淺談武強電網(wǎng)電力綜合業(yè)務冗余備份網(wǎng)絡的建設

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，我縣電網(wǎng)規(guī)模越來越大，電網(wǎng)結構日趨復雜，電網(wǎng)管理手段越來越先進和多樣，業(yè)務包括遠動數(shù)據(jù)、語音、視頻、 MIS數(shù)據(jù)等，這就對通道和網(wǎng)絡的可靠性提出了更高的要求, 建設電力綜合業(yè)務冗余備份網(wǎng)絡已經(jīng)非常必要。

一、業(yè)務需求分析

我公司99年以前調度自動化只有四遙功能，所傳輸?shù)臉I(yè)務只有數(shù)據(jù)和語音且數(shù)據(jù)量很小，那時的傳輸通道是電力載波。由于電力載波傳輸?shù)膸捫?，傳輸速率?300-600bps)、誤碼率高，所以99年我們安裝了當時比較流行的2.4G點對多點無線擴頻通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有較大的傳輸帶寬和較高的傳輸速率(600-9600bps)，誤碼率也很低，業(yè)務能力為兩話兩數(shù)。我們將其作為主通道，電力載波作為備用通道且兩種通道能夠自動切換。但隨著2.4G擴頻用戶的增多，電磁環(huán)境逐漸惡化，該系統(tǒng)的傳輸效果也變得不太理想，2001年曾發(fā)生過因為某單位跳頻系統(tǒng)超范圍使用頻段，致使我公司2.4G擴頻系統(tǒng)癱瘓。

2002年底我公司利用農(nóng)網(wǎng)改造資金組建了SDH155光纖通信系統(tǒng)，其中由6個站點組成光環(huán)，其余四個數(shù)據(jù)量較小的站點由PDH作成分支呈輻射狀。環(huán)路站點光端機配置4E1，綜合接入設備為PCM15;每個分站點提供2M帶寬，配置 PCM15，可提供6路語音(FXS口)、1路RS232口、1路4線E/M口、1路RJ45口。由于當時國家已將2.4G頻段作為藍牙技術的專用頻段，所以我們隨之將該系統(tǒng)淘汰，電力載波由于其固有的缺點也被淘汰。應該說SDH-155光通信系統(tǒng)是非?？煽康囊材軅鬏敹喾N業(yè)務。但隨著電力新業(yè)務不斷增加，2003-2005年我公司先后組建了自動抄表系統(tǒng)、供電所MIS系統(tǒng)、變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)和OA辦公自動化系統(tǒng)。多種業(yè)務的投入運行，SDH155光通信系統(tǒng)的帶寬資源顯得已經(jīng)不夠用，如果將該系統(tǒng)升級換代則很不經(jīng)濟，縣公司承受不了。我們于是用光纖收發(fā)器和網(wǎng)絡交換機組建了一套100M光傳輸以太網(wǎng)絡，用來傳輸視頻數(shù)據(jù)和供電所MIS數(shù)據(jù)等，解決了帶寬資源不足的問題，但隨之而來的問題是由于光纖收發(fā)器的可靠性差，經(jīng)常損壞，致使網(wǎng)絡中斷，給變電站監(jiān)控帶來不便，尤其是電費回收期間中斷后果更是不堪設想。2007年3月份由于調度主站光端機PCM120背板燒毀而又沒有備用板，也沒有備用通道，造成了SDH光通信系統(tǒng)癱瘓致使遠動數(shù)據(jù)、自動抄表系統(tǒng)和語音等業(yè)務長時間中斷的嚴重后果

為了解決這些問題我們對其他縣電力系統(tǒng)作了一下調查和了解，他們也都或多或少存在類似情況，初期大家都認為光通信系統(tǒng)特別是自愈環(huán)網(wǎng)極其可靠，不會出現(xiàn)通道中斷的情況，但隨著設備運行時間的延長和老化，都出現(xiàn)過光端機損壞，從而造成一個或多個站點的數(shù)據(jù)和其他業(yè)務的中斷。

武強供電公司SDH-155通信系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

針對以上情況我們總結吸取了經(jīng)驗和教訓，采取了如下措施：一是準備充足的備品備件以備急需之用;二是加強設備的缺陷管理，提高運行維護人員的責任心，及時發(fā)現(xiàn)和處理缺陷;三是組建一套經(jīng)濟實用且技術先進、可靠性高的電力綜合業(yè)務寬帶冗余備份網(wǎng)絡,該網(wǎng)絡將覆蓋武強電網(wǎng)9座變電站及10個供電所，涵蓋公司所有業(yè)務。

二、備份網(wǎng)絡傳輸方式的選擇

備用通道的建設原則上不應選用同一種傳輸介質，該系統(tǒng)應能滿足遠動數(shù)據(jù)、自動抄表數(shù)據(jù)、語音、供電所MIS、視頻、OA辦公自動化系統(tǒng)的傳輸要求并且具有高帶寬、高傳輸速率、低誤碼率、技術先進、擴展性強、經(jīng)濟實用等優(yōu)點。

雖然現(xiàn)在全數(shù)字電力載波機傳輸帶寬和傳輸能力等已大為提高，但仍趕不上電力新業(yè)務的需求和發(fā)展，其價格也不菲，一些通信運營商也能提供無線數(shù)據(jù)服務，但帶寬不能滿足電力綜合業(yè)務的要求。經(jīng)過全面的比較和慎重的考慮，因無線通信方式相對有線通信具有較高的抗自然災害能力，且無線局域網(wǎng)技術已非常成熟， 在無線接入方案中5.8G頻段屬于固定無線接入系統(tǒng)中性能價格比最高的優(yōu)選頻段，該頻段是國家開放頻段，頻率占用費低廉，相應設備也比較經(jīng)濟，再加上我縣處于華北大平原東中部，無高大建筑物，非常適合該頻段的使用。所以我們準備組建5.8G點對多點無線擴頻通信系統(tǒng)作為電力綜合業(yè)務的備用網(wǎng)絡。

三、武強電網(wǎng)5.8G無線擴頻綜合業(yè)務冗余備用份絡介紹

1、設計方案

1.1業(yè)務需求

建立電力調度無線寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，具體功能為：

①為每個外圍站、所提供8個FXS口、2個FXO口，2個RS232數(shù)據(jù)口，2個4線E/M接口，4路熱線電話，數(shù)據(jù)通信采用部頒CDT規(guī)約兼容POLLING規(guī)約;

②提供遠程局域網(wǎng)功能，滿足電力MIS應用;

③提供多路以太網(wǎng)接口，滿足變電站供電所圖像監(jiān)控和視頻會議傳輸接入的需求。

④具有VOIP功能。

⑤具備有、無線通道自動切換能力。

1.2無線傳輸方案

本方案采用Alvarion BreezeACCESS VL高速無線網(wǎng)橋組建5.8GHz點對多點網(wǎng)絡系統(tǒng)。

BreezeACCESS VL高速無線網(wǎng)橋，以其高吞吐量、高可靠性和卓越的傳輸距離成為替代昂貴的專線等干線系統(tǒng)的理想解決方案，可為各個遠程站點提供高速的無線鏈路。其采用OFDM正交頻分多路復用技術，具有高速率、高頻率利用率以及抗干擾和多路徑效應的優(yōu)勢，可提供高達54Mbps的空中速率, 結合高數(shù)據(jù)速率和頻率復用能力，BreezeACCESS VL扇區(qū)天線可提供高達163Mbps的吞吐量，設備提供10/100Mbps以太網(wǎng)接口，是組建遠程無線網(wǎng)絡的最佳選擇。

武強電網(wǎng)所轄9座變電站、10個供電所(1個所在公司院內(nèi)，其余全部站、所合一)。在無線寬帶網(wǎng)絡方案中，采用5.8G頻率的54M點對多點的無線網(wǎng)絡連接方式。其中，在無線網(wǎng)絡系統(tǒng)中心點放置3臺BreezeACCESS VL系列的中心端設備 AU-D-SA-5.8-120-VL，使網(wǎng)絡中心的無線發(fā)射范圍形成360度，這樣就可接受來自不同方向的標配(分站)SU 連接設備的無線網(wǎng)絡信號。

每個AU 連接設備標配的定向扇區(qū)天線對應相應區(qū)域的3個無線遠端點，每個遠端點采用 1臺SU-A-5.8-54-BD-VL設備，通過其室外單元(ODU)集成的 21dBi定向天線對應中心點AU的扇區(qū)天線，

本系統(tǒng)空中接口協(xié)議遵從IEEE 802.11標準;工作方式采用直接序列擴頻DSSS方式(Dir ect Sequence Spread spectrum);帶寬資源采用固定分配方案(根據(jù)需要也可采用動態(tài)分配)。

武強供電公司無線寬帶網(wǎng)絡示意圖如下：

注：紅色線條分隔區(qū)域代表中心端設備 AU-D-SA-5.8-120-VL的覆蓋范圍(120°)