凌津滩电厂通信传输系统改造方案分析

刘 勇

（湖南五凌电力工程有限公司，湖南 长沙410004）

0 前言

随着通信技术日新月异的发展，我国电力通信方式不断更新换代，从最初的电力载波通信、微波通信发展到光纤通信。电力载波通信由模拟载波通信发展到数字载波通信；微波通信由PDH制式发展到了SDH制式；光纤通信也存在模拟光纤通信和数字光纤通信两种方式（按传输信号形式分类）。通信传输系统的技术发展实现了由模拟向数字，由小容量向大容量的飞跃。因光纤通信系统有传输频带宽，传输容量大，稳定性、可靠性高的特点，已成为最主要的通信传输方式。五凌公司12个水电厂中大部分电厂的通信传输系统都采用了光纤通信系统，有的接入湖南省电力系统光环网（如五强溪电厂，接入光环网可提高传输可靠性，实现无损传输），有的最初是环网的支线，后经过改造，也已接入光环网（如马迹塘电厂）。目前只有凌津滩电厂仍以PDH制式的微波通信系统作为唯一的通信传输手段，这种微波通信系统易受干扰，可靠性、稳定性不高，而且已运行了18年，备品备件都已无法供应，给电厂的生产调度、行政通信造成很大影响。因此，有必要对凌津滩电厂的通信传输系统进行改造，以保障电厂数据信号、语音信号安全、稳定、可靠地传输（改造后的通信传输系统容量会有很大增加，可以满足将来多类业务信号传输的需要）。从安全性、可靠性、大容量传输的角度考虑，凌津滩电厂通信传输系统应具备SDH制式微波通信和光纤通信双路由方式。

1 微波通信方式（SDH制式）

凌津滩电厂现有的通信传输系统用的是PDH制式的日本NEC770系列的数字微波通信设备。以往的通信传输系统多采用准同步数字序列（PDH）设备。20世纪90年代湖南省电力系统通信主干网就是由PDH微波设备组成的（凌津滩电厂是湖南省电力通信网中的一个端局，各端局也都采用PDH数字微波设备），取代了早期的电力载波通信主干网，通信容量、数据业务、语音业务、视频业务的传输质量得到了质的飞跃。在当时技术条件下，准同步数字传输系统有着很大的技术优势。根据ITU-T（国际电信联盟远程通信标准化组织）标准，PDH是以脉冲编码调制（PCM）技术为基础的。而PCM又有两种标准，日本、北美采用PCM24路标准；中国、欧洲采用PCM30/32路标准。后者以30/32路为一个基群，传输速率为2.048 Mb/s。由4个基群复接成一个二次群，传输速率为8.448 Mb/s。4个二次群复接为一个三次群，传输速率为34.368 Mb/s。凌津滩电厂运行的正是三次群数字微波系统，最多可有16个2M电接口。因当时复用的各类数据、语音业务相对较少，16个2M已经足够使用。随着电厂各类新设备、新技术的运用，通过通信传输系统传输的业务信息种类越来越多，占用的容量也越来越大，数字微波系统由PDH制式向SDH制式发展成为必然。

美国贝尔通信研究所于1985年提出了SONET（同步光纤网）概念，它是高速、大容量传输技术与管控高度灵活的体制。ITU-T在1988年接受了SONET，并更名为SDH（同步数字体系）。SDH技术优势在于有路由选择能力，有同步复用、标准的光接口及强大的网管能力，同时满足大容量传输要求。SDH的技术核心是它的帧结构及相关的信息格式。SDH的帧结构是以字节为单位的矩形块状结构，SDH的基本信号模块是STM-1，它的帧结构为一个270列×9行字节的块状帧，每字节为8 b，因此 SDH 最基本单元（STM-1）每帧为 270×9×8（b）=19 440 b，SDH规定帧频为8 000帧/s，所以STM-1的速率为19 440 b/帧×8 000帧/s =155 520 000 b/s，即155.520 Mb/s，由此可见，一个SDH基本单元最多可有64个2M，而对于PDH制式，即便是三次群也仅为16个。凌津滩电厂作为湖南省电力通信网的端局，如采用155 M的SDH制式数字微波系统，即使从长期来看，也完全可以满足今后所需的电接口。按照湖南省电力通信网的规划，凌津滩电厂采用的数字微波设备为NEC5000系列，是一种基于SDH技术的数字微波系统，性能优良，运行稳定可靠。

其主要系统特性：

（1）频段：4～11 GHz；

（2）配置：

1）N+0，N+1；

2）热备份/异频双路/空间分集/频率分集；

3）空间分集技术：中频合成；

4）容量：10 个系统 /机架。

（3）功能特性

1）微波特性：

①Native TDM与Native Ethernet；

②支持最高512 QAM的调制解调方式与高级QoS。

2）TDM 特性：

①信道化STM-1和STM-1 RST业务保护；

②分插复用功能；

③环网保护（SNCP）。

根据规划，在凌津滩电厂通信机房、佘家坪中继站各安装一台NEC5000 SDH数字微波系统，并经岗市变电站接入省电力通信系统，SDH数字微波系统接入省电力通信网框图见图1。

图1 凌津滩电厂通信系统SDH制式微波路由

通过建设SDH微波系统，凌津滩电厂通信传输系统可以实现技术大跨越。

2 光纤通信方式

凌津滩电厂至漳江变电站的电力线路长约32 km，架设OPGW（光纤复合架空地线）是解决凌津滩电厂通信传输问题的最佳方案。但因设计规划原因，约70%的电力线杆塔为水泥杆塔，水泥杆塔的承重力有限，无法直接架设OPGW，需要更换为钢结构电力线杆塔，成本很高，建设周期长，此方案现暂被搁置。随着电力系统通信网的发展，地区级的通信网也进行了大规模的更新改造，35 kV变电站的通信传输设备已基本更换为SDH光纤通信系统。这就为凌津滩电厂通信传输系统建设提供了另一种解决方案。可架设ADSS光缆（全介质自承式光缆）至邻近变电站，经变电站至地区级和省电力通信系统，其光纤通信路由见图2。

图2 凌津滩电厂通信系统改造后路由

凌津滩变电站已接入电力系统通信网，只需架设凌津滩电厂至凌津滩变电站的ADSS光缆，安装一套光纤通信设备就可以将凌津滩电厂接入湖南电力通信网。

凌津滩变电站运行的通信传输设备为华为公司SDH光纤通信设备，凌津滩电厂光纤通信系统可采用与对端站相同型号的设备。华为SDH光端机基本属性（湖南电力系统地区级光纤通信网普遍采用的设备）：

（1）主要特性：交叉容量128×128 VC4，未拆分10个用户槽位，分拆后13个用户槽位；

（2）管理方式：OPTIX IMANAGER T2000；

（3）子架大小：221（H）×444（W）×262（D）mm（5U）；

（4）电源要求：直流；系统最大容量STM-16；接入能力15 Gb/s;

（5）满配功耗280 W；

（6）设备级别保护：

1）电源单元：1+1 备份（-48 V）

2）交叉单元：1+1 备份

3）时钟单元：1+1 备份

4）主控单元：1+1 备份

5）E1/E3/T3/STM-1e/FE TPS；

（7）网络级别保护：SNCP、MSP、pp、FSVP（光纤虚拟路径保护）。

通过架设ADSS光缆，配置光纤通信设备，凌津滩电厂就可以较少的投资接入湖南电力光纤通信网，虽然只能作为光纤通信网的一条支路（没有自愈功能），但已经能从根本上解决电厂通信传输面临的安全隐患，同时也为将来建设OPGW光缆争取了规划、论证、建设时间。（凌津滩电厂光纤通信组网图见图 3）。

图3 凌津滩水电站光纤通信组网图

3 结束语

随着通信技术的不断发展，通信传输方式和手段也不断的更新换代，为相关行业，特别是电力系统通信传输方式的选择带来了很大的便利。凌津滩电厂虽然由于历史原因没有跟上通信技术发展的步伐，但湖南电力通信网的扩展和技术手段的进步，为电厂通信传输方式的变化带来了机遇，如果没有凌津滩变电站通信传输系统的更新，凌津滩电厂要实现光通信传输是不能想象的。我们也能由此看到，建设OPGW光缆，是解决凌津滩电厂通信传输系统落后的最终解决方案。

参考文献：

[1] 刘连青. 数字通信技术[M].北京：机械工业出版社, 2003.

[2] 陈才和. 光纤通信[M]. 北京：电子工业出版社, 2004.