(中国电建集团青海省电力设计院有限公司青海省西宁市810008)
摘要：电力系统的通信基础网络建设一直伴随着电网的发展而发展，从以前的窄带通信系统，如载波通信、微波通信、PDH光纤通信、窄带语音交换到现在的SDH光纤通信、光纤密集波分复用、千兆以太网等等，电力系统的通信基础网络总的说来从模拟通信向数字通信转化，从窄带通信系统逐步转向宽带通信系统的建设，本文通过对电力通信网络的介绍，并对SDH光纤网络拓扑结构的优劣势分析，推荐了一种适合电力光纤通信网络的组网方式。
关键词：通信；光纤；传输；节点；自愈；结构
引言
电力通信网的出现是为了保障电力系统的安全稳定运行,同时还可以为电力系统带来一定的经济效益。自从电力通信网出现以来,科研人员不断对其进行探索和研究,现在我国的电力通信网已基本实现至光纤化,以东莞地区为例,光纤通信已基本实现全网覆盖。如果对其运行方式深入分析,找出问题并进行优化,就可以进一步提高它的稳定性和实用性,这不仅可以减轻通信运维工作的压力,同时还可以提高电网运行效率,是一个立意深远的研究课题。
1电力通信网络的发展
以某电力局的通信基础网络为例，也是经历了从模拟向数字，从窄带向宽带的发展过程。
1.1一点多址微波通信系统
某局一点多址微波系统建立于94年，95年正式投入运行，是某局通信基础网络建设的一个重要里程碑，该系统采用加拿大SRT公司SR500.PH1的系统，最大通信容量60个64Kbps通道，采用TDMA（时分多址）动态分配带宽技术，是一种小型微波系统，整个系统为树状结构。该系统主要为生产、调度服务，承载RTU信号和调度话音业务，由于其整体容量小，受外界干扰影响较大，且造价昂贵，98年底厂家已宣布不再生产该型产品，至97年以来某局基本上未再扩大使用，目前一点多址微波通信系统已经淘汰运行。
1.2ATM数据网
2001年，某局根据当时的网络现状及实际需要，采用Nor-tel的Passport6480和6440多业务交换机，初步建成了地区ATM数据网络，包含5个网络节点，主要用于承载CC2000系统的调度自动化数据信息。目前ATM数据网已经淘汰运行。
1.3光纤传输网
某电力局自99年开始第一套SDH光通信系统投入运行以来，到2005年末，已完成近480.5kM的光缆建设，其中与省网合建约180kM，自建300.5kM地埋光缆。SDH光通信站点十六个，形成主链路STM-16（2.5Gb/s），市区STM-16（2.5Gb/s）的宽带骨干传输网，西区STM-4（622Mb/s）骨干传输网，该网目前覆盖了7个220kV变电站，市区及西区全部110kV变电站及四个城市供电所，22个配电网中心站，28个配电自动化节点站。另外随着电网的发展，还将配套建设所有22个用电营业所光缆通信网，使宽带骨干网逐步覆盖全部电力信息节点，光网络的建设为电力企业的信息应用系统的建设打下了一个比较好的物质基础和良好通道条件，使电力通信网具备了向宽带综合多业务网发展的能力，为企业向信息化、自动化、规范化的运作和管理创造了有利条件。
1.4宽带IP信息网
某局自96年以来，就一直在着手建设企业的办公网，至99年底，某局已经建设了局大楼和调度楼千兆以太网络，用于企业内部的办公OA系统，目前千兆网采用了一台Ciscocat-alyst6509千兆中心交换机和7台Ciscocatalyst2498G工作组交换机，每一栋办公大楼都已做了网络综合布线，另外还通过SDH通信网将四个集控220kV变电站子网联接起来，以上局域网设备都支持二、三层交换，具有良好的网络平台基础，可以满足多媒体应用及办公桌面运用。未来几年将是通信技术发展最活跃的时期，主要发展趋势可归为以下几个方面：
（1）网络业务应用的IP化；
（2）网络交换技术的分组化；
（3）网络基础设施的宽带化和光纤化；
（4）网络功能结构的简单化；
（5）三网融合的一体化。
概括的说，在未来将会发生的最大变化是从以电话为基础的整个电信框架，特别是电路交换技术及其组网技术，逐步转向以数据特别是IP为基础的整个电信新框架。无论在传输上还是交换上，无论在技术上还是设备上，电路交换将逐步让位给以IP为主的分组交换网和IPoveATM、IPoverSDH、IPoverOptical的传送方式；光纤传输将走向全面发展。
2电力光纤网的组网分析
电力专用通信SDH光纤网络拓扑结构的选择应充分考虑电力专网网路现状、网络覆盖范围、网络保护及通道调度方式、节点间的传输容量、与现有SDH网的衔接等因素。考虑到系统可靠性要求，一般主要干线宜选用环形或网孔形网络结构并辅以其它类型结构。
2.1环形结构
这种结构所有节点都公用同一条公共链路，自成一个封闭回路结构。每个节点仅与两侧节点相连。每个节点可双向传输或单向传输。由于环形链路的光缆含纤数量可以很多，从而大幅度降低每话路的成本。环形网结构的优点是线路设定的自由度和灵活性大为改善，同时也大大地提高了网络的可靠性。根据有关分析计算可知，对于同步数字体系（SDH）传输系统，环形网络的可靠性为99.98%，平均无故障时间为4.856年，而同等条件下的线形网络的可靠性为99.95%，平均无故障时间为1.84年。可见，在设备一定的情况下，组织环形网络在可靠性方面具有很大的优越性。
环形网具有自愈功能。所谓自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。其基本原理就是使网络具备发现替代传输路由，并重新确立通信的能力。作为环形网的网络节点可以是DXC，也可以是ADM，但通常环形网节点用ADM构成，某些DXC设备也能直接支持ADM构成能快速保护倒换的自愈环。利用ADM的分插能力和智能构成的自愈环是SDH的特色之一，也是目前研究工作十分活跃的领域。
可以看出，在设备一定的情况下，组织环形网络在可靠性、自愈功能和节点设备方面具有很大的优越性，因此，建议在组织电力系统专用通信网络，特别是主干线时以环形通信网为主，辅以星形、树形结构，做到最优组合。在环形通信网建成以后，变电站建设和管理又有新的发展时，新设立的站点如有需要纳入环形通信网中时，则用光缆开口的办法解决，使之成为环网中的一个新的节点。
2.2网状网结构
按用户和地区的特点、业务发展的需要，可以逐步采用线形、星形、双星形或环形、树形等结构，构成网状网结构，这种结构不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点间有多种路由可选，可靠性很高，对较重要的地点和用户，可采取特殊保护，比较灵活。但其结构复杂、成本较高，适合于那些业务量很大分布又比较均匀的地区。
2.3环网与网状网的比较
网状网结构相对于环形结构来说，在设备可靠性一定且不考虑环境条件下，可靠性更高，但提高是有限的。其次，网状网由于其自身结构的特点，在业务汇接点处需配置数字交叉连接设备（DXC），以实现高可靠大容量的信息传输，而环形网基本可以不采用DXC设备，主要采用ADM即可完成网络的组织，同样也可实现信息的高可靠和较大容量传输，且业务的恢复时间快，时延相对小，适应于电力系统远动、继保的要求。而且，现在厂家生产的ADM均具有一定的交叉连接能力，给环形网络及其子网的组织提供了更加灵活的方式。另外，采用ADM组成环网的花费也比用DXC组成的网状网要低，网络简单、建设容易，具有最佳的费用效果比。
2.4网络自愈方式
将网络节点连成环形可以改善网络的生存性，网络节点可以是DXC，也可以是ADM，但通常用ADM构成。利用ADM的分插能力和智能构成的自愈环是SDH的特色之一。自愈环结构可以划分为两大类，即通道倒换环和复用段倒换环。
结语
通过对电力通信网络发展历程的分析，对光纤通信网络的发展做了预测，并对光纤通信网络的网络拓扑进行了比较，最终得出了电力专网适合采用环形结构方式进行组网的结论，为电力通信网络的建设提供了借鉴。
参考文献:
[1]范贵侠.电力通信网运行方式优化研究[J].企业技术开发,2013(6)
[2]陈金花.浅析电力通信网运行方式的优化[J].科技资讯,2012(6)