摘 要 未來的三峽區域電力通信網應充分運用一體化概念。采用一體化網絡平臺，設立網絡管理中心，形成交換與傳輸一體化；調度網與行政網兩網合一；電話、數據、視像綜合的用戶接入網；多環重疊的光纖自念網；多種業務、多種帶寬的一體化綜合業務數字通信網絡。
關鍵詞 電力通信網 用戶接入 網絡平臺 綜合業務
未來的三峽電站，主體工程設計裝機18200MW，是中國乃至世界最大的水力發電站之一。2003年首批機組發電后，三峽電站將與華中、華東及四川電網聯網，供電范圍半徑為1000余km；繼而促成以三峽電站為中心，以華中電網為依托的全國大電網的形成。伴隨三峽電力的外送，使得電網調度自動化系統、安全穩定控制系統的重要文撐網絡——電力專用通信網的合理構成及可靠性，便成為一個不可忽視的問題。
針對三峽電站通信網的設計，結合葛洲壩電站通信網形成的歷史經驗，及當前通信技術的現狀和發展趨勢，談幾點看法。
1 長江委初設中的三峽區域通信網
三峽工程是一個集發電、防洪、航運于一體的綜合性水利樞紐，三峽電站是其中的主體部分。在長江委的初設方案中：分別服務于發電、防洪、航運的各個部門，都通過各自的程控交換機，以中繼線的形式相互連通，從而形成一個統一的通信網絡——三峽區域電力通信網。
1.1 布局
從左岸生活辦公區域起，依次有永久船閘、升船機、左岸500kV交直流換流站、左岸電站、泄洪閘、右岸電站、右岸500kV交直流換流站等。各區域通過橫貫三峽大壩和西陵大橋的兩條光纜，形成一個環狀路的傳輸網絡，連接著若干用于生產調度的調度交換機，和用于行政辦公和生活服務的行政交換機。
由于三峽與葛洲壩水利樞紐之間緊密的梯級聯調關系，三峽左岸經高速公路至葛洲壩、和自葛洲壩大江500kV開關站沿輸電線至三峽右岸的兩條路由的光纜將兩個樞紐緊密相連。
1.2 網絡結構
傳輸上是以光纜為主干路由的同步數字傳輸系列(SDH)將各個區域連接而成為兩個互聯的環狀網絡。網絡容量為STM-1，傳輸速率為155Mb/s。按區域可分為內環和外環，內環為三峽壩區內各通信站點連接形成的環路，外環為三峽壩區與葛洲壩之間連成的環路。兩環既相互獨立又互相連接，亦具備自愈能力。
交換上是以各生產區域的調度程控交換機組成的生產調度交換網，和辦公生活區域的行政程控交換機組成的辦公行政交換網，通過SDH網交叉連接而形成。按功能可分為調度用。
分設有左岸辦公生活區、左岸通信中心、右岸通信中心與葛洲壩大江500kV開關站通信中心等4個設備中心，放置傳輸與交換的主設備。傳輸網與交換網、調度網與行政網均在中心內互連匯接。其中左岸通信中心為三峽區域的匯接中心。承擔著與公用通信網、電力專用通信網、和衛星通信網的連接。
1.3 結構特點
由光纜和SDH設備構成的雙環自愈傳輸網；由數臺調度程控交換機構成的調度通信網；由若干行政程控交換機構成的行政通信網；在結構、功能、業務和設備管理等諸方面，均能獨立生存和清晰分割。
這種交換與傳輸在設備上分離；調度通信與行政通信在網絡上獨立并存的通信網結構，有可能出現設備種類、型號過多，信令接口繁雜、通信網絡監控管理困難、設備維護不便等問題。尤其是當信息的主體變為高速數據、活動圖像后，將會導致網絡無法平滑升級、新的業務不能迅速開展、設備可靠性不一致、通道利用率低下等弊端。當2003年首批機組發電到2009年工程竣工后，一些發電初期投運的通信設備，將會跟不上技術進步及生產使用需求而面臨更新換代。在葛洲壩電站就出現通信設備多次更新淘汰的局面。
2 三峽區域電力通信網的構想
在未來三峽電力通信網的方案設計中，宜本著通信網絡的一次規劃，分步實施，長期受益的原則。充分吸收新技術、新觀念，以靈活可靠的網絡結構，先進完善的設備配置，構造一個能以最佳狀態，滿足三峽電力調度短期和長遠需求的現代通信網。
2.1 一體化網絡平臺
一體化網絡平臺，是一種通用的適應各種通信業務的需要，并滿足未來發展需求的網絡核心設備。是在數字程控交換機技術基礎上發展起來的，滿足多方需求的，多種業務的數字交換平臺。
(1)傳輸與交換的一體化
長委會初設方案中的光纖SDH(同步傳輸)技術及設備，是在國際上已廣泛應用的比較成熟的技術，并已開始在國內通信網絡中大量的投入使用。隨著計算機控制技術及光纖技術的發展，許多數字程控交換機的主控之間、主控與被控之間都已使用光纖連接傳輸數據和信息。特別是虛擬總局方式的出現，以基礎模塊實現的遠端交換模塊，一般都運用光纖與主機相連。交換與傳輸已無清晰的界線。在某些主流設備中，已將SDH的相關標準做為標準接口，內嵌入交換設備中，消除了嚴格意義上傳輸與交換的分界線。
在三峽電力通信網中，宜采用一體化網絡平臺；只設一個網絡管理中心。現以其放置在左岸通信中心考慮；除該點以外，所有的交換節點均不設獨立的程控交換機；僅以遠端模塊的方式構成虛擬總局；以單模光纖實現模塊間的通信。
在雙環光纖自愈環的傳輸網主干路由中，理想化的SDH設備配置方案，其SDH的分插復接設備(ADM)、數字交叉連接設備(DXC)都應集成在一體化網絡平臺各模塊內部。因此，SDH的雙環自愈網中的節點設備都不會單獨存在，而是作為一體化網絡平臺的一個分盤或一塊外圍接口板出現在設備中。在內置式SDH傳輸設備中，一對155M光纖可分接多個遠端模塊；在每個光節點上(OPN)可動態分配帶寬，可任意上下話路。
(2)窄帶與寬帶的分步實施
在長江委的初設中，工業電視監控系統和雙向語音傳呼系統是與調度監控系統放在一起而獨立成網的。這種方案在模擬視頻技術階段，是一種比較合理的方案。但是在數字視頻技術、圖象壓縮編碼、視頻數字傳輸技術發展成熟的現代，圖象通信已是綜合數字業務網(ISDN)中一種應用十分廣泛的業務。工業電視、會議電視、可視電話、視頻點播，都已成熟地在通信系統中大量應用。
因此，將工業電視監控系統和雙向語音傳呼系統，納入通信網統一考慮是必要且有利的。現有的技術設備中窄帶綜合業務數字網(N-ISDN)是成熟的，并已廣泛應用。許多廠家設備，支持按需分配帶寬，提供N×64Kbit/s的廣帶(Wideband)交換，并能保持八個64Kbit/s時隙的正確順序。即多信道交換，以適應目前的高速數據、會議電視及遠程教學的需要。一體化網絡平臺的概念及計算機互連網(Internet)的發展趨勢，使計算機網會很快地融入通信網，原因有兩點：①通信網是通達范圍最廣泛、最深入的網絡；②通信網是運行最成熟、最穩定的網絡。作為數據業務的代表“Internet”，正是充分地依托了現有的通信網絡，而得以迅猛擴張。在未來的電力運行信息傳送中，數據將成為電力通信網重要的傳送對象，三峽區域的計算機網融于一體化網絡平臺是最合理的發展趨勢。
從發展看，特別是電力網復雜化，長距離輸電的計算機實時自動化控制信息，圖形化數據，活動圖像數據，可視會議系統及現場環境實時監視等，都需要在寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)上與多媒體技術相聯系。特別是突發事件出現的情況下，三峽電站的26臺大機組的運行數據、大壩觀測數據、水情水文數據等，這些實時動態數據的采集分析、處理，以及異常報警和對策提示或調控時，會有突發性的大容量數據向調度中心或某一點傳送。這種狀況窄帶綜合業務數字網是無法適應的，它將會造成系統過負荷阻塞、甚至造成網絡崩潰。因而，寬帶綜合業務是三峽區域電力通信網發展的必然。
2.2 調度網與行政網的兩網合一
調度通信網與行政通信網的分離是有著其歷史原因，由于技術設備的可靠性及管理上等諸多原因，形成了如今的大多數電力生產企業分別有著行政和調度兩套獨立運行或中繼互連的網絡。
行政通信網的交換設備一般為數字程控交換機。由于國家行業管理政策的限定，程控交換機的制造廠家都具有一定的技術力量，及嚴格的質量保障體系對其進行技術支撐。另一方面，程控交換機通過具有完善的檢測硬件故障和軟件故障的措施，一但發生故障能自動隔離，并自動進行定位診斷。主備冗余、分散控制、軟件容錯、網絡自愈等技術，有效地保障了設備可靠的運行。
在功能上，數字程控交換機已完全覆蓋了調度機。現在市場上功能齊全的調度機，無一不是在程控用戶交換機的基本型上改型的。調度臺作為一個ISDN功能組件而存在，采用B＋D、2B＋D接口與主機相連。有的調度臺與主機采用RS422或RS485接口形式連接，將調度臺作為主機的數據終端，把主機用戶端口的狀態數據傳送給調度臺，并將調度臺的操作數據傳送給主機。因此，從技術的先進性和功能的覆蓋及可靠性方面，行政通信網的交換機是完全可以替代調度機，從而一體化。
由此可見，未來的三峽電力通信網中，各生產調度部門的調度程控交換機不宜分設，而由一體化網絡平臺的遠端模塊和智能調度臺來完成調度通信功能。嚴格分離的調度網和行政網就不會出現。
2.3 通信網管監測體系合理
在分離系統中，傳輸網有著傳輸網管系統，交換網有著交換網管系統。不同的設備與不同的網管系統，界面不一致，接口不相同，協議有差異，數據格式不透明，給維護管理將會帶來很大的困難。而建立在一體化網絡平臺上的網管系統，將不會存在上述情況。其完善的通信網管系統不僅能及時地對通信網進行監測、控制，提供維護手段；而且可增強路由迂回能力，大大提高通信網的可靠性、安全性、靈活性和經濟性。
未來三峽電力通信網必需有一個強有力的維護監測管理網，以一體化網絡平臺上的設備運行數據、用戶數據及外掛的各類傳感器收集的環境數據為基礎，以ITU-T的標準接口，掛接所有的通信站點，對各站點配置、性能、故障、安全等進行管理。
一個合理的網管體系其特點為：資源共享；設備硬件資源(備品、備件、備盤)、軟件資源、維護管理及技術人員等。基礎數據可靠；設備原廠的機器運行狀況下的記錄數據比外掛采集的要可靠。遠端維護方便；且具有自愈能力。
2.4 接入網形式多樣化
重視接入網的設計與施工，特別是在樞紐主體工程的建設和機電設備的安裝過程中，接入網部分就要實施；光纖、銅纜及分配線系統的布線預埋工作必須與樞紐主體工程同步進行，一但樞紐主體的隱蔽工程完成后，接入網的施工和變更就十分困難了。
未來三峽電力通信網的用戶接入系統應具有多種形式，而不應是單一的通信電纜和電話線。電話、數據、視像三網合一功能的光纖綜合業務接入網，是用戶接入網的發展趨勢，并已在某些網絡中實施。其特點為組網方案靈活，業務接入豐富多樣，維護管理集中高效。且接入網可內置SDH接口，通過分步實施，能夠從窄帶業務接入平滑過渡到寬帶業務接人。在接入網的設計中，壩體內部觀測廊道、基礎廊道中的通信方式宜采用光纖接入方式，不受濕度的影響，亦能和大壩壩體監測系統的數據采集和傳輸共用光纜。壩區上下游水文監測站點的通信方式宜采用無線接入方式，以適應點散、面廣、用戶數量少的特點，同時還可以為水情數據的自動化采集與傳輸提供通道。電站廠房及開關站各處的工作點、巡檢點、水情電量數據采集點、壩面上下游閘壩的各種機械運行部位的數據傳輸和通信方式，視具體部位，綜合考慮接人網的結構、布線、及方式。以方便和適應三峽樞紐的運行、檢修管理模式和體制。無線接入、銅纜接入、光纖接入、等多種方式的應用才能滿足三峽樞紐運行管理的需要。光纖接入不受電磁干擾和地電位影響，日常維護工作量少，管理費用低，并可使高速率業務及綜合業務迅速展開。而無線接入靈活、快捷。。銅纜接入簡單、便利。一個重視接人系統的設計與施工的通信網，才能是一個完善、便捷、經濟的網絡。
3 三峽區域電力通信網技術特點
(1)行政與調度用戶在同一個交換平臺，同一個網絡內運行。通過一體化網絡平臺中的虛擬調度機功能、遠端模塊和智能調度臺來實現調度通信功能。不再存在嚴格分立的調度網和行政網；而僅僅是用戶類別的不同，調度用戶的級別和權限要高于行政用戶。
(2)工業電視及有線電視系統及計算機網在接入網中統一起來，不再獨立敷設運行，光纜將在接入網中替代傳統的銅纜而成為主要的用戶接入方式；接入網資源得以充分利用。
(3)話音、數據、視像多網合一，可實現語音、調度、會議電話、局域網互聯、Interent接入、會議電視、分組業務接入、E1租用線等多種功能，同一網絡可以解決行政電話、調度電話、水情傳遞、自動化控制、有線電視及信息化管理的應用要求。
(4)組網匯接功能增強，通道資源平時共享，調度優先；緊急情況時，調度用戶可根據優先級別，自動尋找最佳路由，并具有自動強插、自動強拆功能，以保證平時通道充分利用，而緊急時針對調度用戶提供業務保護。
(5)多網合一后的一體化網絡平臺在控制系統方面，具有冗余容錯技術。使系統可靠性大為提高；對網中設備的維護操作可統一進行；簡化了通信網的備件提供；運行管理的各種資源均可共享。
綜合考慮現有的通信設備、技術及發展趨勢，為使三峽區域電力通信網，在首批機組發電至全部工程竣工的一段時間內逐步成長完善；并保證在一定的時期內不落后，且與電力生產業務同步發展。就一定要從網絡的整體考慮，為將來三峽電力網的需求，提供一個長遠的解決方案。
4 結束語
具有季調節水庫的三峽電站與具有日調節水庫的葛洲壩電站構成長江梯級電站。不管將來調度管理體制如何定，兩個水利樞紐都應是作為一個整體運作，那么三峽通信網的設計中一定要合理地考慮葛洲壩電站通信網的現狀及將來的設備及通道的配置；特別是在2003年首批機組發電時，與電力專網聯網一定會出現一個過渡。
在現行體制下，航運是交通部門管，西電東送的3個交直流換流站由國家電網公司管，三峽和葛洲壩電站及樞紐由業主單位三峽開發公司管，而機電系統工程的設計也可能會出現幾家。必須處理好三峽電力通信的網絡結構與設備集成的大問題，以保證系統的優化運行和平滑擴充。
未來的10年間是通信高速發展的階段，通信網正向著綜合化、智能化、個人化以展。從這方面看工程施工期間的臨時通信，是不應制約三峽電站永久通信網絡的最優規化的。以優選一個一體化網絡平臺分步投資，逐步完善。針對2003年發電及2009年竣工后大電網的形成；一個面向2l世紀的網絡平臺是全網的關鍵，要以立足現有技術及發展，滿足各階段使用需求為原則，建立一個與三峽大壩同樣舉世矚目的三峽區域通信網。
參考文獻
1．陳錫生，糜正琨．5ESS-2000數字程控交換系統(第一版)．人民郵電出版社，1996年．2．喬豐收．SDH自愈環在三峽通信工程的應用．中國三峽建設，1996(7)
作者簡介:楊少達 葛洲壩水力發電廠通信中心主任 工程師 湖北宜昌市 443002
