天津濱海電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)南部環(huán)雙平面優(yōu)化方案研究

操 彥

(國網(wǎng)天津濱海供電公司，天津 300450)

天津濱海電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)南部環(huán)雙平面優(yōu)化方案研究

操 彥

(國網(wǎng)天津濱海供電公司，天津 300450)

在電力系統(tǒng)中光傳輸網(wǎng)絡(luò)是承載各類業(yè)務(wù)的重要平臺。隨著電網(wǎng)的發(fā)展和科技的進步，光傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大、業(yè)務(wù)需求不斷增多。原有的光傳輸結(jié)構(gòu)已遠不能滿足公司發(fā)展需要。文章在分析天津濱海電力光傳輸網(wǎng)南部環(huán)目前存在的問題后，結(jié)合信通計劃〔2016〕55號文，提出了雙平面建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過引入新品牌，將四級網(wǎng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為雙配置雙平面網(wǎng)絡(luò)，同時將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簡化為核心層和接入層兩層，降低運維難度，切實提高網(wǎng)絡(luò)運行可靠性，提升業(yè)務(wù)承載能力，降低運行風(fēng)險。

天津濱海電力；電力通信；傳輸設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

傳輸網(wǎng)是電力骨干通信網(wǎng)的重要組成部分。天津濱海電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)是四級網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，最早于2006年開始建設(shè)，目前已逐漸擴大成覆蓋濱海地區(qū)全境，涵蓋系統(tǒng)站和用戶站的單品牌光傳輸網(wǎng)絡(luò)。

天津濱海電力光傳輸網(wǎng)由濱海南部環(huán)和濱海北部環(huán)組成。運行10年來，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大和運行時間的增加，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，設(shè)備槽位占用率較高，業(yè)務(wù)需求增大，通道利用率過高，設(shè)備故障率增高，設(shè)備老舊等問題日趨凸顯。由于站點數(shù)量大，業(yè)務(wù)繁多且對帶寬的需求大，單平面網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)劣勢逐漸顯現(xiàn)。希望對問題較為集中和突出的濱海南部環(huán)進行優(yōu)化，將其由單平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整為雙平面網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，從而提升公司光傳輸網(wǎng)絡(luò)的運行可靠性，提升其業(yè)務(wù)承載力，降低其業(yè)務(wù)通道運行風(fēng)險，為建設(shè)堅強智能電網(wǎng)打下堅實的基礎(chǔ)，使電力通信變得更加經(jīng)濟、可靠和可持續(xù)。

一、天津濱海電力光傳輸網(wǎng)南部環(huán)現(xiàn)狀

天津濱海電力是全國31家大型重點供電企業(yè)之一，公司光傳輸網(wǎng)絡(luò)最早于2006年開始建設(shè)。隨后按照公司發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合公司供電范圍內(nèi)的變電站規(guī)模及地域特點，逐漸擴大成覆蓋濱海地區(qū)全境，涵蓋系統(tǒng)站和用戶站的單品牌光傳輸網(wǎng)絡(luò)。

天津濱海電力光傳輸網(wǎng)目前配置以色列伊賽(后文簡稱ECI)公司的XDM系列的光傳輸設(shè)備，采用多業(yè)務(wù)傳送平臺 (Multi-Service Transfer Platform，MSTP) + 同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)技術(shù)體制進行光傳輸設(shè)備組網(wǎng)。光傳輸網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備分為核心層和接入層。目前已經(jīng)形成了濱海南部環(huán)和濱海北部環(huán)兩個部分，中間通過2.5G光路互聯(lián)形成環(huán)中環(huán)，網(wǎng)中網(wǎng)，部分站點支鏈接入的結(jié)構(gòu)。

天津濱海電力光傳輸網(wǎng)南部環(huán)覆蓋濱海地調(diào)范圍內(nèi)南部區(qū)域的全部110kV變電站、35kV變電站、地調(diào)中心站、地調(diào)電廠、營業(yè)網(wǎng)點等。承載著公司生產(chǎn)控制大區(qū)的全部業(yè)務(wù)及管理信息大區(qū)的大部分業(yè)務(wù)，包括調(diào)度自動化業(yè)務(wù)、配電自動化業(yè)務(wù)、五防業(yè)務(wù)、地調(diào)數(shù)據(jù)專網(wǎng)業(yè)務(wù)、生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)、電源監(jiān)控業(yè)務(wù)、電能量采集業(yè)務(wù)、遙視業(yè)務(wù)、行政交換機聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互聯(lián)業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)[1]，在電力生產(chǎn)調(diào)度、運維管理中起著舉足輕重的作用。

二、天津濱海電力光傳輸網(wǎng)南部環(huán)目前存在的問題

由于公司光傳輸網(wǎng)絡(luò)南部環(huán)于2006年開始建設(shè)，后期逐步擴大，導(dǎo)致整體規(guī)劃性不強。同時隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)局限性日益凸顯，且由于部分設(shè)備已超期運行，設(shè)備故障率增加，對網(wǎng)絡(luò)安全以及業(yè)務(wù)通道的可靠運行造成了嚴(yán)重威脅，亟需開展網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)存在問題如下：

(1)局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有待完善。光傳輸網(wǎng)為裸光纖方式組網(wǎng)，受限于光纜路由、纖芯資源。而部分對于光通信屬于重要路由的路徑或受一次線路影響未敷設(shè)光纜，或光纜飽和無法合理接入，這對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理性造成了一定影響。此外網(wǎng)絡(luò)中核心層、接入層存在 2.5 Gbit/s 鏈路與 622 Mbit/s 鏈路混接的現(xiàn)象，目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不清晰。

(2)板卡故障率高的問題難以得到根本解決。由于部分設(shè)備已超期運行，設(shè)備整體性能下降，故障率提升。同時由于廠家的技術(shù)升級，大量實際在運的板卡已經(jīng)停產(chǎn)，這類板卡故障后無法更換新板卡，只能通過返廠維修的方式進行故障消缺。而板卡返廠維修造成的板卡性能劣化是不可逆的，這也極大提高了設(shè)備的板卡故障率。

(3)難以適應(yīng)調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)發(fā)展需要。天津濱海供電公司調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)二平面建設(shè)改造工作將于十三五期間開工建設(shè)，然而目前公司光傳輸網(wǎng)只有一套設(shè)備、一張網(wǎng)，且?guī)捳加寐瘦^高，難以滿足調(diào)度數(shù)據(jù)專網(wǎng)二平面的接入需求。

天津濱海電力光傳輸網(wǎng)南部環(huán)雙平面優(yōu)化及改造方案。

優(yōu)化及改造原則：

依照Q/GDW 11358-2014 電力通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則，信通計劃〔2016〕55號 國網(wǎng)信通部關(guān)于進一步推進地市骨干傳輸網(wǎng)優(yōu)化工作的通知，以及天津濱海電力光傳輸網(wǎng)運行現(xiàn)狀、光纜資源情況和通信電源情況進行優(yōu)化和改造工作。結(jié)合基建工程已建、在建光纜以及上級網(wǎng)已有的富裕光纜纖芯資源，將優(yōu)先對濱海南部環(huán)進行光傳輸網(wǎng)雙平面優(yōu)化工作。根據(jù)信通計劃〔2016〕55號文相關(guān)要求，按照“網(wǎng)絡(luò)分層、業(yè)務(wù)分區(qū)”的原則對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行調(diào)整，明確各站點的功能和用途，簡化結(jié)構(gòu)，形成核心層設(shè)備和接入層設(shè)備兩層扁平化結(jié)構(gòu)。同時對于區(qū)域內(nèi)的A+及A類站點增加光傳輸設(shè)備進行雙配置、雙平面架構(gòu)的構(gòu)建。

優(yōu)化方案及目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：

優(yōu)化前天津濱海電力光傳輸網(wǎng)南部環(huán)如圖1所示。

圖1 優(yōu)化前天津濱海電力光傳輸網(wǎng)南部環(huán)

網(wǎng)絡(luò)共包含33個節(jié)點(考慮到光傳輸設(shè)備安裝位置的保密性，圖中節(jié)點用光傳輸設(shè)備所在通信站點的首字母表示。如節(jié)點BHJ表示在濱海局的光傳輸設(shè)備，DG表示在大沽站安裝的光傳輸設(shè)備)。現(xiàn)準(zhǔn)備對這些節(jié)點的光傳輸設(shè)備進行改造，退運達到使用年限的ECI老舊設(shè)備，引入新的符合國家電網(wǎng)公司相關(guān)要求的光傳輸設(shè)備進行組網(wǎng)。同時在區(qū)域內(nèi)的A+及A類站點內(nèi)增加光傳輸設(shè)備，最終完成雙配置、雙平面架構(gòu)的構(gòu)建，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的分級承載[2]。

核心層優(yōu)化方案

核心層主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)匯聚。核心層節(jié)點數(shù)不超過全網(wǎng)站點數(shù)的15%。結(jié)合光纜資源情況、機房運行環(huán)境、電源情況、通信站點類別和電網(wǎng)中長期規(guī)劃，對核心層站點進行選取和調(diào)整[3～6]。核心層站點共計7個，其中BHJ、JLL、DGJ為集控站點，SLC、XFL、DG、HM為地理位置重要、光纜路由豐富、通信電源情況良好且配置有濱海地調(diào)四級網(wǎng)通信機柜的220kV變電站。核心層站點設(shè)備全部采用不同品牌的雙重化配置，光傳輸設(shè)備采用10G光傳輸設(shè)備。核心層環(huán)網(wǎng)保護采用通道保護。實施關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括以下3方面：

(1)在核心層站點新上其他品牌的10G光傳輸設(shè)備，并利用互聯(lián)光纜或者結(jié)合天津電力省級OTN采用光纖復(fù)用的方式形成環(huán)網(wǎng)，構(gòu)建新的光傳輸網(wǎng)。新品牌光傳輸設(shè)備核心層傳輸拓?fù)鋱D如圖2所示：

圖2 新品牌光傳輸設(shè)備核心層傳輸拓?fù)鋱D

(2)調(diào)整核心層站點原有的ECI光傳輸設(shè)備及其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，確保核心層站點ECI光傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唵魏侠怼?/p>

(3)在核心層站點中將新擴建設(shè)備與原設(shè)備之間用622 Mbit/s光路進行互聯(lián)，確保在運業(yè)務(wù)不受影響。核心層站點新擴設(shè)備之間以及新擴設(shè)備與原設(shè)備之間光路互聯(lián)方案如圖3。

最終達到改善國網(wǎng)天津濱海公司核心環(huán)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高通信網(wǎng)絡(luò)運行管理水平的目的。

圖3 核心層站點新擴設(shè)備之間以及新擴設(shè)備與原設(shè)備之間臨時光路互聯(lián)拓?fù)鋱D

接入層優(yōu)化方案

接入層負(fù)責(zé)110kV變電站、35kV變電站及獨立通信站點的通信覆蓋和業(yè)務(wù)接入，組建接入層2.5G傳輸環(huán)網(wǎng)。根據(jù)國網(wǎng)信通部關(guān)于進一步推進地市骨干傳輸網(wǎng)優(yōu)化工作的通知中對設(shè)備優(yōu)化的要求，分為“B/C類供電區(qū)域的站點”及“A/A+類供電區(qū)域的站點”兩種不同改造方案。

(1)B/C類供電區(qū)域的站點，共計16個，這類站點將光傳輸設(shè)備更換為新品牌的2.5G光傳輸設(shè)備，同時利用現(xiàn)有光纜網(wǎng)架，優(yōu)先采用兩點環(huán)形就近接入核心層，其次考慮單點環(huán)形接入，盡量不采用鏈型或樹形接入。

(2) A/A+類供電區(qū)域的站點,共計11個，這類站點采用雙配置、雙平面架構(gòu)的改造方案。首先，新上新品牌的2.5G光傳輸設(shè)備進行相關(guān)業(yè)務(wù)割接。再通過設(shè)備搬遷等方法更換已達到使用年限的老舊ECI光傳輸設(shè)備，同時調(diào)整現(xiàn)狀ECI傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)簡潔明了。最終實現(xiàn)雙配置、雙平面架構(gòu)。

(3)進行業(yè)務(wù)優(yōu)化接入工作。搭建好新品牌光傳輸網(wǎng)絡(luò)后，進行業(yè)務(wù)路由優(yōu)化。業(yè)務(wù)的優(yōu)化接入按業(yè)務(wù)的主用通道走新品牌光傳輸網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)的備用通道走原有光傳輸網(wǎng)絡(luò)的原則進行。最后進行測試確保業(yè)務(wù)在光傳輸網(wǎng)核心層雙平面之間能夠正常運行。

雙平面目標(biāo)網(wǎng)架

最終天津濱海電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)南部環(huán)雙平面目標(biāo)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。在新品牌光傳輸網(wǎng)絡(luò)中將濱海局、吉林路、大沽站等7個核心層站點構(gòu)建10Gbit/s核心層光傳輸環(huán)，與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的2.5Gbit/s光路相比傳輸容量提升了4倍。同時將接入層設(shè)備的接入光路速率由現(xiàn)有的155Mbit/s或622Mbit/s提升至2.5GGit/s，通過提升光路傳輸速率極大的提高了業(yè)務(wù)承載能力，為后期通信新業(yè)務(wù)的接入預(yù)留了極大的空間。

同時對于網(wǎng)絡(luò)運行可靠性要求較高的核心站點和A+/A類變電站點實行雙配置、雙平面架構(gòu)，將原有的ECI傳輸網(wǎng)絡(luò)中的接入層設(shè)備接入速率整體升至622Mbit/s，在核心站點用622Mbit/s光路將新品牌設(shè)備和ECI品牌進行互聯(lián)，豐富了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，解決了單設(shè)備故障對通信業(yè)務(wù)的影響，提高網(wǎng)絡(luò)運行可靠性,降低了運行風(fēng)險。

圖4 天津濱海電力光傳輸網(wǎng)絡(luò)南部環(huán)雙平面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)圖

網(wǎng)管優(yōu)化方案

在濱海地調(diào)機房、地調(diào)備調(diào)機房各配置一套網(wǎng)管系統(tǒng)，以實現(xiàn)對新的光通信系統(tǒng)各網(wǎng)絡(luò)單元的監(jiān)測和管理功能。同時對ECI傳輸網(wǎng)管進行升級以便更好地管理設(shè)備和板卡。SDH管理系統(tǒng)的管理功能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、嵌入控制通路(ECC)功能以及協(xié)議等均應(yīng)符合ITU-T建議G.784、Q.811和Q.812。管理信息模型應(yīng)符合ITU-T建議G.774系列。新設(shè)網(wǎng)管軟件要求達到目前最新版本，并滿足TMS接入要求。網(wǎng)管軟件及北向接口應(yīng)免費開放。

三、結(jié)語

通過上述改造方案，天津濱海公司南部區(qū)域的傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬大幅增加，提高傳輸網(wǎng)的可擴展性。也為天津濱海公司北部區(qū)域光傳輸網(wǎng)優(yōu)化改造工作積累了相關(guān)經(jīng)驗，同時為其他網(wǎng)省公司在光傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面的研究工作提供了指導(dǎo)，起到拋磚迎玉的作用。

并且，隨著以華為、烽火等為代表的國內(nèi)通信設(shè)備廠商的崛起，國產(chǎn)設(shè)備在政府，國有企業(yè)的占比逐年升高。結(jié)合安全性，穩(wěn)定性與經(jīng)濟性的考量國產(chǎn)設(shè)備均優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。在天津濱海公司南部區(qū)域引入國產(chǎn)設(shè)備，在信息化安全問題日益嚴(yán)峻的今天更符合公司和國家的相關(guān)策略。

[1] 國家電網(wǎng)公司.電力通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則：Q/GDW 11358-2014 [S].2014.

[2] 金學(xué)東, 齊一飛, 劉振棟. 市級電力通信網(wǎng)演進建設(shè)方案研究[J]. 電力信息與通信技術(shù), 2015, 13(5): 26～30.

[3] 劉源. 電力通信網(wǎng)SDH網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究[J]. 電力系統(tǒng)通信, 2008, 29(185): 33～35.

[4] 徐珊，楊會峰，龔喜東，等. 河北電力光傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案研究[J].電力系統(tǒng)通信.2016,8(23):122～126.

[5] 楊鈞. 廈門地區(qū)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討[J]. 電力系統(tǒng)通信, 2008, 29(187): 27～31.

[6] 鐘林坡. 電力通信光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)評估與優(yōu)化方法研究[J]. 電力系統(tǒng)通信, 2009, 30(205): 30～33.

2095-4654(2017)06-0151-04

2017-10-03

TP393.08

A

彭茜珍