浅析PCM设备在电力通信网络中的应用和发展

周晓东

摘 要：电力通信网络系统的不断扩大促使PCM终端快速增加，基于PCM设备组网功能的电力通常网络优化和线路保护，成为当前最前沿的课题之一，该功能的应用可确保电力通信网络安全可靠，同时也简化了管理环节。文章将对PCM设备在实际应用中的故障问题进行分析，并着重分析实际应用的重要性，由此展开对前景的展望。

关键词：电力通信 PCM设备 实时性 安全性

中图分类号：TN915.853 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（a）-0025-02

电力通信网是电力系统不可或缺的组成部分，是电网生产自动化、管理现代化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段[1]。PCM设备作为综合业务接入设备在电力通信网中得到了大量的应用，但近年来随着电网和通信新技术的发展，其应用和发展面临着新的挑战。

1 电力通信网

1.1 电力通信网概况

经过近几十年的发展，电力通信已建成相当规模的包括传输网、业务网、支撑网和终端通信接入网在内的通信网络。传输网以光纤通信为主；业务网包含电力数据通信网、语音交换网、PCM接入设备等；支撑网包含时钟同步网、通信综合网管等；终端通信接入网包含以光纤通信、无线公网等多种通信接入方式的10 kV和0.4 kV终端通信接入网。

传输网中SDH/MSTP是主要的技术体制，而PCM设备一般接在SDH/MSTP光传输设备之后，实现语音、数据等综合业务接入。

1.2 电力通信网特点

电力通信网首先要满足电力生产的要求，电能的生产、供应、使用几乎是瞬间同时完成，且不易存储，这些特点对电力通信的实时性、安全性、可靠性提出了很高的要求。其次电力通信网的结构由电网的结构决定，网络结构复杂，范围点多面广。另外为保障电力二次系统安全，国家经贸委和能源局要求做到安全分区、网络专用、设备一致、横向隔离、纵向认证，电力通信网承载的生产控制大区业务与管理信息大区业务必须在物理上实现隔离，因此传统TDM技术在电力通信网中得到大量应用。

2 PCM设备及其应用

2.1 PCM设备功能

PCM是数字通信的基本编码方式之一，属于TDM通信体制。在中国PCM采用的是欧洲的E1标准，可同时复用传送按照固定位置分配时隙的30个64 kbps话路和2个64 kbps的同步和信令信息。目前PCM设备可以实现点对点、点对多点、多点对多点组网[2]，可以提供二线电话、二/四线音频/E&M、G.703同向64K、RS232/485/422、V.35和以太网等接口，为多种业务提供接入服务。

2.2 PCM设备在电力通信网中的应用

由于PCM设备的TDM（专有和实时）属性，十分适合承载对实时性、安全性要求极高的调度电话、远动控制、继电保护等电力生产业务，另外还能承载行政电话、OA办公信息网络、动力环境监控、无人站视频等各类业务。

当前电力通信网中PCM设备一般通过SDH/MSTP提供的E1通道进行组网传输，由SDH/MSTP的自愈保护功能来实现PCM承载业务的保护；同时现有一些PCM设备在群路侧能提供E1接口的双路由或多路由传输，可利用电力通信网中的其他E1通道实现传输路由保护，进一步提高业务承载安全可靠性。

2.3 PCM设备的管理

PCM设备的监控管理由PCM网管实现，PCM网管目前没有统一标准，一般采用私有协议，一般有以下两种情况：一是利用TS0的开销比特做管理通道；二是利用1路空闲时隙做远程管理通道。以上两种各有优缺点：第一种方式优点是不占用信道资源，缺点是端-端传输中间不能经过E1成帧接口；第二种方式优缺点正好与第一种方式相反，因此不同厂家的PCM设备互联时，基本不可能相互管理。另外，PCM设备的信令码的使用也没有统一的标准，不同厂家之间PCM对接进行业务互联互通时需要相互配合进行信令转换。因此，PCM设备在应用时应保持同一PCM网络中使用同一厂家的设备，以保证业务的顺利开通和设备的监视管理。另外，由于PCM分布在各电力通信业务接入节点，点多面广，为了便于设备管理（包括网络管理、备品备件管理等），在一个区域内（比如地市局）的设备应相对统一。

3 新形势下PCM应用分析

近年来电力系统的生产、管理的信息化程度不断提升，电力系统业务类型不断增多，对通信带宽提出了更高的要求，PCM设备接入的业务因带宽不足受到限制。同时当前以IP技术为代表的信息通信网络技术迅猛发展，其业务类型已由数据业务发展到数据、语音和视频综合业务，同样电力通信也开展了基于IP技术的数据通信网建设，对PCM设备基本的音频接入业务也带来了冲击。

虽然PCM设备的应用受到电力系统新业务和新技术发展影响，很多原有PCM设备承载的业务慢慢退出，但由于PCM设备基于TDM技术的特点以及电力生产业务实时性、安全性的要求，在目前电力二次安全防护要求和IP技术还无法很好解决业务安全可靠性问题的条件下，PCM设备用来承载调度电话、自动化远动等电力生产业务仍具有一定的优势。在实时性方面，由于TDM通信是专有信道，可以保证业务的实时性；IP分组网络中所有业务均共享信道，一般用优先级或虚拟专用通道保障业务实时性，无法完全避免网络拥塞。在安全性方面，IP网络因为其自身的技术特点，网络中的重要业务主要依靠VLAN、防火墙等技术来保障安全性，且信道共享，除非再用一个IP专网来承载调度电话等业务，否则无法满足电力二次系统安全防护要求。

4 结语

纵观通信行业发展，新老技术更替是必然规律，但新老技术也可以长期并存。对于PCM设备，在当前电力通信网光纤化、宽带化的形势下，其在今后一段时期内仍将发挥重要作用，可与传输设备有机组合，有针对性地进行差异化部署，使得电力通信网为电力系统生产、管理和经營提供更加优质的服务。

参考文献

[1] 陈海军.试论电力通信在我国智能电网中的应用[J].中国新技术新产品，2016（20）：28-29.

[2] 吕琦.智能电网中电力通信的作用探析[J].中国新技术新产品，2016（20）：31.