电力数据通信网传输通道优化探讨

摘要：本文简要介绍了阳泉电力数据通信网当前的发展现状和存在传输电路物理连接复杂且故障点多、传输带宽窄不能满足营销视频专网传输需求等问题，并就这些问题的具体解决办法进行了详尽阐述。

关键词：数据通信网；传输通道；电力数据；阳泉

1电力数据通信网的发展现状及其重要作用

1）发展现状。从地区数据网初建成至今，阳泉电力数据通信网已经覆盖了整个阳泉地区，包括县、区支公司10kV营业所和电工组在内的所有站点实现了数据通信，组网结构见图1。目前，阳泉地调配置了两台NE40E-E核心路由器，相互之间以千兆网络连接，互为备用。县区支公司各配置一台NE40-E路由器，站点配置一台华为2813路由器。其中，地调与县、区支公司之间传输通道的带宽为2×155Mb/s，110kV站点直接接入地调NE40E-2，完成数据业务的传输，传输带宽为2×2Mb/s或4×2Mb/s；各县、区支公司所辖站点的数据分别在县、区支公司NE40E路由器上进行汇聚，地区通过访问县、区支公司中心路由器数据库获取需要站点乃至整个支公司的数据信息。地调的NE40E-1，NE40E-2两台设备以光纤直连方式接入国网山西省电力公司（以下简称省公司）7610路由器，实现了地区数据与省公司数据网络的分层管理与集中管理。2）电力安全生产中的重要作用。随着阳泉电力光纤通信网在阳泉地区覆盖范围的逐步扩大，电力数据通信网也随之发展并在公司电力安全生产及行政办公等工作中发挥着越来越重要的作用。目前，阳泉电力数据通信网上承载着公司电能量的采集系统、营销系统、视频系统、PMIS系统、NGN系统以及电源监控系统等大量电力专用网络信息，已经成为阳泉电网不可分割的重要组成部分。保证数据网通道的良好运行，为电力安全生产与行政提供优质、可靠的传输通道，成为通信人员不可推卸的责任。

2阳泉电力数据通信网存在的主要问题

2.1传输电路物理连接复杂且故障点多

这一问题由地区通信网的阶段性发展而产生。早期，国网山西省电力公司阳泉供电公司（以下简称阳泉公司）没有自己的核心路由器，按照省公司对所辖220kV变数据通信网4Mb/s带宽要求、传输路由分离的原则开通了已有站点的数据传输通道，并将这些通道直接挂接在省公司7609路由器上，依靠省公司的路由器来实现数据传输，先后接入了地区所辖的12个110kV变电站。在地区数据网建设初期，受通信调度中心传输设备容量和站端设备传输速率及上下业务容量等条件的限制，工作人员只对没有数据传输通道的110kV站点进行了运行方式的规划和调试开通；对已经开通了数据传输通道的站点则保留了原来的传输模式，并对这些站点做了符合地区路由器要求的IP规划，而后将其从省公司7609路由器网口拆下，直接接在了地区通信网NE40E-2上。经过这两个阶段的工作后，实现了地区数据网与省级数据网的分级管理。调整后的电路连接见图2。从图2可以看出，阳泉公司的传输路由没有实现完全的独立。经过对2014—2015年数据网通道故障的原因统计分析，发现在目前这种运行状态下，容易引发两种问题。1）2Mb/s头松动或断路导致传输通道中断。在日常的电路开通与运行维护当中，数字通信人员几乎每天都在数字配线架上工作。数配上模块的上下转动、2Mb/s的连接或环测等工作，很容易拉升已经连接的2Mb/s线，引发2Mb/s线接触不良、2Mb/s头松动或断路等现象的发生，进而导致电路中断，所以确定数字配线架是导致数据通信网故障高发的一个故障点。2）2Mb/s头环回或短路导致对端信号中断。这种故障由使用的协议转换器的输入与输出电路的设计现状引发。图3和图4是在用协议转换器的输入与输出工作原理图。在正常情况下，协议转换器的输入端送入两路2Mb/s电信号，输出端送出一个4Mb/s带宽的网络信号（见图3）；当输入端任一2Mb/s电路发生短路或环回等非正常情况时，将使输出端的收、发线发生短路，从而导致协议转换器无信号输出（见图4）。这种情况直接影响到相应站点MIS、营销等网络的正常运营。这就是说，只有保证地调站和终端站两端协议转换器的输入端信号正常输入，才能保证通道信号的正常传输。由于工作中无法彻底避免2Mb/s线接触不良、2Mb/s头松动或短路等现象的发生，因此还需提防此类故障的发生。据2014—2015年数据网的故障统计数据表明，全年通信数据网的故障总次数为21次，由此类原因引发的故障就达10次，占到了全年故障率的40%。所以协议转换器为导致数据通信网故障高发的另一个故障点。

2.2传输带宽窄不能满足营销视频专网传输需求

目前，数据网上承载的业务种类复杂多样，不仅对传输可靠性提出要求，也对传输带宽提出了要求。随着营销视频网在数据网上的传输，原有站点4Mb/s的带宽已经不能满足图像清晰传输的需求，必须为其提供至少8Mb/s的带宽，这也是结构调整以后遗留的一个问题。2.3光传输设备网卡存在瓶颈目前，通信数据网电路主要采用以太网技术实现数据的信号传输。但是，受当前产品制造技术的限制，传输设备还无法满足营销网信号传输的需求。目前在用光传输设备的网卡最高传输速率为12.28Mb/s，而营销网间信号速率高达16.384Mb/s，明显高于光传输设备网卡的现有速率。这个瓶颈的存在，使得营销大包因拥堵而丢包甚至中断现象频发，也是有待解决的一个问题。

3解决方案

1）针对早期站点传输电路物理连接复杂、故障点多等问题，工作人员利用以太网传输技术进行信号传输，优化电路结构，去除现有电路中的协议转换器和数配两个物理环节，利用现有光传输设备的以太网传输技术进行信号传输，并按照传输电路最短路由设计原则进行规划，综合考虑传输电路中间节点数量，尽量缩减中间环节，达到减少故障点引发点的目的。优化后传输电路连接见图5．2）针对传输带宽窄，不能满足专用网络传输需求的问题，工作人员根据不同专网信号对传输质量和带宽提出具体要求，结合地区现有资源使用情况和分配原则，按照地区主干支撑网传输资源分配原则，合理规划并进行2Mb/s时隙分配的再分配或者重新分配，将传输带宽由原来的4Mb/s扩展为10Mb/s，彻底解决营销视频图像清晰传输的需求。3）针对光传输设备网卡瓶颈引发的拥堵而丢包问题，阳泉公司组成以公司通信专家为首的通信攻关队伍，联合专业能手和技术专家，在实验基地采用仿真故障排查整改法，对所有可行方法进行反复试验和结果分析评估，最终按照拥堵程度的不同，提炼出了外口关启和帧长调幅两种释放网卡端口数码流的方法，并形成2min解决问题的标准化的操作流程，有效解决了当前问题。

4未来数据通信网的业务应用

目前，阳泉地区数据通信网资源丰富，功能强大，业务承载范围广泛，组网结构完善可靠，已相继调试开通8个220kV、27个110kV、21个35kV及18个供电营业所、近20个电工组的生产MIS、视频监控、通信电源、营销和电能量采集等数据业务。阳泉数据通信网已经成为阳泉电网不可分割的重要组成部分。未来，阳泉公司将建立ASON网络和数据网容灾系统，使网络更加完善，结构更加坚强稳固，为电网安全生产、营销优质服务水平和现代化管理水平的提高、未来信息化智能电网建设提供更加坚强的通信保障。

作者：甄玉蓉 单位：国网山西省电力公司阳泉供电公司