芜湖城区电力通信光纤环网优化改造

芜湖城区电力通信光纤环网优化改造摘要：介绍了芜湖城区电力通信光纤环网优化改造方案及所采取的技术实施，芜湖供电公司利用东信公司的标准型SDH设备，将城区电力通信光纤环网进行大容量升级改造，其总体拓扑为622M环网带3条155M支链。通过改造前后网络应用比较，论证了优化后的网络结构改善了供电信息的传输质量，满足了公司日益增长的业务需求。关键词：电力通信；光纤环网；优化；改造芜湖地区电力通信网主要以光纤通信方式为主，辅以微波、载波和音频电缆通信方式。光纤通信已覆盖所有变电站，光传输网络为SDH网络，采用的是东信光通信技术有限公司的标准型SDH设备GF155-05，网络拓扑图如图1所示。但近几年芜湖地区经济发展迅猛，供电业务不断扩大，新建变电站陆续上马，原网络结构、容量已远远不能满足日益增长的业务需求，2005年1月芜湖供电公司（以下简称公司）再次对光纤通信主环网进行大容量的升级改造，引进东信公司先进的多功能增强型光纤设备，使主环容量达到622M，并将新建的全省第一家GIS变电站———220kV鸠江变电站（以下简称××变）和110kV石城变、天门山变、万春变纳入环网内，实现对无人值守站的远端监控和操作。1现状调查芜湖城区光纤通信网建于2000年，是利用城区改造资金，采用招标方式，选中东方通信公司的GY155-01型光纤综合接入设备，该系统是当时刚研制成功的实验型设备，通过2年多现场运行，显现出下面一些问题。（1）网络保护功能差：当某一段光纤故障或某一站接入部分（CM板）故障，系统不能实现保护自愈功能，导致系统内部分站点与中心站失去联系，造成通信中断。（2）话路部分自动复位能力差：经常出现话路，必须到该站点现场停电重新启动方可复位。（3）网管功能差：各站点出现的一些故障，在网管上反映不出来，给判断和处理故障带来困难。该型号设备由于先天不足，后天已难于小修小补来加以完善，而东信公司后来开发的GF155-05型光纤通信设备利用了GY155-01型的部分单元设备，避免了整个系统的推倒重来，2003年公司在原有的环网基础上进行一次大的升级改造，更新GY155－01型，引用东信公司后来开发的GF155－05设备，中央处理单元在硬件和软件上都加以升级，软件功能比GY155-01型更加完善，可以升级到622M。该设备光路部分与中央处理单元、交换单元分开，形成3个独立单元，大大提高了系统的可靠性，弥补了GY155－01型光纤通信设备的不足，投运后效果良好。但随着时间的推移，近两年芜湖市经济发展迅猛，电力业务增长较快，陆续上来了4个110kV变电站，即石城变、万春变、天门山变、南瑞变，1个220kV全GIS鸠江变，而公司管理日趋现代化，110kV及以下变电站均实行无人值守站，以及农电网建起需要100M容量的通信通道，现有的网络结构已满足不了需求。同时随着电路的运行，早期建成的网元设备逐渐出现了故障，比如光板经常故障，交叉板和主控板不在位的情况时有发生，尤其是松园变、尖山变、汀棠变，给配网调度和变电操作带来不便，针对以上情况，2005年1月公司又对城区主环网进行了大容量升级改造，改造后的芜湖城区传输电路622M拓扑图见图2。2改造方案为响应芜湖经济发展的需求，满足公司日益增长的业务需要，针对目前公司通信现状，经与东信厂家多次研究，现将公司新大楼原有的标准型SDH设备更换成业务容量更大的增强型SDH设备（PCM接入设备仍使用原有的AM240）。利用东方通信的标准型SDH具有155M至622M的平滑升级能力，所以，在此次的主环升级中，长江路变，杨家门变，石城变，四褐山变，尖山变，师专变，汀棠变，九龙变，松园配电中心9个变电站只需更换相对应的光卡，即只要将SDH设备上的2个155光群路卡板更换成2个622的光群路卡板，再增加1块BIX板和1个风扇单元即可，详细更换见图3、图4的SDH机框面板图。而更换下来的155光群路卡板可以应用于以后155链路上的扩容站点，或者作为增加155光支路方向用。如果以后环上某个站点的622光方向超出2个,则此站点只需安装MB5120增强SDH设备。增强型SDH设备的光方向最多可以达到24个，与环上的其它标准型SDH共同组成1个环网。天门山变原先采用的是集成型GF155-05m设备，只需将原先的2个155光模块更换成622光模块即可。3技术实施兼顾现有的网络，平滑升级扩容，重点在网络布局、中心站设备优化、各站点无损伤倒换3个方面的技术改进，总体拓扑为1个622M主环带3条155M支链。（1）由公司、长江路变、杨家门变、石城变、四裼山变、尖山变、师专变、汀棠变、天门山变共9个网元组成622M骨干环网，然后由师专变带绿洲电厂，公司带松园配电，公司带九龙变、火龙岗变、繁昌变、繁南变和繁昌县供电公司组成155M支链。将新建的全省第一家GIS变电站—220kV鸠江变和110kV石城变、天门山变、万春变纳入环网内，实现对无人值守站的远端监控和操作。（2）中心站安装622M增强型光端设备和网管操作系统。该系统采用模块化设计，可根据需求灵活配置，并随着需求的增加不中断业务扩容。安装调试时，利用未上的万春变光端设备作为过渡,采取逐步割切方式，不中断业务，原光纤环网继续保持正常运行。同时借升级改造机会对中心站光端设备音频配线进行合理布线，把原先的3套AM240设备所有音频线、MV24线直接引入配线架，减少故障环节。（3）利用双休日或中午午休时间网络业务少特点，把原先14个站点的业务逐步割接到中心站新的MB5120增强型SDH设备上和新的配线模块上。采用MB5120增强型SDH设备的部分接口与我站GF155－05设备通用，升级扩容时，更换相应站点的SDH光接口盘就可方便的从STM－1直接升级到STM－（4622M）。主环网实现1＋1和1:1的线路保护倒换,支线实现VC12、VC3、VC4通道的子网连接保护,从而实现各站点的实验性无损伤倒换。4应用效果（1）性能对比：改造前光传输网络速率为155M，由12个站点组成环网，能传输63个2M，如图1所示。改造后光传输网络速率为622M，由16个站点组成环网，能传输252个2M，如图2所示。网络结构增大而且布局更合理，新建变电站也纳入环网内，实现变电站综合自动化改造。当光纤设备出现故障时，改造前需要每个站点进行人工复位，改造后，只需在网管操作系统上下发复位命令就行了，既节省人力又节省物力。投运半年后，通过公司中心站及10个无人值守变电站的话音通道、远动通道以及传输给长江路变监控中心的遥视信号来看，运行情况非常好，质量和可靠性有了较大提高。（2）效益对比：如果将原12个站点的光纤设备全部淘汰，换成新设备，需要资金200多万元。现在，在原设备基础上进行升级改造，每个站点可以省去十几万元，这样，可以为公司省去生产费用近百万元。其次，多通道网络接口也给信息中心100Mb/s接口、省调电量采集、保护自动化图像监控、安全部的“五防闭锁”、生产部的电压采集、农电网的计费和办公自动化MIS系统、三县综合数据网、会议电视系统的接入带来可观的经济效益，从发展的眼光来看，应用前景广阔。5结语622M主环网的建起，真正解决了公司日益增长的业务需求，从根本上保障公司调度数据采集、保护信息、办公自动化MIS可以迅速、准确地传递和处理，巨大的网络容量将给芜湖电力带来广阔的发展前景。从推广应用效果来看，满足了各用户需求。但由于受地理环境的影响，光缆线路有限，距公司较远的站点，如火龙岗变、繁昌500kV变、繁城变还是支线，光纤自愈功能还未完全实现。有待于二期工程上来，库山变投运，光缆施放到位，由库山变—繁昌500kV变—繁南变—繁昌县供电公司组成环网，从而完全实现光纤自愈功能。