福建 华东联网光纤通信系统和宁德与南平地区本地网)仍然比较薄弱,其光纤通信电路只能以链形方式组网,自愈环的双方向光路在同一光缆中。4.3 福建电力环网数字微波网络的弱点随着电网自动化、信息化的快速发展,当前

30、34 M的西门子环网微波网络已经难以为光纤通信提供可靠的备用手段。当前它主要为7个地区电业局至省调的调度数据网、调度交换网、行政交换网、PCM接入网等提供独立于光纤通信系统的第2通道,已经无法为重要直调电厂、500 kV变电站等提供完全独立的备份通道。5 结束语福建电力通信网将继续坚持发展光纤通信的战略方针,依托电力线路走廊、沟杆资源的优势,健全光缆网络,并积极跟踪现代光纤通信的发展趋势,逐渐将当前以波分复用、SDH技术为主的光网络过渡到波分复用、SDH技术、智能光网络(ASON)并举的新一代光纤通信网络。(F)参考文献:1 刘俭辉,丁永奎,贾东方,等.Tbit/s超大容量光纤通信系统的研究进

31、展 J.光学技术,2003,29(4):408-410.2 韦乐平.光通信技术的发展趋势J.电信工程技术与标准化,2003,(7):2-8.3 顾畹仪,李国瑞.光纤通信系统M.北京:北京邮电大学出版社,1999.林福国(1973-),男,福建莆田人,工程师,从事电力通信网运行维护管理工作。郭俊梅(1974-),女,山东烟台人,工程师,从事通信网运行维护管理工作。D iscussion on Fujian electric power optical fiber commun ication networkLIN Fu2guo1,GUO Jun2m ei2(1.Fujian Electric P

32、ower Co.,Ltd.,Fuzhou 350001,China;2.Fuzhou Branch of China Unicom,Fuzhou 350001,China)Abstract:The paper analyzes the development tendency ofmodern optical fiber communication technology,introduces the develop2ment of optical fiber communication net work in Fujian Electric Power Company,and emphasiz

33、es on its applications in transmittingelectric power dispatching services and the operation methods of these services.It also points out the weakness of this network andthe network development trends in future.Key words:electric power communication;optical fiber communication;electric power dispatching欢迎订阅2008年电力系统通信 6 电 力 系 统 通 信 2007,28(180)1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/