應用工業級物理隔離智能型SDH解決電力配網通信承載網方案淺析

何廣

摘要 本文介紹了了工業級物理隔離智能型SDH技術，及其在電力配網通信的應用可行性。

關鍵詞 工業級：物理隔離；智能型；SDH技術；電力配網通信

中圖分類號TM7

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）157-0070-02

以骨干SDH/MSTP環網（變電站級）為依托，可以將包含調度中心、及各個變電站的電力配網圍繞變電站的原有主網實現無縫接入，配網通信需能解決開閉所、環網柜、臺式變和柱上變不同分區的業務傳送問題。而以應用工業級物理隔離智能型SDH解決電力配網通信承載網方案可成為較佳選擇。該方案按照光纜鋪設路由優化組合，能形成以環網為主、鏈網為輔的復雜網絡結構。

1 應用工業級物理隔離智能型SDH解決電力配網通信承載網方案

國家電網已經進行了多輪配電自動化項目建設，并積極推進配電自動化項目。配電自動化通信網絡建設技術體制有光纖專網、無線專網、無線公網、配電線載波等多種通信方式可供選擇。應用工業級物理隔離智能型SDH解決電力配網通信承載網方案可成為較佳選擇。該方案按照光纜鋪設路由優化組合，可以形成以環網為主、鏈網為輔的復雜網絡結構。

該方案有以下優點：可以和電力調度通信設備無縫對接；通信介質抗干擾能力強、通信業務層次明晰；實現統一網管且網管功能強大；實現抄表、遠動、營銷、視頻等不同歸口業務的數據在同一網絡承載，而且可以實現其它技術無法實現的的完全物理隔離；組網靈活，保護能力強。缺點是業界工業化級設備廠家不多。

目前配網業務通信網建設的單一化，一張網只為某種業務服務，導致了配網通信網的復雜化，多樣化，不便宜管理，不利于為電力生產服務。同時給配網主站帶來很大維護壓力，所有終端站點全部直接接入配網主站系統，主站系統本身的處理能力是足夠的，完全能夠滿足配網終端站點接入需求，但給日常工作維護、故障排除帶來很大的不便，而且一個點中斷，會導致它下掛的所有站點中斷，大大的提高了站點的離線率。出現這些弊端的原因是前期配網通信網絡規劃不完善，缺少了中間橋接匯聚部分（可以定義為配網通信承載層），直接把復雜、多樣化的配網通信手段直接接入主網。現在可以采用在主網與配網直接加一層配網通信承載層，上述問題就可以迎刃而解。把整個電力通信網規劃為三層，第一層：依托變電站而建的主網通信層；第二層：把重要開閉所建為通信子站層起到匯聚業務（也就是配網通信承載層）；第三層：配網通信多業務接入層。這樣建立通信網，通信子站就分擔了主站通信通道的維護壓力。便于排除故障，配網通信可靠性也得到提高。

2 應用工業級物理隔離智能型SDH解決電力配網通信承載網方案實現功能

工業級物理隔離智能型SDH在電力配網通信承載網中的應用方案以骨干SDH/MSTP環網（變電站級）為依托，包含調度中心、及各個變電站，電力配網圍繞變電站的原有主網無縫接入。配網通信需能解決開閉所、環網柜、臺式變和柱上變不同分區的業務傳送問題，按照光纜鋪設路由優化組合，形成以環網為主、鏈網為輔的復雜網絡結構。應用工業級物理隔離智能型SDH解決電力配網通信承載網方案實現功能如下。

2.1 該方案同網承載的不同業務完全物理隔離

SDH是TDM技術，通道完全物理隔離是其基本特性。電力MIS系統、SCADA系統、抄表、營銷、監控屬于不同的部門管理，技術要求不同業務要物理隔離。在目前實現的方案中，不論是EPON，還是工業以太網交換機都實現不了不同業務的物理隔離。

2.2 該方案實現工業級可靠性

工業級的隔離型智能SDH設備，采用完全的工業通信設計及生產標準，專業應對惡劣的現場環境，工作溫度范圍40℃～85℃，多種電壓等級可供選擇，抗電磁干擾，IP40的防護等級（有多種防護等級可選），保證在惡劣環境中設備能正常運行。

2.3 該方案技術先進且成熟

SDH網絡已大規模應用于電力系統，是光纖通信采用的最重要的技術手段。以SDH傳輸組建配電通信網可以和電力調度通信設備無縫對接，不僅通信介質抗干擾能力強、通信業務層次明晰，而且可以實現統一網管。

2.4 該方案具備良好的兼容性和系統擴展性

由于采用標準網絡通信協議，網絡在實現擴容或接入其他網絡系統的時候非常容易，兼容性良好，使用戶可以方便的進行平滑擴容，不影響用戶的在線使用。

由于整個系統是利用先進的MSTP技術實現的，可以為用戶日后的其它業務開展提供良好的擴展性，例如視頻監控等。

2.5 該方案提供靈活的組網方式和保護能力

SDH可以實現復雜的網絡結構，如雙歸網絡、星型網絡、環型網絡。系統倒換時間小于50MS。對于保護公認是目前保護能力最強和最完善的網絡，其它EPON及工業以太網交換機雖然也具有一定程度的保護能力，但相對SDH來說，來遜色很多。

2.6 該方案統一的網絡管理系統

SDH設備提供cs架構的網絡管理系統，能方便將網絡管理數據在中心統一管理，并在各個分局實現不同的客戶端進行管理，并通過不同的管理用戶級別，分享不同權限，保證網絡系統的安全性。

3 應用工業級物理隔離智能型SDH解決電力配網通信承載網方案選型設備說明

3.1 通信子站接入設備選型說明

變電站在配網中是接入節點，是匯聚各電力配網節點的業務。它的要求是光方向要多，保護能力要強。方案需配置MSTP架構的MSAP多業務接入平臺。該平臺基于TDM和IP雙核心設計，是為城域網接入層解決傳統TDM業務及以太網數據業務接入而設計的MSAP/MSTP匯聚型設備。設備可在線路側配備4個STM-I、STM_4或STM-16匯聚光接口，將各支路方向業務匯聚到上行SDH信號或者將以太網業務匯聚到GE接口中，同時配有支路側插卡，提供多個STM-I支路光接口，支持多個支路環網，每個環網需按照每個站點IOM帶寬分配，可連接多個站成環。能夠滿足電力配網對不同級別帶寬及多業務接入的需求。

3.2 開閉所設備選型說明

開閉所是配網在的骨干節點，根據光方向和容量的要求可選擇配置網絡型設備，要求設計靈活，功能強大。用戶可以根據實際業務需要靈活選擇對應的接口方式。可用作匯聚設備、ADM設備或TM設備，構成星形、鏈形、環形、網孔形等各種復雜拓撲。

4 臺式變、柱上變及環網柜選型設備說明（組合型帶物理隔離智能SDH設備）

相對于輸、變電站調度網而言，配電網的另一個顯著特征就是設備運行環境不同，大多數設備要求室外運行，因此必須考慮設備的環境適應性問題。總體而言，配電網自動化系統對通信設備的環境因素要求非常嚴格，具體要求有：防浪涌沖擊；耐高溫、抗嚴寒、適應高濕；供電方式至少應支持48VDC、220VAC、+24V、12V多路供電方式選擇；優選自然散熱；室內、室外注意防水、防塵。