电力通信网及其承载业务20121223.ppt
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1、-1-,电力通信网及其承载业务 2012年12月,第二部分:,电力通信网所承载的业务,第三部分:,陕西电力通信网现状,1,电力通信网概述,第一部分:电力通信网,电力通信网的基本构成,电力通信网边界划分与管理层级,电网与电力通信网,电力通信网常用传输方式,-4-,1.电力通信网概述,1.1 通信网,通信网:就是用各种通信手段和一定的连接方式,将一定数量的终端设备、传输系统、交换系统等连接起来的通信整体,按约定的信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。或者说,由一些彼此关联的分系统组成的完整的通信系统统称为通信网。一个完整的通信网构成的要素:硬件、软件两大部分通信网硬件:是构成通信网的物理实体
2、。即设备,由终端设备、交换系统和传输系统构成,它们完成通信网的基本功能:接入、交换和传输。通信网软件:软件设施包括协议、标准(网络结构、网内信令、协议和接口以及技术体制、技术标准、质量标准)等。主要完成通信网的控制、管理、运营和维护,实现通信网的智能化。,-5-,1.电力通信网概述,1.2 电力通信网,电力通信网:电力系统通信网是国家专用通信网之一,是电力系统重要组成部分,是电网调度自动化、电网运营市场化和电网管理信息化的基础,是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段。全国电力系统通信网以光纤、数字微波传输为主,卫星、电力线载波、电缆、无线电等多种通信方式并存,实现了对除台湾外所有省、自治区、
3、直辖市的覆盖,承载的业务涉及语音、数据、远动、继电保护、电力监控、移动通信等领域。,6,6,电力通信网是公司除电网外的另一张实体网络,由骨干通信网和终端通信接入网组成。骨干通信网涵盖35千伏及以上电网,由跨区、区域、省、地市(含区县)共4级通信网络组成。终端通信接入网由10千伏通信接入网和0.4千伏通信接入网两部分组成,分别涵盖10千伏(含6千伏、20千伏)和0.4千伏电网。,跨区、区域骨干网,省级骨干网,地市骨干网,终端通信接入网,1.2 电力通信网,-7-,1.3 电力通信网产生的原因,电力通信是随着电力系统的发展需要而逐步形成和发展的专用通信网络。它的产生最初是为了缓解公网发展缓慢而造成
4、的通信能力不足和填补公网难以满足的一些电力部门特殊通信需求,它是电力系统重要组成部分,是电网调度自动化、电网运营市场化和电网管理信息化的基础,是确保电网安全、稳定、经济运行的重要手段。,1.电力通信网概述,-8-,1.电力通信网概述,1.4 电力通信网的地位,1,电力通信网概述,第一部分:电力通信网,电力通信网的基本构成,电力通信网边界划分与管理层级,电网与电力通信网,电力通信网常用传输方式,-10-,2.电网与电力通信网,10,电力通信的物理结构和服务对象决定了电力通信与电网密不可分。电力系统发展到哪里,电力通信网就应该相应建设到哪里。,-11-,骨干通信网,终端接入网,2.电网与电力通信网
5、,1,电力通信网概述,第一部分:电力通信网,电力通信网的基本构成,电力通信网边界划分与管理层级,电网与电力通信网,电力通信网常用传输方式,三级骨干通信网:以省公司为核心,连接各地市公司,覆盖省调直调变电站及电厂的通信网络,四级骨干通信网:以地市公司为中心、连接所属各县局,覆盖地调直调变电站和电厂的通信网络。,终端接入网(配用电通信网):以110kV/66kV/35kV变电站为起点,沿10kV配电线路覆盖配电自动化站点和用户户表的通信网络。,二级骨干通信网:以区域公司为核心,连接区域内各省公司,覆盖网调直调变电站及电厂的通信网络,一级骨干通信网:以公司总部为核心,连接内区域公司,覆盖国调直调变电
6、站及电厂的通信网络,“五级通信网络”覆盖“发、输、变、配、用、调”,“一级网通信调度”-国调,“二级网通信调度”-网调,“三级网通信调度”-省调,“四级网通信调度”-地调,“四级通信调度”,3.电力通信网边界划分与管理层级,1,电力通信网概述,第一部分:电力通信网,电力通信网的基本构成,电力通信网边界划分与管理层级,电网与电力通信网,电力通信网常用传输方式,-15-,1-5 电力通信网架构示意图,电力通信网是以电力系统为主要服务对象的专用通信网。是用各种通信手段和一定的方式,将终端设备、传输系统、交换系统等连接起来的通信整体。,4.电力通信网的基本构成,特点:具有全程全网、联合作业、协同配合。
7、管理原则:实行统一领导、分级管理分级:全国电力通信网分为四级。,传输网“高速公路”,业务网“车辆”:公交车、私家车,支撑网“交通规则、电子监控”、服务区,电网生产的语音、数据、图像“乘客”,4.电力通信网的基本构成,-17-,(1)传输网:传输网又称通信基础网。是通信网的基础设施。传输网是由传输介质和传输设备两部分组成的网络。电力通信传输介质主要有光纤、无线电和输电线,分别对应于光通信、微波通信和电力线载波通信等方式。(2)业务网:业务网是构建在传输网上,在支撑网的协同下,利用系统资源为满足不同的业务需求而组建的应用网。目前,电力通信网的业务网主要包括:电话交换网(包括行政交换网和调度交换网)
8、、调度专用数据网、信息网等。人们还经常提到继电保护网和电视会议网等等。继电保护网是以独立光纤、复用及专用数据通道等多种方式并存的混合网,随着技术的发展,将逐步融入调度专用数据网。电视会议网也将作为信息网上的一种业务(从H.320-H.323),逐渐融入信息网。(3)支撑网:支撑网是支持通信网正常运行的网络。主要包括同步系统、网管系统和信令系统。同步系统为整个通信网提供同步时钟,可分为频率同步和时间同步;网管系统对通信传输网及其承载的业务网进行综合的监控和管理;信令系统主要是指语音交换设备间的交换信令方式及规范。,4.电力通信网的基本构成,1,电力通信网概述,第一部分:电力通信网,电力通信网的基
9、本构成,电力通信网边界划分与管理层级,电网与电力通信网,电力通信网常用传输方式,5.电力通信网常用传输方式,电力通信网常用的传输方式有光通信、微波通信和电力线载波通信,话音,数据,远方保护,话音,数据,远方保护,通信,收发信机,Radio Systems,(微波系统),Power Line Carrie(电力线载波),Electrical Telecom Cables,Fiber optic Cables,电力系统的通信方式,(光纤缆路),(电力通信电缆),通信,收发信机,5.1 光传输网,光传输网:利用光纤来传输携带通信信息的光波,以实现通信的目的。优点:1).容量巨大 理论上一根光纤:10
10、0亿个话路。现在实验室已实现50万个话路。2).中继距离长 现已实现200公里无中继;若使用光放大器可实现640公里无中继传输。3).保密性能好 光在纤芯中传输,无泄露。4).适用能力强 不怕外界电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲性好。5).体积小、重量轻、便于施工与维护 直埋、架空、水下、电力特种光缆。,5.电力通信网常用传输方式,-21-,图2-1:光纤通信系统构成模型,5.2光纤通信系统组成(1)系统构成,光纤通信是用光作为信息的载体,以光纤作为传输介质的一种通信方式,属有线通信。,5.电力通信网常用传输方式,-22-,光纤(Optical Fiber)是光导纤维的简称。是一种利用光在玻璃纤维中的
11、全反射原理而构成的光传导工具。光纤由纤芯、包层和涂覆套塑三部分构成。中心部分纤芯的作用是传导光波,由高纯度的石英玻璃制成,包层的作用是将光封闭在光纤中传播,包层的折射率小于纤芯的折射率,它对光信号形成全反射,从而将光信号限制在纤芯中沿轴线方向传播。涂覆套塑层则起保护作用,用以加强光纤的机械强度。经过涂覆套塑后的光纤称为光纤芯线。(1)光纤的分类按传输模式可分:多模光纤 按工作波长可分:短波长光纤:850nm 单模光纤 长波长光纤:13001600nm 按ITU-T建议分类:G.651、G.652、G.653、G.654、G.655按套塑(二次涂覆层):松套光纤,光纤在塑料套管内可自由活动,耐压
12、力和防水性能好,便于成缆。紧套光纤,在一次涂覆的光纤外再紧紧地套上一层尼龙聚乙烯塑料套管,光纤在套管内不能自由活动,结构简单,外径较小,但耐侧压力稍差。,5.3 光纤,5.电力通信网常用传输方式,-23-,G.652:称为非色散位移单模光纤,也称为常规单模光纤,其性能特点是:(1)在1310nm波长处的色散为零。(2)在波长为1550nm附近衰减系数最小,约为0.22dB/km,但在1550nm附近其具有最大色散系数,为17ps/(nmkm)。(3)这种光纤工作波长即可选在1310nm波长区域,又可选在1550nm波长区域。G.652 光纤是当前使用最为广泛的光纤。G.653:称为色散位移单模
13、光纤。色散位移光纤是通过改变光纤的结构参数、折射率分布形状,力求加大波导色散,从而将零色散点从1310nm位移到1550nm,实现1550nm处最低衰减和零色散波长一致。它非常适合于长距离单信道光纤通信系统。G.654:是截止波长位移单模光纤。这种光纤的特点是零色散点仍在1310nm附近,但在1550nm波长处的衰耗变得更小,主要用于海底光纤通信。G.655:是非零色散移位光纤,主要用于高密度波分复用系统。,G.651:多模光纤,(2)光纤的标准:ITU-T规定,5.电力通信网常用传输方式,-24-,光缆是由光纤、松套管、中心加强件和外护套等部分构成的。光缆结构设计的要点是根据系统的容量、使用
14、环境条件、敷设方式、制造工艺,通过合理选用各种材料来赋予光纤抵抗外界机械用力、温度变化、水渗透功能。(1)光缆的种类:根据缆中光纤状态分类:紧套光缆、松套光缆、半紧半松光缆紧套光缆特点:是光缆中光纤无自由移动空间。它是在光纤预涂覆层外直接紧贴一层合适的塑料紧套层,紧套层光纤,直径小、重量轻、易剥离、敷设和连接,但高的拉伸应力会直接影响光纤的衰减等性能。松套光缆:光纤在光缆中有一定自由移动的空间,这样的结构有利于减少外界机械应力对涂覆光纤的影响。半紧半松光缆:光纤在光缆中自由移动空间介于松套和紧套光缆之间。根据缆芯结构特点分类:层绞式光缆、中心束管式光缆、骨架式光缆层绞式光缆:将几根至十几根或更
15、多根光纤或光纤带子单元围绕中心加强件螺旋绞合成一层或几层的光缆。中心束管式光缆:是将光纤或光纤带无绞合直接放到光缆中心位置而制成的光缆。骨架式光缆:是将光纤或光纤带经螺旋绞合置于塑料骨架槽中构成的光缆。根据敷设方式,可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆根据护层材料性质,可分为普通光缆、阻燃光缆和防蚁、防鼠光缆,5.4 光缆,5.电力通信网常用传输方式,-25-,(2)电力常用特种光缆详细分类,5.电力通信网常用传输方式,-26-,OPGW光缆:架空地线复合光缆:这种光缆是将电力线避雷线与光缆合二为一,它利用光纤低损耗、宽带宽的传输特性以及其非凡的绝缘和抗电磁感应特性,使其同铝或铝合金及
16、钢芯铝线等传输线结合为一体,在保持架空地线的功能和各项性能不变的基础上,克服以往电力系统高压载波等通信方式的一些缺点,实现大容量信息传输功能。OPPC光缆:它是一种具有电力架空相线和通信能力双重功能的电力特种光缆,将传统导线中的一根或多根钢丝替换为不绣钢管光单元,使钢管光单元与铝包钢、铝合金线共同绞合成OPPC。用OPPC替代三相导线中的某一相导线,形成由两根导线和一根OPPC组合而成的三相电力系统,实现通电和通信双重功能融合。ADSS光缆:无金属自承式光缆。这种光缆是悬挂在输电线路的杆塔之间,与电力线路同杆架设,光纤芯数不受光缆外径限制,相对于OPGW光缆便宜。缺点是光缆挂点选择较难,光缆容
17、易受到强电场的腐蚀,设计中必须考虑光缆的覆冰、舞动等因素。GWWOP光缆:缠绕式光缆。这种光缆全部采用非金属材料,线径较细,采用缠绕在架空地线或电力导线敷设方式,容易受到人为因素损坏光缆,造成通信中断,这种光缆目前多用于110KV以下线路上,但国内应用并不成功,已较少使用。AD-LASH光缆:架空地线捆绑光缆。这种光缆是通过一条或两条抗风化的胶带将光缆捆绑在地线或者相线上,减少了光缆由于弯曲缠绕而引起衰减增加和长期应力,但胶带容易风化断残裂,造成光缆线路的可靠性不高,因此这种光缆不适宜作为长途光纤干线电路。,8,OPGW=电力通信复合产品 保护相导线免遭雷击 承受短路电流普通地线功能,光通信、
18、光保护,通信光缆功能,具有普通地线和通信光缆的双重功能OPGW是兼具避雷线和“神经中枢”的高技术产品,成为电力系统的主要通信和保护手段。,9,普通导、地线普通地线层绞式OPGW光缆2008-08-19,OPGW中心管式OPGW光缆,ADSS光缆(全介质自承式光缆),中心束管式普通光缆,ADSS及普通光缆结构示意图:,5.5 微波通信,微波通信:利用波长在0.1毫米至1米之间的电磁波进行通信。优点:无线传输与电力系统无关 缺点容量不够大视距传输,需中继,距离较短城区易受阻挡,5.电力通信网常用传输方式,微波通信示意图,5.6 载波通信,载波通信:利用输电线路传输携带通信信息的电波,以实现通信的目
19、的。优点:1).传输介质可靠 它用高压输电线作传输介质,线路非常坚固。所以它是电路稳定运行的可靠保证2).中继距离长 不论距离远近,所需投资较少。尤其是距离较长时,更显出它的优越性。不像其他通信方式,需要许多中继站。世界上最长的无中继电力线载波电路长达800多公里。在我国,葛洲坝到上海的直流载波电路长达1050公里,也只在安庆设立了一个中继站。3).经济性高 电力线的走向与变电站和远方保护通道的走向完全一致,所以,电力线载波通信是散布站之间的最为经济的通信方式,5.电力通信网常用传输方式,CD,L,T,L,T,CD,CC,CC,载波通信示意图,ETL500系列载波机,载波系统户外设备,载波阻波
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