可能性方面,电信体制改革和市场逐步开放,为电力通信的发展创造了必要的外部条件。从内部的主、客观条件看,国家电力公司高度重视电力工业信息化的发展(包括生产控制自动化和企业管理现代化),高度重视电力通信在电力工业信息化进程中的基础和主导作用,高度重视利用电力系统特殊优势为国家现代化与信息化贡献力量。
电力系统除了有部分富余容量可直接用于对外服务,还有将特殊资源潜力挖掘出来用于发展通信的优势。在长途网方面,全国有220kV及以上的输电线路近15万km,2005年预计达到21万km,运用电力特种光缆的设计、施工和维护技术,可将其复用为光缆路由资源。在本地网方面,电力系统拥有大量的电力管道(沟道、隧道)、杆塔以及光纤等直接或间接的电信基础元素,有较好的机房等基础设施和可靠的电源。在接入网方面,低压配电线路遍布城乡各个角落,利用电力线传送高速数据的技术正在试验并逐步走向成熟。
总之,开拓外部市场,是电力通信发展中的一个重大问题,不仅关系到电力专用通信能否健康地发展和生存,也关系到电网的安全与稳定能否得到效的保证。因此,为电力通信发展创造良好的环境和条件,促进电力通信健康发展,保障电网供电优质安全,同时充分利用好电力系统的潜在资源,不仅是电力部门义不容辞的责任,也是国家的责任。
作为电力通信部门,更应积极努力,锐意改革,在国家有关主管部门和国家电力公司的支持、指导和帮助下,解决好中国电力通信作为电信经营企业所必须解决的资本结构、组织体系、经营实力三大问题和市场准入问题,发挥长期从事高可靠专用通信运行管理经验优势和电力系统可用资源优势,塑造“电通”品牌。在企业发展战略方面,可按富余能力消化、边际成本运营、全面商业运营等方式,视政策环境和外部条件情况,分步前进或一步到位。
3电力专用通信的技术发展问题
3.1 总体思路
从计算机与通信技术的融合以及专用通信的特点可以看出,专用通信网的最终发展目标将是广义的信息系统。ITU将“演进环境中的电信体系结构”(TAEE)修改为“信息通信体系结构”(ICA),以及在过去相对独立的信息技术(IT)和通信两个领域,现在越来越频繁地共同使用“ICT”(信息通信技术)等,也从某个侧面反映了上述趋势。笔者在不同场合多次提出,电力专用通信网的最终发展目标是国家电力信息基础设施(SPII),更准确地说,是SPII的信息通信网络平台。这是实现电力工业信息化(包括生产控制自动化和企业管理现代化)的物质基础。参照国家权威机构和信息通信业界的基本共识,SPII主要应由三大部分组成:信息通信网络平台、各种计算机应用系统和各种信息资源。信息通信网络平台不仅仅只是传输,而是可以进一步纵向分层、横向切块、包含信息传递多种功能的综合体。计算机应用系统既可以是单点设置的,也可以是建立在网络平台基础上的,局域、城域或广域范围互连的、多点分布的逻辑网络系统。信息资源既有某个应用系统专用的,也有多个应用系统甚至所有应用系统公用的。SPII发展中需要解决的重大问题主要有3个:带宽瓶颈、网络安全和信息应用。
在电力工业信息化进程中,电力通信的主要任务将是:建立信息通信网络,为各专业、各部门提供公共平台和网络服务,其中对不同性质的计算机应用系统可以有不同的服务质量和优先等级;建立与电力通信业务管理有关的计算机应用系统,如通信监控与网管系统、网络规划与通信企业管理信息系统、资费管理系统、客户服务系统等;开发和维护与电力通信相关的信息资源,如号簿资源、客户信息资源等。
电力通信在电力工业信息化中担当基础和主导作用是技术和历史发展的必然结果,这并不意味电力通信要包揽一切,恰恰相反,信息时代的电力通信更要顺应时代潮流,满足各方需求,尤其是电网调度自动化系统和管理信息系统等主要应用系统的需求,摆正自己在信息通信生产价值链上的位置,追求双赢甚至多赢,实现整体利益最大化。
3.2网络平台
在平台技术的选择方面,主要的制约因素是远方保护、远动中的遥控遥调等关键业务,另外,最近几年中,远动方面的局域网远程延伸,安全自动装置的多点联动分布式网络,电力市场支持系统中保密和非保密、B to B和B to C等各种子系统的投入等,都对电力通信技术演进方向产生了影响。由于电力通信业务的多样性和技术要求特点的差异性,有些特殊业务需要通过网络底层直接承载,有些业务可以集中到上层的IP,而另外一些业务则需要利用中间的某一层(ATM或SDH),因此,那种认为电力通信网也应该像公网一样直接IP over DWDM,实现“扁平化”的观点,是不符合电力系统的实际的。国际上电力通信界目前占主导地位的趋向是在某个局部采用最适当的技术,组成子网,然后通过网络互连(inter-networking)技术形成整体网络平台。问题是怎样确定这些局部区域的划分才能使整个网络平台既具有最大的灵活性和局部优化的性能,又能保证最大的有效性和互连性能。
根据电力通信发展的总趋势和资源优势的分布,宽带城域网的发展将会成为继长途光缆干线和高速广域网建设之后的一个新的热点,其中,直接架构于DWDM光通信网上的千兆以太网和万兆以太网正在成为宽带城域网的主流。以太网技术由局域网向城域网延伸的趋势,值得引起特别注意,电力通信企业应当大力加强对数据通信网络技术的培训和研究,以适应形势和事业发展的需要。
3.3传输技术
传输技术方面,电力特殊光缆技术将越来越成熟,应用将越来越普及。主要应当关注的问题如下。
1)工程设计和光缆选型问题。电力特殊光缆工程设计,概括起来是要解决好4个方面的问题:电气、机械(包括力学)、纤芯和电子设备问题,具体到每一种光缆,这些问题的特征也多少有些差别。需要特别指出的是,应当加强对于纤芯制造和成缆工艺的研究和了解,纤芯种类的选择是成本、性能、市场等诸多因素的综合权衡,但是,选定的种类(如G.652或G.655)中,不同厂家的不同制造工艺(制棒、拉丝、分色、阻水措施等)将直接或间接地影响光缆的寿命,因此,决不可简单地认为只要符合国际标准选哪个都一样。当然,科学的选择需要科学的组织和科学的手段。此外,应当关注和研究金属铠装自承式光缆(MASS)的应用问题,MASS的结构与OPGW类似,但由于不需要承载短路电流,设计问题比较简单,与ADSS相比也有不少优点,如果电能损耗和安全距离等问题解决得好,有可能成为一种值得推广的新方式。
2)特殊光缆施工新技术。例如将地线更换为OPGW的带电施工技术,ADSS的施工防护和监视技术等。掌握更全面的施工技术可以增强通信发展的灵活性,减少相互制约。
3)特殊光缆维护和抢修技术。由于网架完善需要投资和时间,特殊光缆一般都承担重任,一旦出现问题,可能会造成通信大动脉中断,而且也难以停电检修,因此其安全性问题应当引起高度重视。主要的预防措施可包括:加强产品质量检测和进网管理;加强工程设计与施工质量管理;加强工程验收和技术档案管理;加强预防性维护(实时监测、定期巡视及对照原始档案分析比较);加强光缆纠正性维护(事故抢修的策略、技术、材料、工具等方面)的研究和落实。目前,国际上已经有了电力特种光缆的维护和抢修技术导则,加上高压线路相对来说安全系数很高,因此,关注这一问题的现实意义是如何更好地满足电力系统非常严格的可靠性要求,对于一般工业用途和民用通信来讲,是完全不成问题的。
3.4 接入技术
接入网在现代通信网中占有越来越重要的地位。在电力系统,过去主要集中精力于解决发电、输电、变电所需的通信问题,由于用户面较窄,接入问题不突出。现在,随着城市电网改造和用户要求的提高,解决配电网的通信问题已经成为电力通信建设的重点之一。
除了采用光缆外,电力通信接入网方面目前世界各国电力公司和相关设备制造厂商都在积极探索研究利用已有电力线路作为传输媒介,实现高速信息通信。其中包含两个大的分支,一个是面向配电网自动化的,国外一般称为DLC(配电线路载波);另一个是面向进户线路和户内线路的,在美国称为PLT(电力线路通信)。这两者的差别不仅在于使用对象不同,技术特征也有所不同,如速率要求、线路条件、线路共享方式和用户密度等。
PLT由于涉及面广,受到很多人的关注。它是220/380V线路上的高速通信,包括作为接入网末段(配电变压器至责任分界点)和作为用户住地网(CPN,也叫家庭网HN)两个应用领域。基于PLT的CPN,主要可用于户内多台计算机联网、智能家用电器控制、电力增值服务、终端设备灵活接入等。
目前,国际上有多个机构(行业协会、标准组织、专业论坛等)在开展这方面的研究和推广工作,许多国际知名的通信及计算机设备制造企业都积极参与。据报道,国外已有多家公司实际演示或宣布推出了2 Mbit/s及以上速率的室内电力线通信产品,如加拿大Cogency公司(25 Mbit/s @ 4~20 MHz)、美国Intellon公司(14 Mbit/s @ 3.5~16.5 MHz)、以色列Itran公司(12 Mbit/s @ 4~20 MHz)、美国Enikia公司(10 Mbit/s)、美国Inari公司(2 Mbit/s)、瑞士Ascom公司(2 Mbit/s)等。一些电力公司也正在进行一定规模的现场试验。在我国,低速率DLC和PLT(接入网末段及CPN)产品早已出现,也有一些应用。国家电力公司目前正在组织进行高速产品的研究和开发,主要包括3个方面:一是针对我国电网具体情况进行传输特性测试与建模;二是有关适合电力线路通信特点的新型调制方式、编码方式等抗干扰措施的基础研究;三是自行研制开发,或对国外专业厂商生产的器件特性进行研究和测试,选择性能价格比最佳者进行系统集成和国内配套,形成实用化产品。
4结束语
本文参考资料来源主要有4类:一是国家电力公司总经理高严同志在国家电力公司2001年工作会议上的报告,二是《中国电力百科全书》(第一版和第二版),三是相关网站及媒体,四是本人过去发表的学术论文。由于水平有限,无论对领导讲话和文献资料的理解,还是作为个人意见发表的观点,都不可避免存在局限性甚至错误,欢迎批评指正。撰写此文的目的只是参与讨论,抛砖引玉,共同推进21世纪专用通信特别是电力通信的发展。
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