浅议电力系统通信传输网络优化

浅议电力系统通信传输网络优化

钟陈石

关键词：电力通信传输网，网络优化，资源管理；

一、引言

随着电力通信系统的快速发展，通信方式手段已从单一的载波通信方式发展成为由载波、集群、无线、数字微波、SDH光纤等通信方式共同组成的一个复杂的通信网络。本文通过对某局电力系统传输网络的现状进行分析，对传输网的网络结构和资源配置重点分析，为电力系统通信传输网络优化提供理论指导。

二、现状分析

目前，某电力局有多个500kV变电站、几十个220kV变电站、上百个110kV变电站，各站已全部光缆覆盖，已建设传输网采用MSTP技术体制建设。该局传输网建设至今，已覆盖所有变电站，其中220kV以上变电站实现622Mb/s以上带宽组网；110kV变电站以155Mb/s或622Mb/s带宽组网。传输网高速层为1个2.5Gb/s和3个622Mb/s的环路，以马可尼的OMS1664和1684为主，接入层由马可尼SMA系列设备包括SMA-16，SMA-4和SMA-1设备构成，环带宽以STM-4和STM-1为主，覆盖了所有110kV变电站和大部分220kV及以上变电站。

三、网络评估

评估指标1：网络分层合理性，主要考察现有网络是否根据业务特征进行分层组网；

目前网络由骨干层和接入层2层组成的现状，已形成一张扁平化的传输网，层次结构较为合理。考虑电网可靠性对不同线路与节点的要求及通信业务流量、流向、应急等因素，建议网架结构按照“骨干路由+接入路由+应急路由”的组网思路进行优化，以达到通信网络安全可靠与电网安全可靠的合理匹配。结构优化基本思路如下：骨干路由的组建将以500kV变电站、220kV变电站作为节点，以220kV线路光缆作为传输介质。接入路由的组建将以110kV变电站作为节点，以110kV线路光缆作为传输介质。骨干层应具备网状结构，接入层具备环形结构；骨干层和接入层的异地相交点不少于2个；加强骨干网与接入网之间的互连，将部分接入网联路作为核心网的备份链路，以提高网络的可靠性。在强壮核心网络的基础上，加强核心网架应急路由的建设。应急路由主要由110kV节点与线路光缆构成，必要时可借助公网或其他专网光缆资源建设应急路由。

评估指标2：运行情况分析，分析同一类设备本身或者应用方式上是否存在某种共性缺陷，同一条光缆是否存在反复出现某一缺陷或故障的情况；根据光链路的指标考虑光接口卡的功率、更换光接口卡或者调整光链路；

目前传输网接入层使用最多的马可尼SMA-1及SMA-4系列设备大多为2001至2005年间逐步投运，至2015年，投运时间最近的设备也已运行10年左右，绝大多数SMA系列设备已在“十一五”末期间达到了8年的使用年限，应考虑通过工程建设更换设备，进行缺陷消除。

光链路的运行状况分析是结构优化的重点，它结合了电网工程建设的特点，当已有电力专用光缆随着新建的变电站建设被解口、改接的时候，会增加光缆熔接点数量，引起光缆长度的变化，通过动态跟踪各个光缆路的衰减指标，可及时关注到需要优化调整的链路，防患于未然。

评估指标3：环上节点数量合理性，主要用来衡量环网或者链路上节点设置的合理性。

按照传输网络的骨干环的节点数量≤6；接入层节点数量≤8的标准，环网和链路数量上较为合理；可由于变电站工程的分批建设和电网线路改造，部分具备成环条件的节点采用了“1+1”两点接入的方式接入，部分站点为了成环在变电站之间进行跳纤，占用了原本就紧缺的纤芯资源。结合电力通信的实际情况，光缆建设的规模有限，光纤资源紧张，应本着节约纤芯资源的角度，在接入层成环和采用“1+1”两点接入的方面进行合理优化调整。

评估指标4：节点设备覆盖率=已覆盖节点的数量/应覆盖节点数量*100%，主要用于评估网络建设的完备程度。

评估指标5：SDH站点成环率=环上站点数/总站点数，反映SDH站点成环情况，侧面反映业务保护情况。

电力系统传输网已覆盖所有站点，覆盖率达100%；电力系统传输网成环率大于90%，考虑到部分链路没有敷设光缆或者纤芯资源不足，需要光缆改造后才可实现100%的成环率。

综上分析和评估，电力系统传输网急需解决的是加强应急路由建设，并随着变电站的建设完善光缆建设，提高成环率。

四、网络优化

（1）网络带宽合理性分析

传输网络的组网带宽资源应满足目前以及未来2年的业务需求，并具有一定的冗余度（≥30%），以满足重要业务通信电路的应急通信资源调度需求。根据该局“十二五”通信网络规划，考虑到电网自动化技术、办公信息化及各计算机应用系统对光通信系统提出了更大的传输带宽（约10G）、更丰富的接口（GE、FE接口）、更加灵活的带宽使用等要求，核心节点带宽需求在“十二五”期间将达到10G，整个骨干环网应确保带宽达到2.5G以上。现有骨干层2.5G+622M，接入层155M的带宽无法满足需求，因此，应考虑通过工程建设更换或者升级设备，进行缺陷消除。

（2）业务时隙优化

集中型的业务一般是固定局向，业务可设立汇聚点，且业务流向一般形成某个环路，并且通过汇聚点之后是以VC4通道汇聚至业务通达地；分散性业务流向不固定，且保护方式复杂，倘若和集中型业务混杂在同一VC4中，查找VC12繁琐，且维护不便，管理十分复杂，并且无法灵活进行通道的调度工作。因此，为了业务调度方便以及业务流向清晰，我们将分散型业务同集中型业务以VC4通道分开，将两类业务作VC4级别的分离在通道配置上是十分必要的。

传输设备的交叉容量是有限的，网元交叉的优化是关键，对于低阶交叉的VC12业务尽量整合在同一个VC4中，避免占有太多的VC4；对于需要在本地落地的业务，线路时隙尽量整合在同一个VC4中，支路端口尽量在同一个支路板上，减少相应的交叉总线占用。

为了维护方便，在配置时隙时也需注意各种业务的配置方式的不同；并且对于突发情况也需有一定的应急配置措施。

对电力系统通信传输网的时隙配置建议如下：

对于不同区域的集中型业务，可先从该局采用端到端的配置方式分配VC4颗粒，高阶穿通至该区域集中型业务的汇聚点，这样配置后，该局至汇聚点之间所经过的节点的业务就无法占用该VC4，保证了1个VC4业务隶属于1个区域的独立性，再行配置该区域各节点至汇聚节点的VC12业务。

对于分散型VC12业务，主要进行单点的业务配置原则，需在其途经的路径点上做VC12级别的交叉。开通电路中，工作VC12以及保护VC12在VC4中的时隙号全程一致；网元源节点至网元宿节点之间开通E1业务。

对于新建某类VC12业务电路，在网元源――网元宿路径上某段链路上这个业务的VC4已经填满的情况下，可考虑将此VC12电路到此链路上的其余VC4，但前提是该业务VC4与原对应业务的VC4业务种类相同。

五．结语

综上所述，本文通过对某局电力传输网的分析，针对网络结构从结构层次和带宽上结合“十二五”期间的规划进行了网络评估，开展了可靠性分析评估，并在这个基础上，对光链路带宽、时隙使用安排提出了优化建议，可以为电力系统传输网络的规划建设提供理论支持和技术导则。

参考文献：

[1]广东电网“十二五”通信规划综述[J].电力系统通信，2011，32（5）：20-26