0 引言

在现代通信技术特别是光纤数字通信技术的快速发展及电力信息化需求的双轮驱动下，我国电力通信网普遍建设了光纤传输网络，构建了SDH+TDM光纤传输平台，并提供基于TDM技术的承载业务，如语音通信、低速远动数据、继电保护命令、标清视频监控等实时和非实时业务，其特点是点对点、固定带宽、业务颗粒小、带宽利用率低、容量小、带宽小。目前正在大规模建设的智能电网对电网业务提出了新的要求，作为承载电网业务和重要技术支撑作用的基础网络——电力通信网，其承载业务除生产调度业务的语音、低速数据等传统业务外，数据类业务成为电力通信网带宽的主要消耗业务，特别是IP数据类业务应用呈爆发式增长，其带宽需求越来越大，已经成为电力通信网的信息传输主流。因此，建设基于现有光纤资源、并独立于SDH+TDM传输网络的基于以太网技术的新型电力通信传输系统，符合电力通信系统及电力信息化的发展方向和趋势。

在符合通信技术发展趋势的基础上，构建基于以太网技术的电力通信传输平台可满足智能电网业务传输IP化、宽带化和多业务化的要求^{[1, 2]}。

随着智能电网的发展，越来越多无人值守变电站、智能变电站管理模式全面推广，通过电力通信网对所属变电站实现远程监控。电力通信网的业务不仅包括传统的数据及语音业务，对各种多媒体宽带业务需求也逐渐增加，如高清会议电视、无人值守变电站高清视频监控（遥视）、通信网络管理业务、VOD等，这些IP业务对通信网的带宽要求将越来越大。

电力通信网同时承载着电网的生产调度业务、通信服务类业务和信息化业务，随着业务种类和流量的快速增加，基于SDH+TDM技术的通信平台（具有点对点、窄带和固定带宽等特征）越来越不能满足智能电网业务传输的要求，特别是在大流量的IP数据传输方面表现出明显缺陷。新型电力通信网应符合通信技术的发展和智能电网业务的需要，可以充分利用已有的网络资源，将语音、数据、多媒体流等多种信息由同一平台统一承载，从而更加灵活有效地实现电话、数据、多媒体及其相关业务的融合，并具有极高的业务多样性、灵活性和经济性。

电力通信网是多种通信技术共存的专用通信网络，其传输介质有光纤、微波、电力线等多种类型，形成了基于TDM技术的SDH网、微波网、电力线载波网等多种类型的传输网络，承载有语音、远动数据、保护命令、IP数据、视频、MIS信息、营销数据等综合业务。各种不同类型网络因其采用的技术、传输带宽等诸多差异导致其相互间的互联互通存在较大的障碍，需采用中间转换环节（如使用不同类型的协议转换器）才能实现信息在不同类型网络间的传输。这不仅造成了资源的浪费、网络管理的不便，增加不必要的投资，而且整个电力通信网系统级可靠性存在潜在的风险。

面向坚强智能电网的电力传输网络一方面需要继承传统SDH/MSTP传输网络的电信级传输能力和可靠性，另一方面要满足电力业务日益IP化、宽带化的发展需求。其网络构架应采用不同于SDH+TDM技术的点对点方式，即采用分层、开放的体系结构，构建整个网络的各个网络实体在地理位置上能自由分离、独立发展和彼此对等。分层、开放的体系结构将大幅提高整个系统的可靠性^{[3, 4]}。

在SDH+TDM网络中，不同制造商提供的系统、设备和网管基本不具备兼容性，同一通信网络中的设备必须由同一制造商提供，不论是新建、维护、升级、重构还是扩容，用户均没有任何选择空间，导致建设、维护、升级和扩容费用极高。面向坚强智能电网的电力通信传输网络应彻底打破传统通信网络封闭的格局，采用分层、开放的体系结构，各网络实体之间采用标准接口和开放协议，从而使电力通信系统具有极好的兼容性和灵活性，用户可以选择性价比最高的厂商设备来构建通信网络^{[5, 6, 7]}。

基于光纤以太网的电力通信传输平台采用骨干网络、接入网络分层结构，网络架构如图 1所示。

图 1

图 1 基于光纤以太网技术的电力通信传输平台网络架构

2.2 建设原则

（1） 基于光纤以太网的电力通信传输平台的建设应根据电网现状、未来发展规划、电网的业务发展需求进行详细规划，并因地制宜、分区域、分阶段实施。

（2） 设备的选用应遵循“可靠、安全、经济、可扩展”的原则。

（3） IP地址应全局规划、统一分配，充分考虑其网络规模发展的需要。

（4） 设备支持RSTP等国家标准协议，方便实现链路冗余和不同制造厂商的设备组网。

（5） 设备支持光旁路技术、即插即用功能，故障时不影响光通路的正常通信。

（6） 设备须通过静电放电抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、浪涌抗扰度等电磁干扰试验和电击、雷击等测试。

（7） 设备必须满足宽范围的工作温度（-40～85 ℃），存储温度满足宽温条件等。

（8） 设备应能通过专门的强振动、大冲击承受度测试，满足特定的防尘、防潮等要求，具备良好的散热条件等。

用方案分析结合乌拉特后旗电力有限责任公司传输高清视频监控及高清视频会议的需求，同时考虑到传输调度软交换系统、办公系统、数字化变电站等IP数据业务需要，乌拉特后旗电力有限责任公司采用三层工业以太网交换机为主、二层工业以太网交换机为辅的IP数据传输交换节点，实现全光纤接入IP网络，以满足公司的发展需要。乌拉特后旗电力有限责任公司采用三层工业以太网交换机组建具有冗余功能的千兆光纤环网，具体设备配置如下：后山集控站1 台、调度主站2台、110 kV三贵口变电站1台、35 kV明路变电站1台。乌拉特后旗电力有限责任公司基于光纤以太网的电力通信传输平台网络拓扑结构图如图 2所示。

图 2

图 2 乌拉特后旗电力有限责任公司电力通信传输平台的网络拓扑结构

3.1 西区

将35 kV明路变电站（配置三层工业以太网交换机1台）作为汇接点，接入点有35 kV西补隆变电站、35 kV青山变电站、35 kV乌兰哈哨变电站和35kV呼和温都尔变电站，上述4个变电站各配置二层工业以太网交换机1台，采用百兆光口接入。

将110 kV三贵口变电站（配置三层工业以太网交换机1台）作为汇接点，接入点有35 kV乌盖变电站、35 kV东富山变电站，上述2个变电站各配置二层工业以太网交换机1台，采用百兆光口接入。

将后山集控站（配置三层工业以太网交换机1台）作为汇接点，接入点有35 kV海力素变电站、35kV铜矿变电站、35 kV西矿变电站、35 kV双利变电站、35 kV毕其尔变电站、35 kV赛乌素变电站，上述5个变电站均配置二层工业以太网交换机各1台，采用百兆光口接入。

调度主站配置三层工业以太网交换机2台，其中1台作为大楼IP数据业务汇接，另1台作为各区IP数据业务汇接，采用百兆光口接入35 kV矿用变电站（配置二层工业以太网交换机1台）。局端配置1台全电口二层交换机汇聚主要部门领导IP业务。

基于光纤以太网技术的电力通信传输平台可有效地承载电力运行业务、事务业务的传输，完全能够满足信息宽带化、多业务化发展的要求，是一种前景非常广阔而又符合信息化发展趋势的综合业务接入平台，将成为未来电力通信的主要模式。