電力通信發(fā)展的回顧與展望

1、電力通信發(fā)展的回顧與展望山東省沂南縣供電公司滕曉輝摘 要：闡述了電力通信的概念，回顧了電力通信的發(fā)展簡(jiǎn)史，提供了電力通信裝備的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)字，分析了 20世紀(jì)末電力通信發(fā)展的主要特征和驅(qū)動(dòng)因素，研究探討了新世紀(jì)初電力通信的兩個(gè)主要任務(wù)（發(fā)展專用通信和開拓外部市場(chǎng)）以及電力專用通信的技術(shù)發(fā)展問題。1電力通信的概念、內(nèi)涵及發(fā)展沿革概念探討電力通信的內(nèi)涵問題，必然涉及電力通信的一些基本概念，如電力系統(tǒng)通信、電力專用通信、系統(tǒng)通 信、廠站通信等。電力系統(tǒng)通信的一般定義是：利用有線電、無線電、光或其他電磁系統(tǒng)，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行、經(jīng)營(yíng)和管理等 活動(dòng)中需要的各種符號(hào)、信號(hào)、文字、圖像、聲音或任何性質(zhì)的信息進(jìn)行傳

2、輸與交換，滿足電力系統(tǒng)要求 的專用通信。按照上述定義，電力系統(tǒng)通信即為“電力專用通信”。電力專用通信按通信區(qū)域范圍不同，分為“系統(tǒng)通信"和"廠站通信"兩大類。系統(tǒng)通信也稱站間通信（inter stationcommuni cat i o n）,主要提供發(fā)電廠、變電所、調(diào)度所、公司本部等單位相互之間的通信連接，滿足生產(chǎn)和管理等方面的通信要求。廠站通信又稱站內(nèi)通信 （intra stationcommunicat ion）,其范圍為發(fā)電廠或變電站內(nèi)，與系統(tǒng)通信之間有互連接口，主要任務(wù)是滿足廠（站）內(nèi)部生產(chǎn)活動(dòng)的各種通信需要，對(duì)抗干擾能力、通信覆蓋能力、通信系統(tǒng)可靠性等

3、也有一些特殊的要求。狹義的電力系統(tǒng)通信僅指系統(tǒng)通信，不包括廠站通信。廣義的電力系統(tǒng)通信則包括系統(tǒng)通信和廠站通信。為避免混淆，通常把廣義的電力系統(tǒng)通信稱為“電力通信”，其含義不僅包括系統(tǒng)通信和廠站通信這兩類 專用通信，也泛指利用電力系統(tǒng)的通信資源提供的各種通信。如果不涉及社會(huì)公眾電信市場(chǎng)，電力通信與 電力系統(tǒng)通信、電力專用通信同義。發(fā)展沿革 在我國(guó)，電力系統(tǒng)通信已有近 60年的歷史。早期的電力系統(tǒng)規(guī)模不大，采用電力線載波、架空明線或電纜 等通信方式，即可滿足調(diào)度指揮和事故處理的需要。隨著電力負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)，小的分散的電力系統(tǒng)逐步連接成較大的電力系統(tǒng)，單靠電話指揮運(yùn)行已不能滿足安全供電的要求。20

4、世紀(jì)60年代，電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)有了新的發(fā)展并開始大規(guī)模應(yīng)用，對(duì)通信的通道容量、傳輸質(zhì)量和可靠性提出了更高的要求，因此開 始采用微波、特高頻、同軸電纜多路載波等多種通信方式，連同原有的電力線載波和其他有線通信，組成了適應(yīng)電力系統(tǒng)范圍和要求的專用通信網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和通道容量均有了很大發(fā)展。20世紀(jì)80年代，我國(guó)電力系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，調(diào)度管理更加復(fù)雜，迫切要求實(shí)現(xiàn)以電子計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的調(diào)度自動(dòng)化，對(duì)通信提出了 新的要求。與此同時(shí)，通信技術(shù)的發(fā)展也開始突飛猛進(jìn)，數(shù)字微波、衛(wèi)星通信、光纖通信、程控交換等現(xiàn)代通信技術(shù)相繼引入并得到廣泛采用。1980年北京至武漢數(shù)字微波電路建成投運(yùn)，1982年衛(wèi)星通信開始在我國(guó)電力

5、系統(tǒng)應(yīng)用，1985年我國(guó)電力系統(tǒng)第一臺(tái)數(shù)字程控交換機(jī)投運(yùn)，當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)都處于領(lǐng)先地位。到 1 993年，我國(guó)電力通信網(wǎng)已形成了連接北京至各省、自治區(qū)和直轄市的覆蓋范圍和較強(qiáng)的通信能力。20世紀(jì)90年代中后期，架空地線復(fù)合光纜（OPGW）、全介質(zhì)自承式光纜（ADS S）等電力通信特種光纜技術(shù)趨于成熟并得到廣泛應(yīng)用，電話交換、分組交換、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）、異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）、 會(huì)議電話、會(huì)議電視等通信業(yè)務(wù)網(wǎng)也有了很大的發(fā)展。從世界范圍看，各國(guó)電力系統(tǒng)通信的發(fā)展過程基本相似，傳輸技術(shù)的發(fā)展大致都經(jīng)歷了電力線載波、微波、光纖等幾個(gè)階段。電力線載波通信的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)20年代初期，從20世紀(jì)

6、50年代開始逐步采用微波中繼通信，到20世紀(jì)80年代電力系統(tǒng)特有的架空地線復(fù)合光纜等光纖通信技術(shù)開始出現(xiàn)，20世紀(jì)末已在世界上許多國(guó)家的電力系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。通信方式也從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專線發(fā)展到了交換式網(wǎng)絡(luò)。最近10年中的變化 在20世紀(jì)的最后10年中，世界上許多國(guó)家的電力公司都目睹了電力通信的飛速發(fā)展和巨大變化，電力通信得到史無前例的大發(fā)展， 成為這10年中的一個(gè)普遍現(xiàn)象。 這一普遍現(xiàn)象呈現(xiàn)兩大特征：一是電力專用通信裝備水平和服務(wù)質(zhì)量大幅度提高，為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了更加可靠的保障；二是充分 利用電力系統(tǒng)資源優(yōu)勢(shì)和電力通信富余能力，參與社會(huì)電信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，已經(jīng)成為國(guó)際上電力公司的普遍趨

7、 勢(shì)。中國(guó)電力通信作為世界電力通信大家庭中的一員，同樣經(jīng)歷了前所未有的迅速發(fā)展和巨大變化，尤其是在裝備水平和服務(wù)質(zhì)量方面。截止到1999年年底，電力通信網(wǎng)內(nèi)數(shù)字微波電路總長(zhǎng)度約為73 000 km,微波站總數(shù)3 200多個(gè)；220 k V及以上電力線載波機(jī)總數(shù)8 300余臺(tái)，話路公里數(shù)約為 340 000 km; 110 k V及以下電力線載波機(jī)總數(shù)10 000多臺(tái)，話路公里數(shù)約為 224 000 km;光纜總長(zhǎng)16 000多km,其中ADS S約 4 100 km, O P GW約 2 000 k m ,纏繞光纜約 600 k m ;交換機(jī)總?cè)萘考s 200萬門； 衛(wèi)星地球站42座；在10多個(gè)

8、城市建成了 800 MHz集群移動(dòng)通信系統(tǒng)，此外還有一些 150 MHz和450MHz頻段的常規(guī)無線通信系統(tǒng)及電纜載波、明線載波、音頻電纜、普通光纜等。除上述已建成通信設(shè)施外，1999年年底以來，電力通信網(wǎng)內(nèi)已開工建設(shè)了數(shù)字微波電路約10 000 km，光纜線路約20 000 km（其中O P GW和AD S S各占約50%）。電力通信發(fā)展規(guī)劃也正在制訂中。從總體上看，我國(guó)電力通信的發(fā)展，正在朝著既能體現(xiàn)出中國(guó)特色又不隔絕于世界潮流的方向前進(jìn)。2新時(shí)期電力通信的主要任務(wù)20世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)告訴我們：技術(shù)進(jìn)步、體制改革和市場(chǎng)需求是決定電力通信發(fā)展的3個(gè)根本因素。在新世紀(jì)初，通信技術(shù)仍在不斷進(jìn)步，電力和

9、電信體制改革仍在逐步深化，市場(chǎng)需求仍在繼續(xù)增長(zhǎng)，因此，電力通 信的發(fā)展是歷史的必然，關(guān)鍵在于我們?nèi)绾稳グ盐遮厔?shì)，抓住機(jī)遇，克服困難，迎接挑戰(zhàn)。從發(fā)展的眼光來看，20世紀(jì)最后10年中電力通信發(fā)展變化的兩大特征，實(shí)際上也反映了新時(shí)期電力通信 的兩個(gè)主要任務(wù)：一方面要繼續(xù)完善和提高電力專用通信，為電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供更加可 靠的保障；另一方面要更加充分地利用電力設(shè)施資源優(yōu)勢(shì)和電力通信富余能力，形成和擴(kuò)大新的價(jià)值增長(zhǎng) 點(diǎn)，以保持電力通信發(fā)展后勁和提高電力主業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。發(fā)展專用通信20世紀(jì)后期的歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們：隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、電力市場(chǎng)的逐步建立以及用戶對(duì)供電質(zhì)量要 求的提高，電力系

10、統(tǒng)對(duì)信息通信的要求越來越高，依賴性越來越強(qiáng)。盡管由于電信業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電力 通信內(nèi)部市場(chǎng)中的部分業(yè)務(wù)將面臨外部競(jìng)爭(zhēng)，但是，電力專用通信的核心業(yè)務(wù)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將只能 由電力通信機(jī)構(gòu)來提供，公眾電信和專用通信兩者差別的完全消失還遠(yuǎn)非事實(shí)。因此，在21世紀(jì)初和今后一段時(shí)間內(nèi)，電力通信的內(nèi)部專用通信，只能加強(qiáng)，不能削弱。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，電力專用通信的發(fā)展面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。這種風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在 兩個(gè)方面。首先，電力專用通信的主要特點(diǎn)是對(duì)通信質(zhì)量尤其是穩(wěn)定可靠(可用性)方面的要求很高，但業(yè)務(wù)量相對(duì)較小，如果單純從業(yè)務(wù)量需求來考慮，傳輸容量為 Gb 1 t/s的系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)足以應(yīng)付，

11、而現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)則是容量超大規(guī)?；瑔卫w容量即可高達(dá)Tb 1 t/s級(jí)，兩者的差距帶來了一系列的矛盾和問 題。為了保證可靠，應(yīng)當(dāng)采用先進(jìn)技術(shù)，但是先進(jìn)的裝備多數(shù)都是大容量的，用于專用通信時(shí)富余容量沉 積很大，形成電力通信風(fēng)險(xiǎn)分析與管理中所謂“過投入" (over investment)問題。反 之，如果想不跟潮流、容量及性能夠用即可，也會(huì)遇到一系列新問題，如中小容量的通用設(shè)備供應(yīng)者寥寥， 專用產(chǎn)品因?yàn)樯a(chǎn)批量小而價(jià)格極高，產(chǎn)品很快被淘汰后技術(shù)支持和備品備件采購困難等，反過來又會(huì)影 響通信可靠性、實(shí)用性和投資效益，造成所謂“欠投入"(under investment)

12、問題和 風(fēng)險(xiǎn)。相比之下，后者的危害和風(fēng)險(xiǎn)更大，因?yàn)榍罢叩闹饕獑栴}是經(jīng)濟(jì)性差，而后者則是可用性和安全性 的問題。為了保證滿足電力系統(tǒng)特殊需要，電力公司不得不對(duì)電力專用通信進(jìn)行持續(xù)不斷的、高額的“過 投入”。第二，隨著電力工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和管理體制改革的不斷深入，電力企業(yè)重組后規(guī)模和職能發(fā)生變化，控制成本、降低電價(jià)的壓力越來越大，一些功能單一、規(guī)模較小的電力公司可能不再具有以往“垂直一體化” (Vertical ly integrated)大公司那樣對(duì)電力專用通信持續(xù)高額投入的能力，對(duì)o v er- investment心有余而力不足，但是減少對(duì)通信的投入又將面臨under inves t me n

13、t的巨大風(fēng)險(xiǎn)，影響其主業(yè)的生產(chǎn)安全和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)與生存能力，由此而陷入進(jìn)退兩難的境地。從以上分析可以得出兩點(diǎn)結(jié)論：第一，電力工業(yè)離不開電力通信，電力通信為電力工業(yè)提供優(yōu)質(zhì)可靠的專用通信，責(zé)無旁貸，應(yīng)當(dāng)作為電 力通信發(fā)展的首要目標(biāo)。第二，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，已經(jīng)并將繼續(xù)給傳統(tǒng)的電力通信生存方式帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尋找新的出路既是 電力通信發(fā)展的需要，也是電力公司主業(yè)的需要，在更廣泛的意義上講，也是國(guó)家利益的需要。開拓外部市場(chǎng)電力通信要積極開拓外部市場(chǎng)，不僅是必要的，也是可能的。必要性方面，走出去不僅僅是通信專業(yè)發(fā)展的需要，也是電力工業(yè)發(fā)展的整體需要；不僅僅是受外部市場(chǎng) 利益的拉動(dòng)，更多的是受內(nèi)部環(huán)境和矛盾

14、發(fā)展變化的推動(dòng)。電力通信要健康發(fā)展，必須尋找新的出路和支 點(diǎn)，傳統(tǒng)的閉門發(fā)展模式遲早將走入死胡同?？赡苄苑矫?，電信體制改革和市場(chǎng)逐步開放，為電力通信的發(fā)展創(chuàng)造了必要的外部條件。從內(nèi)部的主、客 觀條件看，國(guó)家電力公司高度重視電力工業(yè)信息化的發(fā)展(包括生產(chǎn)控制自動(dòng)化和企業(yè)管理現(xiàn)代化)，高 度重視電力通信在電力工業(yè)信息化進(jìn)程中的基礎(chǔ)和主導(dǎo)作用，高度重視利用電力系統(tǒng)特殊優(yōu)勢(shì)為國(guó)家現(xiàn)代 化與信息化貢獻(xiàn)力量。電力系統(tǒng)除了有部分富余容量可直接用于對(duì)外服務(wù)，還有將特殊資源潛力挖掘出來用于發(fā)展通信的優(yōu)勢(shì)。在長(zhǎng)途網(wǎng)方面，全國(guó)有 220 k V及以上的輸電線路近 15萬k m, 2005年預(yù)計(jì)達(dá)到21萬km,運(yùn)用電

15、力特 種光纜的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)技術(shù)，可將其復(fù)用為光纜路由資源。在本地網(wǎng)方面，電力系統(tǒng)擁有大量的電力 管道(溝道、隧道)、桿塔以及光纖等直接或間接的電信基礎(chǔ)元素，有較好的機(jī)房等基礎(chǔ)設(shè)施和可靠的電 源。在接入網(wǎng)方面，低壓配電線路遍布城鄉(xiāng)各個(gè)角落，利用電力線傳送高速數(shù)據(jù)的技術(shù)正在試驗(yàn)并逐步走 向成熟。總之，開拓外部市場(chǎng)，是電力通信發(fā)展中的一個(gè)重大問題，不僅關(guān)系到電力專用通信能否健康地發(fā)展和生 存，也關(guān)系到電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定能否得到效的保證。因此，為電力通信發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境和條件，促進(jìn) 電力通信健康發(fā)展，保障電網(wǎng)供電優(yōu)質(zhì)安全，同時(shí)充分利用好電力系統(tǒng)的潛在資源，不僅是電力部門義不 容辭的責(zé)任，也是國(guó)家的

16、責(zé)任。作為電力通信部門，更應(yīng)積極努力，銳意改革，在國(guó)家有關(guān)主管部門和國(guó)家電力公司的支持、指導(dǎo)和幫助 下，解決好中國(guó)電力通信作為電信經(jīng)營(yíng)企業(yè)所必須解決的資本結(jié)構(gòu)、組織體系、經(jīng)營(yíng)實(shí)力三大問題和市場(chǎng) 準(zhǔn)入問題，發(fā)揮長(zhǎng)期從事高可靠專用通信運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)和電力系統(tǒng)可用資源優(yōu)勢(shì)，塑造“電通”品牌。在企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方面，可按富余能力消化、邊際成本運(yùn)營(yíng)、全面商業(yè)運(yùn)營(yíng)等方式，視政策環(huán)境和外部條件 情況，分步前進(jìn)或一步到位。3電力專用通信的技術(shù)發(fā)展問題總體思路從計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的融合以及專用通信的特點(diǎn)可以看出，專用通信網(wǎng)的最終發(fā)展目標(biāo)將是廣義的信息系 統(tǒng)。ITU將“演進(jìn)環(huán)境中的電信體系結(jié)構(gòu)" （TAEE

17、）修改為“信息通信體系結(jié)構(gòu)” （I CA）,以 及在過去相對(duì)獨(dú)立的信息技術(shù)（IT）和通信兩個(gè)領(lǐng)域，現(xiàn)在越來越頻繁地共同使用“I CT” （信息通 信技術(shù)）等，也從某個(gè)側(cè)面反映了上述趨勢(shì)。筆者在不同場(chǎng)合多次提出，電力專用通信網(wǎng)的最終發(fā)展目標(biāo) 是國(guó)家電力信息基礎(chǔ)設(shè)施（S P I I ）,更準(zhǔn)確地說，是S P I I的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。這是實(shí)現(xiàn)電力工 業(yè)信息化（包括生產(chǎn)控制自動(dòng)化和企業(yè)管理現(xiàn)代化）的物質(zhì)基礎(chǔ)。參照國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)和信息通信業(yè)界的基 本共識(shí)，S P I I主要應(yīng)由三大部分組成：信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)和各種信息資源。信 息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)不僅僅只是傳輸，而是可以進(jìn)一步縱向分層、橫向

18、切塊、包含信息傳遞多種功能的綜合體。計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)既可以是單點(diǎn)設(shè)置的，也可以是建立在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)基礎(chǔ)上的，局域、城域或廣域范圍互連的、多點(diǎn)分布的邏輯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。信息資源既有某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)專用的，也有多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)甚至所有應(yīng)用系統(tǒng)公用 的。S P I I發(fā)展中需要解決的重大問題主要有3個(gè)：帶寬瓶頸、網(wǎng)絡(luò)安全和信息應(yīng)用。在電力工業(yè)信息化進(jìn)程中，電力通信的主要任務(wù)將是：建立信息通信網(wǎng)絡(luò)，為各專業(yè)、各部門提供公共平 臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，其中對(duì)不同性質(zhì)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可以有不同的服務(wù)質(zhì)量和優(yōu)先等級(jí)；建立與電力通信業(yè) 務(wù)管理有關(guān)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，如通信監(jiān)控與網(wǎng)管系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與通信企業(yè)管理信息系統(tǒng)、資費(fèi)管理系 統(tǒng)、客戶服

19、務(wù)系統(tǒng)等；開發(fā)和維護(hù)與電力通信相關(guān)的信息資源，如號(hào)簿資源、客戶信息資源等。電力通信在電力工業(yè)信息化中擔(dān)當(dāng)基礎(chǔ)和主導(dǎo)作用是技術(shù)和歷史發(fā)展的必然結(jié)果，這并不意味電力通信要 包攬一切，恰恰相反，信息時(shí)代的電力通信更要順應(yīng)時(shí)代潮流，滿足各方需求，尤其是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)等主要應(yīng)用系統(tǒng)的需求，擺正自己在信息通信生產(chǎn)價(jià)值鏈上的位置，追求雙贏甚至多贏,實(shí)現(xiàn)整體利益最大化。網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在平臺(tái)技術(shù)的選擇方面，主要的制約因素是遠(yuǎn)方保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)中的遙控遙調(diào)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)，另外，最近幾年中， 遠(yuǎn)動(dòng)方面的局域網(wǎng)遠(yuǎn)程延伸，安全自動(dòng)裝置的多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)分布式網(wǎng)絡(luò)，電力市場(chǎng)支持系統(tǒng)中保密和非保密、 B t o B和B t o

20、C等各種子系統(tǒng)的投入等，都對(duì)電力通信技術(shù)演進(jìn)方向產(chǎn)生了影響。由于電力通信 業(yè)務(wù)的多樣性和技術(shù)要求特點(diǎn)的差異性，有些特殊業(yè)務(wù)需要通過網(wǎng)絡(luò)底層直接承載，有些業(yè)務(wù)可以集中到 上層的I P,而另外一些業(yè)務(wù)則需要利用中間的某一層（ATM或SDH）,因此，那種認(rèn)為電力通信網(wǎng) 也應(yīng)該像公網(wǎng)一樣直接I Pover DWDM,實(shí)現(xiàn)“扁平化”的觀點(diǎn)，是不符合電力系統(tǒng)的實(shí)際的。國(guó)際上電力通信界目前占主導(dǎo)地位的趨向是在某個(gè)局部采用最適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，組成子網(wǎng)，然后通過網(wǎng)絡(luò)互連（inter networking）技術(shù)形成整體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。問題是怎樣確定這些局部區(qū)域的劃分 才能使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)既具有最大的靈活性和局部?jī)?yōu)化的性能，又能

21、保證最大的有效性和互連性能。根據(jù)電力通信發(fā)展的總趨勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)的分布，寬帶城域網(wǎng)的發(fā)展將會(huì)成為繼長(zhǎng)途光纜干線和高速廣域網(wǎng) 建設(shè)之后的一個(gè)新的熱點(diǎn)，其中，直接架構(gòu)于DWDM光通信網(wǎng)上的千兆以太網(wǎng)和萬兆以太網(wǎng)正在成為寬 帶城域網(wǎng)的主流。以太網(wǎng)技術(shù)由局域網(wǎng)向城域網(wǎng)延伸的趨勢(shì)，值得引起特別注意，電力通信企業(yè)應(yīng)當(dāng)大力 加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的培訓(xùn)和研究，以適應(yīng)形勢(shì)和事業(yè)發(fā)展的需要。傳輸技術(shù)傳輸技術(shù)方面，電力特殊光纜技術(shù)將越來越成熟，應(yīng)用將越來越普及。主要應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問題如下。1）工程設(shè)計(jì)和光纜選型問題。電力特殊光纜工程設(shè)計(jì)，概括起來是要解決好4個(gè)方面的問題：電氣、機(jī)械（包括力學(xué)）、纖芯和電子設(shè)備問題，具體

22、到每一種光纜，這些問題的特征也多少有些差別。需要特別指出的是，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于纖芯制造和成纜工藝的研究和了解，纖芯種類的選擇是成本、性能、市場(chǎng)等諸多因 素的綜合權(quán)衡，但是，選定的種類（如G. 652或G. 655）中，不同廠家的不同制造工藝（制棒、拉絲、 分色、阻水措施等）將直接或間接地影響光纜的壽命，因此，決不可簡(jiǎn)單地認(rèn)為只要符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)選哪個(gè)都一樣。當(dāng)然，科學(xué)的選擇需要科學(xué)的組織和科學(xué)的手段。止匕外，應(yīng)當(dāng)關(guān)注和研究金屬鎧裝自承式光纜（MASS）的應(yīng)用問題，MAS S的結(jié)構(gòu)與OPGW類似，但由于不需要承載短路電流，設(shè)計(jì)問題比較簡(jiǎn)單， 與ADS S相比也有不少優(yōu)點(diǎn)，如果電能損耗和安全距離等問題解決

23、得好，有可能成為一種值得推廣的新 方式。2）特殊光纜施工新技術(shù)。例如將地線更換為0 P GW的帶電施工技術(shù)，AD S S的施工防護(hù)和監(jiān)視技術(shù)等。掌握更全面的施工技術(shù)可以增強(qiáng)通信發(fā)展的靈活性，減少相互制約。3）特殊光纜維護(hù)和搶修技術(shù)。由于網(wǎng)架完善需要投資和時(shí)間，特殊光纜一般都承擔(dān)重任，一旦出現(xiàn)問題， 可能會(huì)造成通信大動(dòng)脈中斷，而且也難以停電檢修，因此其安全性問題應(yīng)當(dāng)引起高度重視。主要的預(yù)防措 施可包括：加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)和進(jìn)網(wǎng)管理；加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量管理；加強(qiáng)工程驗(yàn)收和技術(shù)檔案管理； 加強(qiáng)預(yù)防性維護(hù)（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定期巡視及對(duì)照原始檔案分析比較）；加強(qiáng)光纜糾正性維護(hù)（事故搶修的策 略、技術(shù)、材料、

24、工具等方面）的研究和落實(shí)。目前，國(guó)際上已經(jīng)有了電力特種光纜的維護(hù)和搶修技術(shù)導(dǎo) 則，加上高壓線路相對(duì)來說安全系數(shù)很高，因此，關(guān)注這一問題的現(xiàn)實(shí)意義是如何更好地滿足電力系統(tǒng)非 常嚴(yán)格的可靠性要求，對(duì)于一般工業(yè)用途和民用通信來講，是完全不成問題的。接入技術(shù)接入網(wǎng)在現(xiàn)代通信網(wǎng)中占有越來越重要的地位。在電力系統(tǒng)，過去主要集中精力于解決發(fā)電、輸電、變電 所需的通信問題，由于用戶面較窄，接入問題不突出?，F(xiàn)在，隨著城市電網(wǎng)改造和用戶要求的提高，解決 配電網(wǎng)的通信問題已經(jīng)成為電力通信建設(shè)的重點(diǎn)之一。除了采用光纜外，電力通信接入網(wǎng)方面目前世界各國(guó)電力公司和相關(guān)設(shè)備制造廠商都在積極探索研究利用 已有電力線路作為傳輸

25、媒介，實(shí)現(xiàn)高速信息通信。其中包含兩個(gè)大的分支，一個(gè)是面向配電網(wǎng)自動(dòng)化的， 國(guó)外一般稱為DLC （配電線路載波）；另一個(gè)是面向進(jìn)戶線路和戶內(nèi)線路的，在美國(guó)稱為PLT （電力 線路通信）。這兩者的差別不僅在于使用對(duì)象不同，技術(shù)特征也有所不同，如速率要求、線路條件、線路 共享方式和用戶密度等。PLT由于涉及面廣，受到很多人的關(guān)注。它是220/380V線路上的高速通信，包括作為接入網(wǎng)末段（配電變壓器至責(zé)任分界點(diǎn)）和作為用戶住地網(wǎng)（CPN,也叫家庭網(wǎng)HN）兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?；赑LT的C PN,主要可用于戶內(nèi)多臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、智能家用電器控制、電力增值服務(wù)、終端設(shè)備靈活接入等。目前，國(guó)際上有多個(gè)機(jī)構(gòu)(行業(yè)協(xié)會(huì)

26、、標(biāo)準(zhǔn)組織、專業(yè)論壇等)在開展這方面的研究和推廣工作，許多國(guó)際知名的通信及計(jì)算機(jī)設(shè)備制造企業(yè)都積極參與。據(jù)報(bào)道，國(guó)外已有多家公司實(shí)際演示或宣布推出了2 Mbit/s及以上速率的室內(nèi)電力線通信產(chǎn)品， 如加拿大Cogency公司 (25 Mb i t/s 42 0 MHz)、美國(guó) Intel Ion 公司( 14 Mbit/s MHz)、以色列 I t r a n 公司( 1 2 Mb i t/s 4 20 MH z )、美國(guó)E n i k i a公司( 10Mbit / s )、美國(guó) I n a r i 公司(2 Mb i t/s)、瑞士 A s c o m公司(2 Mbit/s)等。一些電力公

27、司也正在進(jìn)行一定規(guī)模的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在我國(guó)，低速率DLC和PLT (接入網(wǎng)末段及CPN)產(chǎn)品早已出現(xiàn)，也有一些應(yīng)用。國(guó)家 電力公司目前正在組織進(jìn)行高速產(chǎn)品的研究和開發(fā)，主要包括3個(gè)方面：一是針對(duì)我國(guó)電網(wǎng)具體情況進(jìn)行傳輸特性測(cè)試與建模；二是有關(guān)適合電力線路通信特點(diǎn)的新型調(diào)制方式、編碼方式等抗干擾措施的基礎(chǔ)研究；三是自行研制開發(fā)，或?qū)?guó)外專業(yè)廠商生產(chǎn)的器件特性進(jìn)行研究和測(cè)試，選擇性能價(jià)格比最佳者進(jìn)行 系統(tǒng)集成和國(guó)內(nèi)配套，形成實(shí)用化產(chǎn)品。4結(jié)束語本文參考資料來源主要有 4類：一是國(guó)家電力公司總經(jīng)理高嚴(yán)同志在國(guó)家電力公司2001年工作會(huì)議上的報(bào)告，二是中國(guó)電力百科全書(第一版和第二版)，三是相關(guān)網(wǎng)站及媒體

28、，四是本人過去發(fā)表的學(xué)術(shù)論文。由于水平有限，無論對(duì)領(lǐng)導(dǎo)講話和文獻(xiàn)資料的理解，還是作為個(gè)人意見發(fā)表的觀點(diǎn)，都不可避免存在局限性甚至錯(cuò)誤，歡迎批評(píng)指正。撰寫此文的目的只是參與討論，拋磚引玉，共同推進(jìn)21世紀(jì)專用通信特別是電力通信的發(fā)展。摘 要：針對(duì)目前電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域廣泛使用的遠(yuǎn)動(dòng)串口通信模式，分析了遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋匾约捌湟嫣?，研究了遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)通信模式和技術(shù)方 案，并討論了通信模式中的技術(shù)問題，如以太網(wǎng)技術(shù)、TCP/IP協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)通信中的技術(shù)問題。最后指出了網(wǎng)絡(luò)傳輸必將成為遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展方向。關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)動(dòng)通信； TCP/IP協(xié)議；IEC60870協(xié)議1引言目前我國(guó)電力自動(dòng)化系統(tǒng)中普

29、遍采用基于電路交換方式、獨(dú)立占用64kbit/s的低速通道進(jìn)行串口通信。但這種通信方式還不是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須 具備對(duì)等方式，即各個(gè)通信端都是平等的，不存在主從關(guān)系。隨著全國(guó)電網(wǎng)的連通，迫切需要遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及建立基于廣域網(wǎng)的 大電網(wǎng)系統(tǒng)，解決遠(yuǎn)動(dòng)信息一發(fā)多收和信息轉(zhuǎn)發(fā)過程中造成的延時(shí)問題，使各相關(guān)主站同時(shí)共享廠站的實(shí)時(shí)信息， 達(dá)到實(shí)時(shí)信息全電網(wǎng)共享，為電網(wǎng)安全分析系 統(tǒng)和配調(diào)系統(tǒng)提供基于同一時(shí)刻的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)高效、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸，可徹底改變主站和廠站之間的主從關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)路由器將取代傳統(tǒng)的通信前置機(jī)，使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可雙向傳輸，真正實(shí)現(xiàn)各個(gè)通信終端的網(wǎng)

30、絡(luò)平等。主站可直接同各種配電智能終端單元交換數(shù)據(jù)， 并可直接下發(fā)命令 控制終端設(shè)備，消除了傳統(tǒng)的通信前置機(jī)在通信中的 瓶頸”現(xiàn)象。另外大大節(jié)省 了投資，減少了現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)工作量，使實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸能力有很大提高。2遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信模式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵是解決 RTU和IED的網(wǎng)絡(luò)接入問題。目前我 國(guó)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中RTU采用的串口通信協(xié)議趨向?yàn)镮EC60870-5-101協(xié)議， 協(xié)議基本上遵循基于ISO參考模型的增強(qiáng)性能結(jié)構(gòu)（EPA）,僅用了 OSI參考模 型7層中的3層（即物理層、鏈路層和應(yīng)用層）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。標(biāo)準(zhǔn)IEC60870-5-104 是把IEC60870-5

31、-101的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元（ASDU）用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議TCP/IP進(jìn)行傳 輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)為遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了通信協(xié)議依據(jù)。本文僅以IEC101協(xié)議為主，介紹網(wǎng)絡(luò)接入模式，該模式同樣適用于其他協(xié) 議。網(wǎng)絡(luò)接入模式直接以太網(wǎng)接入模式。該模式適用于新建的廠站。它要求 RTU具有 以太網(wǎng)接口和相應(yīng)協(xié)議IEC104的支持。系統(tǒng)分配給該 RTU 1個(gè)IP地址，即可 通過網(wǎng)絡(luò)訪問該RTU,進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信。該模式中 RTU的微處理器的處理能力 要求較強(qiáng)，并具有必要的嵌入式操作系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能。通過網(wǎng)關(guān)（GateWa»的接入模式。該模式適用于已投運(yùn)的廠站。可 降低廠站設(shè)備的二次投資，只需在原有

32、RTU的基礎(chǔ)上加入網(wǎng)關(guān)即可接入網(wǎng)絡(luò)。 這種模式的關(guān)鍵在于網(wǎng)關(guān)。RTU的串口和網(wǎng)關(guān)一端的串口相連，通過網(wǎng)關(guān)另一 端的以太網(wǎng)接口接入網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于RTU通過RS485總線連接的IED , 485總線上所有的IED用1個(gè) 網(wǎng)關(guān)通過RTU接入網(wǎng)絡(luò)?？偩€上的IED共享一 IP地址，系統(tǒng)通過IP地址加設(shè) 備號(hào)ID識(shí)別IED,并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)關(guān)是連接RTU和網(wǎng)絡(luò)的橋梁。它能實(shí)時(shí)多線程監(jiān)聽端口的狀態(tài)，接受 用戶端的請(qǐng)求和收集串口數(shù)據(jù)，并能實(shí)時(shí)響應(yīng)用戶和RTU的請(qǐng)求。它要求具有實(shí)時(shí)和多任務(wù)特性，所以網(wǎng)關(guān)的硬件采用高性能嵌入式微處理器（至少 16bit）, 通信接口為一可切換的 RS232和RS485串行接口以

33、及一 RJ45網(wǎng)絡(luò)接口。軟件采 用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，并支持 TCP/IP等常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。3遠(yuǎn)動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)通信中的技術(shù)問題電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、可靠性、正確性和準(zhǔn)確 性的要求很高，所以對(duì)于上述的通信模式，有必要研究其是否能滿足要求及受影響的主要因素。以太網(wǎng)技術(shù)選擇以太網(wǎng)作為物理層和鏈路層，是因?yàn)橐蕴W(wǎng)是在辦公和工業(yè)中應(yīng) 用最廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此選用以太網(wǎng)能保證多種開發(fā)環(huán)境和可供選擇的 工具，而且成本低廉，通信速度可由10Mb/s發(fā)展到100Mb/s和1000Mb/s,且正 在朝著1Gb/s和10Gb/s發(fā)展，這樣可保證系統(tǒng)的可升級(jí)性。但傳統(tǒng)共享式10Mb/s以太網(wǎng)的

34、碰撞檢測(cè)機(jī)制（CDMA/CD ）可能會(huì)引 起信息傳輸時(shí)間的隨機(jī)性，這樣會(huì)影響遠(yuǎn)動(dòng)信息對(duì)傳輸時(shí)間的要求， 如遙測(cè)時(shí)間 小于4s等。為此，美國(guó)電力研究院（EPRI）作了試驗(yàn)，結(jié)果表明10Mb/s或100Mb/s 的以太網(wǎng)在最壞的情況下（如連接許多 RTU）,也能保證網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)間為4s。研 究還表明，只要以太網(wǎng)的負(fù)荷量小于25%,以太網(wǎng)便可以得到最好的系統(tǒng)響應(yīng)40而且采用交換方式的100Bas屋T快速以太網(wǎng)的出現(xiàn)，在大大拓展帶寬的同 時(shí)，還縮短了以太網(wǎng)的碰撞域，使傳輸效率大為提高。TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。許多廠商和系統(tǒng)都支持 該協(xié)議，而且已經(jīng)被人們所認(rèn)可。但 T

35、CP/IP協(xié)議畢竟是面向Internet的大眾化 協(xié)議，在用于遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)，傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性有一定要求，因此應(yīng)注意以下幾 個(gè)方面問題。1） TCP是向上層提供面向連接的服務(wù)。在遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸?shù)目蛻?服務(wù)器模型中，RTU充當(dāng)服務(wù)器的角色，連接著多個(gè)客戶端（如當(dāng)?shù)乇O(jiān)控站、調(diào)度 端遠(yuǎn)動(dòng)操作站等）。在這種方式下，RTU可以同時(shí)接受多個(gè)客戶端的連接請(qǐng)求和 數(shù)據(jù)詢問。但是TCP是面向連接方式的傳輸數(shù)據(jù)，每次成功的接入，只要服務(wù) 器端和客戶端沒有執(zhí)行過關(guān)閉操作，就一直是接通的。然而RTU網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器程序限制了程序在同一時(shí)刻可連接的客戶端數(shù)目，當(dāng)使用Socket時(shí)一般不超過5個(gè)客戶端，所以這種情況下1個(gè)RTU同一時(shí)刻可連接的客戶端數(shù)目是有限的， 當(dāng)達(dá)到極限時(shí)即使有連接要求的用戶也無法建立連接，這會(huì)引起線程阻塞，導(dǎo)致 重要數(shù)據(jù)無法及時(shí)傳輸。對(duì)此，Socket采用了一套機(jī)制來加以避免，通過超時(shí)處 理方法使RTU可檢測(cè)用戶的連接狀