電力光纖傳輸網(wǎng)建設(shè)及優(yōu)化實(shí)施方案研究

鐘文杰

摘要：光纖傳輸網(wǎng)是電力通信網(wǎng)的重要組成部分，承載著電力調(diào)度、繼電保護(hù)、自動(dòng)化等大量電網(wǎng)安全生產(chǎn)及重要經(jīng)營(yíng)管理業(yè)務(wù)。本文結(jié)合本市電力光纖傳輸網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)情況的現(xiàn)狀及，分析了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，提出了優(yōu)化原則和實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：電力通信：光纖傳輸網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

引言

本市電力建設(shè)綜合自動(dòng)化變電站和無(wú)人值守變電站，變電站自動(dòng)化水平不斷提高，其保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)及自動(dòng)化對(duì)通信設(shè)備完備性、網(wǎng)絡(luò)通道帶寬及可靠性要求更高，光纖傳輸網(wǎng)隨著電網(wǎng)建設(shè)迅速發(fā)展，基本實(shí)現(xiàn)了“十二五”規(guī)劃所確定的傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化總體目標(biāo)。由于傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化工程分批分期建設(shè)，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上存在部分不合理、網(wǎng)絡(luò)帶寬不足、網(wǎng)絡(luò)可靠性有待提升等問(wèn)題，給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行帶來(lái)潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

為合理調(diào)整光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸設(shè)備配置，需要研究并分析本市供電局傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提出優(yōu)化方案，提高電力通信網(wǎng)的可靠性、有效性、安全性和利用率。本文對(duì)此進(jìn)行了研究分析和優(yōu)化方案探討。

1光纖傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

目前傳輸網(wǎng)絡(luò)主要采用SDH技術(shù)，一般分核心層、匯聚層、接入層3個(gè)層級(jí)建設(shè)。核心層負(fù)責(zé)以多業(yè)務(wù)處理為主要任務(wù)，匯聚層以多業(yè)務(wù)顆粒匯聚、傳送、調(diào)度和處理為主要任務(wù)，核心、匯聚層系統(tǒng)設(shè)備通常采用2 5Gb/s、10Gb/s設(shè)備。接入層以細(xì)顆粒傳送、調(diào)度和多業(yè)務(wù)接入處理為主要任務(wù)，一般采用155/622Mb/s環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，接入設(shè)備要求提供豐富的用戶接口。

光纖傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要分三種：線形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)及組合網(wǎng)。線形網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性較低。環(huán)形網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)自愈保護(hù)功能，其通過(guò)二纖單向通道保護(hù)環(huán)、二纖雙向通道保護(hù)環(huán)等保護(hù)方式，使得網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性高。組合網(wǎng)通過(guò)相切（市目交）環(huán)可工作在任意速率和任意保護(hù)方式下，環(huán)上的業(yè)務(wù)可正常保護(hù)，環(huán)間業(yè)務(wù)可通過(guò)設(shè)備內(nèi)部交叉矩陣實(shí)現(xiàn)，大大增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2本市供電局傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

本市供電局傳輸網(wǎng)絡(luò)分為A網(wǎng)和B網(wǎng)雙平面規(guī)劃建設(shè)，A網(wǎng)主要采用華為SDH光傳輸設(shè)備，B網(wǎng)主要采用中興SDH光傳輸設(shè)備，但A、B網(wǎng)存在華為、中興設(shè)備交叉建設(shè)的問(wèn)題。

2.1傳輸A網(wǎng)現(xiàn)狀評(píng)估

傳輸A網(wǎng)采用兩層結(jié)構(gòu)建設(shè)，分為骨干層和接入層，骨干層節(jié)點(diǎn)包括500kv變電站、市供電局、220kV變電站等節(jié)點(diǎn)，帶寬為2.5Gb/s；接入層由所有110kV變電站、縣供電局等構(gòu)成，采用環(huán)網(wǎng)或鏈狀結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，接入帶寬為622Mb/s或155Mb/s。目前該網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)主要有：線路保護(hù)、安穩(wěn)系統(tǒng)、PCM（遠(yuǎn)動(dòng)、電能計(jì)量、調(diào)度電話等）等。

傳輸A網(wǎng)接入層帶寬容量較小，需進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)；另外，部分站點(diǎn)使用設(shè)備為華為的Metr02050/Metr03000，設(shè)備容量和傳輸帶寬小，無(wú)法滿足本局業(yè)務(wù)量傳輸需求，存在帶寬瓶頸，數(shù)據(jù)處理能力不足。

2.1.1完備性指標(biāo)分析

指標(biāo)1：網(wǎng)絡(luò)覆蓋率=已覆蓋節(jié)點(diǎn)的數(shù)量/應(yīng)覆蓋的節(jié)點(diǎn)數(shù)量*100%。

本市局傳輸A網(wǎng)已全部覆蓋110kV及以上所有變電站，網(wǎng)絡(luò)覆蓋率100%。

指標(biāo)2：骨干層帶寬

骨干層由一個(gè)2.5Gb/s骨干環(huán)組成，骨干層節(jié)點(diǎn)包括本局、220kV及以上所有變電站等7個(gè)站點(diǎn)，主要采用華為OSN3500＼Metro3000組網(wǎng)。

指標(biāo)3：接入層帶寬

接入層由110kV變電站構(gòu)成，采用環(huán)網(wǎng)或鏈狀結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，接入帶寬為622Mb/s或155Mb/s，主要采用華為OSN2500＼Metr02050等設(shè)備組網(wǎng)。

2.1.2可靠性指標(biāo)分析

站點(diǎn)成環(huán)率

傳輸A網(wǎng)骨干節(jié)點(diǎn)成環(huán)率高，骨干節(jié)點(diǎn)成環(huán)率達(dá)100%；接入節(jié)點(diǎn)成環(huán)率為88.9%，有待提高。

綜上，目前本市傳輸A網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)所有節(jié)點(diǎn)覆蓋，網(wǎng)絡(luò)覆蓋率達(dá)100%：網(wǎng)絡(luò)采用兩層的扁平狀結(jié)構(gòu)符合電力通信業(yè)務(wù)的分布特點(diǎn)，且節(jié)點(diǎn)成環(huán)率高，骨干節(jié)點(diǎn)成環(huán)率達(dá)100%，接入節(jié)點(diǎn)成環(huán)率達(dá)88.9%；從網(wǎng)絡(luò)帶寬上看，目前該網(wǎng)絡(luò)帶寬基本可以滿足業(yè)務(wù)需求。但該網(wǎng)絡(luò)還存在以下缺陷：

（1）覆蓋不完善：本市供局傳輸A網(wǎng)目前己覆蓋了地調(diào)、縣調(diào)、所有110kV及以上變電站，但15個(gè)35kV站中只覆蓋了五個(gè)站，應(yīng)加強(qiáng)35kV站點(diǎn)接入。

（2）部分節(jié)點(diǎn)設(shè)備需要更換：主要體現(xiàn)在部分接入節(jié)點(diǎn)設(shè)備不支持關(guān)鍵板卡的冗余配置，不支持2Mb/s TPS保護(hù)；部分骨干節(jié)點(diǎn)設(shè)備交叉（高階、低階）資源有限，不便于網(wǎng)絡(luò)升級(jí)及業(yè)務(wù)通道組織；部分節(jié)點(diǎn)設(shè)備投運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備容量和帶寬偏小，故障率趨高，需更新改造。

（3）帶寬不足：某縣供電局采用Metr02050光設(shè)備，鏈路為622M鏈路；部分110kv站點(diǎn)采用華為Metro2050光設(shè)備，以155Mb/s的帶寬接入網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)、辦公信息化等對(duì)光通信系統(tǒng)提出了更大的傳輸帶寬（約2.5 G）、更豐富的接口（GE、FE接口）、更加靈活的帶寬使用（業(yè)務(wù)帶寬動(dòng)態(tài)分配）等要求。

（4）站點(diǎn)采用華為、中興設(shè)備交叉建設(shè)：不利于運(yùn)行維護(hù)。

2.2傳輸B網(wǎng)現(xiàn)狀評(píng)估

傳輸B網(wǎng)于2011年建設(shè)完畢，網(wǎng)絡(luò)分為核心層和接入層，核心層由市供電局、7個(gè)220kV及以上站等節(jié)點(diǎn)組成2個(gè)2.5Gb/s的核心環(huán)，主要采用中興S385設(shè)備組網(wǎng)。接入層由大部分110kv變電站、縣供電局等構(gòu)成，采用環(huán)網(wǎng)或鏈狀結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，接入帶寬為622Mb/s或155Mb/s，主要采用中興$330設(shè)備組網(wǎng)。傳輸B網(wǎng)采用兩層的扁平狀結(jié)構(gòu)符合電力通信業(yè)務(wù)的分布特點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)成環(huán)率高，骨干節(jié)點(diǎn)成環(huán)率100%。目前少部分站點(diǎn)采用華為設(shè)備，可優(yōu)化升級(jí)改造調(diào)整為單一中興設(shè)備，但仍有110kVZ個(gè)變電站尚未覆蓋B網(wǎng)設(shè)備。

3本市供電局傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

3.1總體優(yōu)化思路

（1）匯聚層、接入層設(shè)備配置應(yīng)層次分明、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠。

（2）匯聚層設(shè)備按同型號(hào)進(jìn)行升級(jí)改造更新，速率、帶寬選擇能滿足未來(lái)5到10年的新增業(yè)務(wù)需求。

（3）所有站點(diǎn)組成PP+SNCP自愈保護(hù)環(huán)，原則上光纜具備物理成環(huán)條件的與光纜路由組成路由方向相同的自愈保護(hù)環(huán)，不具備光纖物理成環(huán)的設(shè)備之間盡可能合理組成邏輯環(huán)。

（4）接入層分片區(qū)成環(huán)（不具備物理鏈路成環(huán)的組邏輯環(huán)），同一環(huán)內(nèi)設(shè)備選用同一供應(yīng)商、同一型號(hào)設(shè)備。

（5）對(duì)傳輸A網(wǎng)進(jìn)行改造整合，淘汰老舊光傳輸設(shè)備，110kV站點(diǎn)更換為STM-4（可擴(kuò)展至STM-16）設(shè)備，由155接入層鏈路升級(jí)為622M鏈路，將某縣局設(shè)備更換為STM-64設(shè)備，鏈路升級(jí)為2.5G鏈路；并對(duì)A、B網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，最終使傳輸A網(wǎng)采用華為單一供應(yīng)商設(shè)備組網(wǎng)。

3.2主要優(yōu)化內(nèi)容

1、將接入層站點(diǎn)原為Metro2050/Metro3000設(shè)備的，更新OSN2500/OSN3500或S330，并按照A網(wǎng)華為設(shè)備、B網(wǎng)中興設(shè)備的組網(wǎng)原則進(jìn)行組網(wǎng)。

2、傳輸A網(wǎng)骨干層節(jié)點(diǎn)由本市局、500kV變電站、220kV及以上站點(diǎn)組成，共計(jì)8個(gè)節(jié)點(diǎn)，采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，帶寬為2.5Gb/s，全部采用OSN3500設(shè)備。

3、傳輸B網(wǎng)覆蓋建設(shè)未覆蓋的110kV三個(gè)變電站，分別新增中興$330設(shè)備。

4本市電力光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后的優(yōu)點(diǎn)分析

4.1雙網(wǎng)雙設(shè)備覆蓋，可靠性增強(qiáng)

傳輸網(wǎng)絡(luò)分A、B網(wǎng)，華為設(shè)備和中興設(shè)備分離，優(yōu)化重組，有利于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；部分節(jié)點(diǎn)設(shè)備得到升級(jí)更新，支持關(guān)鍵板卡的冗余配置；在光纜資源有限的情況下，設(shè)備合理組成邏輯環(huán)。

4.2可控性提升

形成了同型號(hào)相互對(duì)接，提高對(duì)電路的調(diào)整、運(yùn)行維護(hù)的可控性，初步滿足新業(yè)務(wù)的接入，便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理。

4.3擴(kuò)展性拓寬

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安排和應(yīng)用更合理，方便新增節(jié)點(diǎn)的接入，減少因光纜解口而影響節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展，對(duì)新技術(shù)、新業(yè)務(wù)接入的適應(yīng)能力更強(qiáng)；網(wǎng)絡(luò)骨干層和接入層帶寬分別為622Mb/s和2.5Gb/s，能滿足不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)帶寬需求。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，本市電力光纖傳輸網(wǎng)提高了安全可靠性和資源利用率。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化完成后，傳輸A、B網(wǎng)將形成一個(gè)清晰的分層結(jié)構(gòu)，核心網(wǎng)架、接入網(wǎng)架、地區(qū)和縣局的接入、220kV站點(diǎn)、110kV站點(diǎn)等接入方式均已標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，為以后輸變電工程、電廠接入工程通信設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，同時(shí)由于各層次之間設(shè)備的組網(wǎng)也按照地區(qū)電網(wǎng)“分區(qū)組團(tuán)”方式有一個(gè)清晰的區(qū)域劃分，給維護(hù)管理帶來(lái)了便利。

SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是一個(gè)循序漸進(jìn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，只有靈活的結(jié)合傳輸網(wǎng)的實(shí)際情況和未來(lái)發(fā)展需要，才能將傳輸網(wǎng)建設(shè)得更加科學(xué)合理。