第３２卷第２２３期 ２０１１年５月１０日 电力系统通信 Ｖｏ１．３２ ＮＯ．２２３ Ｍａｙ １０，２０１ １ ．Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ６５． 国家电网公司“十二五＂骨干传输网的发展 金广祥，张大伟，李伯中 （周息通信仃限公司，北京１００７６１） 摘要：“十一五”期间，骨干传输网较好地完成了保障电力生产与支撑企业信息化管理的双重 任务 “十二五”期间，科学合理地规划骨干通信网需要制定完善有效的规划原则与目标、科 学准确地分析业务需求、采用先进适用的技术以及规划切实可行的网络方案等，这些都 决定着“十二五”期间，骨干传输网能否实现通信网“技术先进、布局合理、传输顺畅”的目标， 能否在“十一五”科学发展的基础上根据新业务、新需求、新变化而继续正确前行。 关键词：“十二五”规划；传输网；电力通信 中图分类号：ＴＮ９１５ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００５—７６４１（２０１１）０５—００６５—０５ Ｏ 引言 “十一五”期间，国家电网骨干传输网在《国家 电网公司“十一五”通信发展规划》的指导下，各级 传输网络不断完善，安全生产保障能力和信息化 业务承载能力逐年提高，地完成了“十一五” 于“十五”末总规模的２倍。各级传输网的网架结 构得到完善，公司一级骨干光通信网在“十一五” 初期“三纵四横”网架基础上，建成覆盖东北部、西 部、西南部、东部、东南部的结构稳定、层次清晰的 骨干光纤环网，二、三级骨干传输网也基本形成环 网结构．网络安全性得到进一步提升。 规划确定的规划目标，为电网的发展提供了有力 随着业务需求的快速发展，通信系统通信容 量不断增长，一、二、三级通信网光通信系统传输 速率从２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ和６２２ Ｍｂｉｄｓ为主向１０ Ｇｂｉｔ／ｓ 和２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ为主发展．波分复用技术（ＷＤＭ）在 的通信保障。 “十二五”期间，国家电网公司深化电网发展 方式和公司发展方式转变．加快推动坚强智能电 网建设，大力开展信息系统深化应用和ＳＧ—ＥＲＰ （Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｅｖｅｎｔ—ｒｅｌａｔｅｄ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ，国家电网资 部分地区得到应用，四级通信网光通信系统以 ６２２ Ｍｂｉｔ／ｓ和１５５ Ｍｂｉｔ／ｓ速率为主。 源计划）系统建设，电网发展和公司发展对通信系 统的支撑能力、管理水平提出了全新要求。面对通 传输网承载能力和可靠性水平的提升．为保 护、安全控制、调度自动化等生产类业务通道的安 信网面临的机遇与挑战。公司骨干传输网在接下 来的５年将有重大的发展，文章对《国家电网公司 全性提供了充分保障，为交换网、综合数据网、电 视电话会议系统等业务应用系统的发展铺平了道 路。 “十二五”通信网规划》骨干传输网现状、业务需 求、技术选择、网络规划方案等方面进行了分析。 ２面临的形势及需求分析 ２。１ 需求分析 １ 现状及“十一五＂成就 “十一五”期间，光纤通信成为主要的传输网 技术手段，形成了以光纤通信为主，微波、载波、卫 星等多种传输技术并存的国家电网骨干传输网 络。 作为坚强智能电网重要的基础支撑平台，各 级生产调度、通信服务、信息化业务对通信的需求 使通信网在发电、输电、变电、配电、用电和调度的 各个环节以及公司建设、运行、生产、营销、管理等 领域的支撑作用日趋重要。传输网作为通信网的 传输网装备水平快速发展．５年的增量接近 ・６６・ 电 力 系 绲 ｃ亟 秸 基础传送网，对业务需求与特点的深入研究与分 析成为传输网发展的一个关键导引，同时也关系 到通信网是否具备支撑电网与企业的发展能力。 按照电网生产、运行及企业管理、经营的特 点，电力传输网承载的业务类型可划分为电网生 超过１０ Ｇｂｉｔ／ｓ。 ２．２面临的形势 尽管在“十一五”期间国家电网骨干传输网得 到了长足的发展．不可回避的是，骨干传输网依然 存在着许多亟需解决的问题．这其中包括传输网 产调度业务、管理信息化两大类业务。 ２．１．１电网生产调度业务 电网生产调度业务包括电网调度电话，电力 系统专有业务和调度、生产管理系统业务等。电力 系统专有业务包括：系统继电保护／远方保护与安 全自动装置等。主要用于传送各类远方保护及安 全稳定控制信号，是保证电网安全、稳定运行必不 可少的传输信号，要求极高的可靠性、依赖性和较 短的传输时延。调度、生产管理系统业务包括：调 度自动化系统、电能量计量系统等。调度、生产管 理系统业务对传输时延要求较电力系统专有业务 要低，但对数据传输的可靠性和安全性要求较高。 电网生产调度业务主要是汇聚型业务，各级 电网的直调变电站、直调电厂，下级机构的电网生 产类业务通过本级通信网向相应的调度中心汇 集。 ２．１．２管理信息化业务 公司管理信息化业务主要分为服务于公司日 常工作管理的管理服务业务及信息化业务。其中， 管理服务业务包括：行政电话交换业务、电视电话 会议业务、应急指挥通信业务等。此类业务一般基 于ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ，同步数字 体系）进行承载，随着业务ＩＰ化的演进，公司管理 服务业务逐步向ＩＰ网络承载模式转变。 公司信息化业务主要包括人财物集约化、人 资管理、财务管理、物资管理等业务。 公司管理信息业务中的管理服务业务主要包 括行政电话交换业务、电视电话会议业务及应急 指挥通信业务，此类业务的语音和数据主要在各 级电网机构之间传输。公司信息化业务以ＳＧ— ＥＲＰ业务和数据容灾中心业务为主。 “十二五”期间，随着公司在北京、上海、西安 三地的容灾中心、数据中心以及各省第二数据汇 聚点建设，数据业务对传输网带宽的需求明显增 加，根据骨干传输网带宽预测结果，国家电网至区 域电网公司断面最大带宽需求预计超过２０ Ｇｂｉｔ／ｓ。 区域电网公司至各省电力公司带宽需求也有多处 规模日益扩大带来的网络管理问题、电力系统“智 能电网”战略给通信网带来的挑战与机遇、电力企 业信息化发展为通信网提出的新要求等。 部分跨网、跨省、跨地市的区段通信网架结构 薄弱、带宽瓶颈等问题仍较突出，通信网整体保障 能力受到制约。 一些主要通道交叉承载多条输电线路的保 护、安控等重要业务，安全压力较大，并且，由于上 面承载的多条线路不可能同时停电检修，有些电 路自投产以来一直带重要业务运行．直到发生故 障才能安排抢修。另外，同一通信传输设备中既承 载了区间型的保护实时业务．又承载了区间外的 非实时业务，各类业务特性不同。要求不同，但都 很重要，运行中发生矛盾时较难兼顾．建设中也难 以实现按需优化 虽然“十一五”规划已充分考虑了适当的发展 裕度，较好地满足了电网生产和企业管理各方面 业务增长的需要，但是，近年来公司加快推进“两 个转变”，电网加速发展、信息化工程快速发展，生 产和管理信息量激增，通信带宽余量消耗很快，部 分区段几乎已无可用资源。更难以适应今后５～ １０年内持续快速发展的要求，通信网发展面临较 大的技术台阶和投资需求。以一级通信网为例，到 “十一五”末期，骨干通信传输网２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ光传输 网络平均带宽使用率已超过９５％，部分区域甚至 达到了１００％。 现有的传输网已严重不能满足“十二五”期间 业务发展的需要，因此，有必要在“十二五”期间建 设覆盖国家电网公司至网、省公司的、具有大容 量、大颗粒业务调度能力的、便于灵活组网及扩容 的骨干传输网大容量传送平台。 因此，“十二五”期间一方面要对现有ＳＤＨ网 络进行强化和优化，以保证电网实时控制业务的 可靠传送，另一方面需建设骨干通信网第二传输 系统，以满足非实时、高带宽ＩＰ业务的快速增长 需要 ・专题解读・ 金广祥等 国家电网公司“十二五”骨干传输网的发展 ３骨干传输网技术发展 针对电网实时控制业务以及企业管理信息等 业务的不同特点，根据骨干传输网的建设需求，国 家电网骨干传输网双平面结构需要对所采用的技 术特点与电力系统适用性进行深入研究。下 面是对几种传输网技术的简要分析： ３．１ ＳＤＨ技术 ＳＤＨ是一种将复接、线路传输及交换功能融 为一体的综合信息传送网络，也是目前国家电网 骨干传输网巾应用最为广泛的通信技术。ＳＤＨ设 备可将不同传输速率的数字信号灵活地进行分又 复用。ＳＤＨ信号的帧结构中安排了丰富的、用于管 理的开销字节，网络的运行、管理和维护（ＯＡＭ）功 能很强．提升了网络的效率和可靠性。ＳＤＨ光系统 线路速率从１５５ Ｍｂｉｔ／ｓ至１０ Ｇｂｉｔ／ｓ，目前骨干网中 应用的ＳＤＨ系统速率多为２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ和１０ Ｇｂｉｔ／ｓ。 ＳＤＨ适用于长距离传输，２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ无中继传输距 离可达到３００ ｋｍ以上。 ３．２ 密集波分（ＤＷＤＭ）与ＯＴＮ ＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉ— ｐｌｅｘｉｎｇ，密集型光波复用）是通过精确的波长调制 技术及光合／分波技术，实现在一对光纤中传送多 路光信号．并可在光层对业务进行调度的通信方 式。目前，ＤＷＤＭ从早期的８波、１６波系统逐步向 ４０波、８０波、１６０波等更大容量演进，单波的传送 容量以１０ Ｇ为主。 ＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ，光传送网） 技术近年来发展迅速，它是以波分复用技术为基 础．包括了光层和电层的完整体系结构及业务调 度能力，各层都有相应的管理监控机制，可以提供 较为完善的ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ 操作管理与维护）功能。ＯＴＮ设备具 备基于ＯＤＵｋ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ ｋ，光数 据单元厶）级别的电路交叉能力，将电路交换粒度 南ＳＤＨ的１５５ Ｍ提高至ＧＥ／２．５Ｇ，从而实现大颗 粒业务的接入、调度和保护。ＯＴＮ技术以ＤＷＤＭ 技术为基础，包括了ＤＷＤＭ技术所有的优点及技 术特征，同时，ＯＴＮ设备具备电层的交叉连接，能 够完成光层和电层间的灵活业务调度，并可提供 业务级的保护及ＯＡＭ功能。 ＤＷＤＭ和ＯＴＮ技术是大容量传送平台的良 ．６７． 好选择。 ３．３ ＰＴＮ技术 ＰＴＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ，分组传送网） 采用分组交换技术，集成了二层设备的统计复用、 组播等功能，大大提升网络带宽利用率。同时，采 用面向连接的分组技术．可以基于ＬＳＰ（Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｐａｔｈ，标签交换路径）实现路径和带宽规 划、隧道监控和保护等，从而实现流量Ｔ程和多业 务的ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ，服务质量）传送。设 备提供多种业务接口（Ｅ１、１５５ Ｍ、ＦＥ（Ｆａｓｔ Ｅｔｈｅｒ． ｎｅｔ，快速以太网）、ＧＥ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ，１ ０００ Ｍ 以太网）、１０ＣＥ等）。 ＰＴＮ设备在全球范围已陆续开始规模应用， 但部分技术标准尚未冻结、标准化滞后导致各厂 商产品尚未定型，设备成熟度不高。ＰＴＮ技术主要 定位于城域应用，设备接口为ＧＥ或１０ＧＥ以太光 口，传输距离较近，一般不超过１００ ｋｍ。 通过对上述技术的分析比较，ＳＤＨ技术所具 有的成熟、可靠、接口丰富、适合超长站距传输等 优点，符合电网生产控制业务的特点，适合于一平 面建设，用于传送生产实时业务；ＤＷＤＭ技术的 传输带宽大、扩容升级方便等特点，更适合于二平 面建设，用于传送高带宽需求的信息业务。 ４传输网建设技术原则 通信技术在发展历程中经历了从模拟化到数 字化，再到ＩＰ化的快速发展过程，各种技术的应 用周期日趋缩短。通信新技术的出现，一方面对社 会信息化发展和通信质量的提高都起到了不可估 量的作用．另一方面通信技术的快速发展也对传 统通信技术的、标准、互联等方面产生了极其 重大的影响。因此，要准确把握通信技术的发展方 向，合理、有效地选择新技术，同时要注意保护现 有技术和设备的投资，不断挖掘潜力，使其发挥出 最大的经济效益和社会效益。 “十二五”期间．骨干传输网一方面要对现有 网络进行强化和优化。重点保证电网实时控制业 务的可靠传送，另一方面，建设基于波分复用技术 的传输网络第二平面，重点满足非实时、高带宽ＩＰ 业务的快速增长需要。 国家电网公司将在“十二五”期间大力发展特 高压电网建设。特高压电网远距离、大容量、低损 ・６８・ 电 力 系 饶 ｃ童 秸 耗等优越性和潮流相对集中、涉及范围较广等运 行控制特点，要求通信网的覆盖范围和安全可靠 性必须与之相适应。“十二五”期间按照电网发展 ５．１ ＳＤＨ传输网 “十二五”期间是我国特高压电网发展的重要 阶段。在“十一五”五个环网结构的基础上，通过特 要求，结合通信点，需建设和完善光纤通信网 络，调整和优化网络结构，发挥网络整体优势，提 高网络可靠性和运行效率，以满足坚强智能电网 建设需要。在边远地区和通信站之间距离较长情 高压配套通信系统建设，形成“四纵五横”光缆网 架为核心的网状结构，为电网调度生产业务提供 可靠支撑。对骨干传输网光缆薄弱地区进行加强、 优化。对现网中设备运行不稳定，设备停产无法提 况下．可考虑采用超长站距传输技术，降低建设和 运行成本。 电网调度分析计算在线化，调度运行管理精 益化．备用调度建设．公司信息化ＳＧ—ＥＲＰ工程、 集中式容灾中心等都将使通信网带宽需求量迅猛 增长。为满足业务需求，国家电网一、二、三级骨干 传输网采用双网结构，以满足业务对高带宽的需 求。根据通信业务需求采用ＳＤＨ或ＤＷＤＭ技术 ５规划目标及重点 “十二五”期间，公司骨干传输网形成基于 ＳＤＨ技术和波分复用技术的宽带传输网络，形成 环形和网状网网架结构的传输网，提高传输网的 自愈能力：骨干传输网扩展延伸至３５ ｋＶ变电站， 形成上下贯通、覆盖范围更广、覆盖率水平更高的 通信传输网，充分满足电网的业务承载和接入网 汇聚接入要求：骨干传输网波分复用传输系统统 一规划、统一设计、资源共享，并充分利用各级骨 干传输网的相关资源，互补互援。 通过强化和优化网架结构、扩充完善ＳＤＨ网 络、建设波分复用网络，使骨干通信网可靠性、覆 盖范围、覆盖水平和带宽承载能力显著提升，打破 带宽瓶颈，提高网络质量，保证特高压和各级电网 安全稳定运行，满足公司信息化ＳＧ—ＥＲＰ建设与 深化应用需求。 根据业务发展需求和带宽测算结果，通过对 技术的研究与分析，在“十二五”期间，一、二、 三级骨干传输网采用ＳＤＨ和ＤＷＤＭ技术的 双网结构，其中ＳＤＨ传输网主要用于承载电力调 度及生产实时控制业务。重点覆盖网省公司和省 级以上直调厂站。ＤＷＤＭ传输网（传输网第二平 面）主要承载公司系统管理信息化等数据业务，重 点覆盖网省公司、集中式容灾中心等管理信息集 中的站点，满足上述业务高带宽的要求。 供充足备品备件，并且承载重要业务的通信电路 进行改造，优化骨干网络架构、扩大覆盖范围、增 强网络抵御多点故障的能力。 ５．２ ＤＷＤＭ传输网 为提升网络规划、建设的集约化水平，加强各 级通信网络之间的有效衔接，有效降低设备投资， 避免重复建设，并对网络建成后的运行维护管理 及业务调度奠定良好的基础。一、二级骨干传输网 在规划中统一规划、协调发展、高度整合、互为补 充。 通过骨干传输网ＤＷＤＭ网络（传输网第二平 面）的统一规划，充分利用和整合各级骨干网现有 光纤、网络资源，实现资源互补与共享，将网架结 构整体优化，消除不同层级网络之间的互联瓶颈。 实现业务端到端管理和调度，全面提升网络的安 全性、灵活性、可管理性、可扩展性及容灾恢复能 力，大大提升网络的带宽容量，为公司信息业务、 智能电网业务提供有力的通信网络支撑。 根据网络承载业务特点及带宽预测结果。 ＤＷＤＭ网络以公司至区域电网公司光通信电路 为核心，覆盖公司国家电网公司系统各网、省公司 及信息业务量较大、带宽需求较高节点。网络采用 ＤＷＤＭ技术进行组网，带宽总容量为ｎ￣１０ Ｇｂｉｔ／ｓ， 网络建设初期按需进行配置。 ６ 结语 通过科学合理规划和精心组织建设．“十二五” 期间，国家电网公司系统基础光纤网络结构进一 步加强，随着各级电网的建设。光缆网络结构逐步 向网状网过渡，通信网结构薄弱区段得到加强，光 缆密度加大，网孔缩小，面向业务可提供更加丰富 的路由选择。通过光缆的双重化覆盖、传输设备双 重化配置。通过采用灵活可靠的保护和恢复策略， 实现任何一个站点或多点故障，不影响整体系统 稳定运行，具备抗单点、多点故障的能力，网络可 ・专题解读・ 金广祥等 国家电网公司“十二五”骨干传输网的发展 ．６９． 靠性显著提升，能够满足Ｎ一１情况下光纤传输网 的正常运行． ．传输带宽由２．５ Ｇｂｉｔ／ｓ为主，向】０ Ｇｂｉｔ／ｓ或 ｎｘｌＯ Ｇｂｉｔ／ｓ为主演进，传输网技术由ＳＤＨ为 金广祥（１９８Ｏ一），男，吉林通榆人，工程师，从事电力 通信系统规划与设计工作 张大伟（１９７９一），男，黑龙江哈尔滨人，工程师，从事 电力通信系统发展与规划研究与管理工作 主，向ＳＤＨ、ＤＷＤＭ共同发展演进，通信网承载能 力明显提升，各级网络协同发展水平、面向业务的 李伯中（１９７７一），男，黑龙江巴彦人，高级工程师，从 事电力通信系统管理工作 （收稿日期：２（）１１－０３一（１ｌ：修回日期：２…１－０３－２９） 管控和支撑能力显著增强。大颗粒数据业务向第 二平面转移，通信网分层、分区、分业务的管理日 益清晰。 （Ｚ１ ） Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＳＧＣＣ Ｓ ｂａｃｋｂｏｎｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ “１２ｔｈ Ｆｉｖｅ－Ｙｅａｒ Ｐｌａｎ’’ｐｅｒｉｏｄ ＺＨＡ０ 一ｙａｈ‘．ＺＨＡＮＧ Ｉ）ａ—ｗｅｉ ｆ１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｈｉｎａ，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＣｍｎＩｎｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｄｅｐｔ．，Ｂｅｉｊｉ，ｌｇ １００１９２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆Ｔｅｌｅｃｏｍｎｍｎｉｅａｔｉｍ１．Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１ ７６．Ｃｈｉｎａ１ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ“Ｅｌｅｖｅｎｔｈ Ｆｉｖｅ．ｙｅａｒ Ｐ１ａｎ”ｐｅｒｉｏｄ．ｔｈｅ １）ａｃｋｂｏｍ ｌ ｒａｎｓＩｌｌｉＳＳｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｌａｓ ｆｕｌｉ１１ｆｅｄ ｔｈｅ ｔａｓｋ ｏｆ ｇｕａｒ－ ａｎｔｅｅｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅｓ．Ｄｕｒｉｎｇ ｌｈｅ “Ｔｗｅｌｔｈ Ｆｉｆｖｅ—ｙｅｍ Ｐｌａｎ”ｐｅｒｉｏｄ．ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｗｏｒｋ ｗｉｌｌ ｂｅ ｎｅｅｄｅｄ：ｍａｋｉｎｇ ｐｅｒｆｅｃｔ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ，ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ａｎｄ ａｃ（：ｕｒａｔｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｄｏｐｔｉｎｇ ａｄｖａｎｃｅｄ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ａｌｌ 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