基于ATM的电力通信网多网合一模式分析

　　□张家口供电公司调度所　　李伟英　刘晓丽
　　由于历史的原因和行业的特殊性，电力系统和铁路、民航、石化等部门一样，都拥有属于自己的一定规模的通信网。由于各通信网业务繁多，而且业务之间互相独立，因此在一定的时期内，电力系统内部形成了多个网络并行运作的局面。随着行业的不断发展，电力系统对通信的需求也与日俱增，除了话音、数据、传真等通信业务外，图象等宽带数据信息的交换和传输也日益增多。一些新的终端设备被大量采用，这样就对电力网的传输容量、速率和带宽都提出了更高的要求。另一方面，由于基础技术的发展而带来的电信技术的飞速发展，特别是微电子技术、光通信技术、因特网技术以及ATM和软件技术的发展，对电力行业通信网的发展产生了深远的影响。在这样的背景下，电力通信网正迅速向着数字化、综合化、宽带化的方向发展。
　　以前的电力企业通信网根据不同的特定业务（如行政通信、调度通信、数据通信等）而设计为数个独立的网络，其中的某一个网络往往不能完全适应于其他业务。这些业务网专门化的后果是多个独立网并存，而每一个网络都需要企业订购和维护，并且即使某个网络中有空闲的资源，这些资源也很难被其他类型的业务所用。近期，华北电力集团公司所直属的京津唐电网（包括北京、张家口、承德、廊坊、唐山以及秦皇岛等供电/电力公司）正在建立以ATM交换机为核心技术的宽带综合业务数字网，ATM具有各种综合能力，包括业务综合（话音、数据和图象），网络综合（从桌面、局域网到广域网）和技术综合（传输、复用、交叉连接和交换的综合），它集中了电路交换和分组交换的特点，具有端到端的连接性，可以保证语音、数据、图象以及多媒体信息传输的服务质量（QoS），同时它还有完善的流量控制和拥塞控制，灵活的动态带宽分配与管理，自愈能力强以及安全等优点。ATM虽然结构复杂而且价格昂贵，但它可以综合所有的　电信业务（包括话音、数据和图象），并可实现到桌面。基于这样的优点，结合电力系统行业特性而对通信可靠性的特殊要求，ATM综合业务网已经成了电力通信网的发展方向，随着ATM网络的建成，电力企业通信网“N网合一”的趋势日益明显，ATM网将从业务综合走向网络综合，正在渐渐成为电力通信网的统一传送平台。
一、华北电力集团京津唐通信网业务综述
　　在华北电网的生产、基建中，有几种通信业务是共存的，他们是：行政电话系统、电力调度通信系统、通信综合监测系统、信息中心业务、雷电监测系统、会议电视系统以及EMS计算机系统。下面将结合实际（个别以张家口供电公司为例），分别对这些系统的功能、现状和特性进行介绍。其结构拓扑图如图1所示。
　　1.华北电力行政通信交换网
　　华北电力系统京津唐地区行政通信交换网（简称京津唐电力通信交换网）是一个以石家庄信息产业部第54所HARRIS20-20LH/LX型数字程控交换机为主的交换节点所组成的覆盖华北范围的复合网，是华北电力系统专用通信网的组成部分，也是华北电力调度的备用通信手段。它支持着京津唐电网用户（包括工作用户与居民用户）之间的通信联络，该网采用树型结构，按照行政和地理关系组网。在树型结构上，结合业务需求和通道条件设有少量的直达路由，其汇接中心设在华北电力集团公司，各地区设一个或两个地区汇接中心。地区汇接中心一般设在地区电力/供电公司和发电总厂，华北汇接中心和下级地区汇接中心正向复合网发展。目前，局间中继采用全自动接续，一般为数条4WEM信令方式的通道，少数为2Mbit/s。而每台交换机都与当地的PSTN公用网以数个2Mbit/s的PCM通道相连接，成为公用网的端局或用户交换机。局间中继采用全自动接续，对公用网则为BID+DOD2或DID+DOD1，信令方式主要采用随路信令，而已有ISDN功能的部分则为共路信令。各级汇接中心至端站逐级设置基干路由，交换站间根据话务量建立低呼损直达路由或高效路由。路由选择顺序为发话交换区自下而上，受话交换区自上而下，全网自远而近，首先选择高效直达路由，最后选择基干路由。
　　2.华北电力调度网
　　华北电力调度网是承载华北地区网局级、省级和地区级三级电力调度的通信网。在华北电力调度处，各省级调度机构、地区调度中心以及各个重要的变电站，都有其通信节点。京津唐电网的调度通信网是由30余台北京兆维集团公司的型号为MD110的程控数字调度机组成的复合网。其中，每个下属机构（各地的电厂以及供电公司）拥有一台处于调度大楼的中心节点以及分布于各变电站的数个节点。考虑到调度操作对可靠性的要求，网络要求较为严格，交换节点之间通过多种通道（如微波、载波、光纤）相连接，而且禁止一般行政用户进入。在每两个节点之间，都有数条迂回通道可选。中继通道通常为4WEM方式，采用断续信令接续。
　　3.电力系统综合监测管理网
　　该网是独立的电力通信管理网（PTMN），实现对电力系统通信网中通信设备的综合管理。华北地区的京津唐电力通信管理网由北京、张家口和唐山等地区的监测子网组成，形成一个广域网，每个子网由中心站和数个工作站组成。此网中心站采用100Mbit/s以太网、WindowsNT4.0操作系统和TCP/IP协议，与华北地区电力系统通信网综合监测广域网和企业网（或ATM交换机）互联，它扩充灵活，应用软件和接口设备标准化、模块化。工作站则实时采集，处理各通信站设备和环境的电平、电压、温度、烟雾、防盗等遥测量的实时值，设置门限值，以及分布方式的历史数据库长期存入各种历史信息以便查阅。采用客户/服务器（C/S）方式或浏览/服务器（B/S）方式。
　　通信网监控系统作为电力系统通信网的监视，控制和管理的专网，对电力系统通信网中的传输设备、交换设备以及用户设备等所有相关的设备实施实时监控的功能，且与其他网络互通，实现数据共享。
　　4. 信息中心系统
　　张家口供电公司信息中心系统以BAY公司的SYSTEM5000作为主交换机，DEC公司的ALPHA2100小型机为主服务器。利用此网络提供的性能，可以方便地建立企业内部网，还可以作为华北局广域网的一个用户访问Internet。此快速交换以太网以调度大楼为主，连接包括变电工区、配电营业所、多经所、线路工区在内的多个局域网点，通过微波连接宣所、下所、县供电公司和华北电力集团公司的计算机网络，形成以调度大楼为中心的广域网络。调度大楼本身是一个十七层的局域网，大楼内每个房间设三个站点，共计492个站点，张所80点，宣所80点，下所60点。在此网络上运行着管理信息系统（ZGMIS），包括计划、综合查询、生产技术、生产运行、财务、用电、劳资、安监、基建以及物资及调度SCADA接口等十几个子系统。此外，在办公自动化方面，使用IBM公司的LOTUS NOTES群件实现了事务处理、信息发布、信息查询、公文流转批阅、会议管理、电子邮件以及信息采编等功能。LOTUS NOTES还可以与大型数据库连接实现数据共享和智能处理。
　  5．雷电监测系统
　　雷电监测系统（LLS）是一个实时监测雷电活动的系统。它主要由方向时差探测器（DTF）、中央处理器（NPA）和雷电信息分析显示终端（LIADS）三部分组成。它能实时测量雷电发生的时间、地点、幅值、极性、回击次数等参数，为防雷保护工作提供大量实用数据，并为快速查找输电线路的雷击故障点提供方便。LIADS是雷电定位系统的三个组成部分之一，它是由一个计算机硬件和LIADS专用软件所构成的雷电分析显示终端，主要实现雷击点位置和雷暴运行轨道的显示和雷电信息的分析统计。如雷电信息的实时显示、历史信息的重放显示、目标库编辑功能和故障查询功能等。LIADS收到中央处理器NPA发来的雷电信号后，根据雷电的经纬度，通过一系列的变换、计算、处理，使其成为计算机屏幕图形坐标，并将雷击点及雷电参数定位在屏幕地图上的相应位置（其中彩色电子地图是程序开机后调入内存的）。
　　LIADS既可以作为一个本地终端和NPA同时放在一起，也可以作为远方显示终端远离NPA放置。此时必须建立起LIADS 与NPA 之间的通信通道。雷电分析显示终端的通信采用异步串行双工专线方式。NPA传来的信号经过调制解调器送入计算机的串口，采用ASCII编码，1位起始位，8位数据位，无奇偶校验，波特率为300—14400之间可选，视通信方式而定。
　　6.会议电视
　　会议电视是利用电力系统充裕的通信传输通道带宽容量，结合电力系统地域分布广的实际情况而采用的一种异地与会者在虚拟会场中开会的形式。利用视频、音频采集系统，以及高速宽带传输，将分布在各不同地点的分会场的与会者的声像信号发送和接收，用来实时而高效地实现信息的传达和交互。声像信号被采集、量化、编码、压缩，最后导入通道。