Построение транспортной сети связи энергетики Урала.
А.В. Порошин, инженер, ОДУ Урала
Введение
В настоящее время сети связи электроэнергетики не удовлетворяют в полной мере предъявляемым к ним требованиям. Достижение высоких технико-экономических показателей сети (пропускной способности, надежности, достоверности передаваемой информации, экономичности, эксплуатационной пригодности, способности передавать разнородные виды информации) возможно при использовании современных цифровых телекоммуникационных технологий на основе волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).
-
Cтруктура сети связи. Транспортная сеть связи.
В сети связи выделяют два уровня : первичная (ПСС) и вторичная (ВтСС) сети
связи.
В последние годы появились новые технологии ПСС, которые выполняют транспортирование информации, включающее не только передачу информации, но и контроль, управление, оперативное переключение, резервирование. Это привело к появлению нового понятия – «транспортная сеть связи» (ТСС).
На сегодняшний день системы синхронной цифровой иерархии (СЦИ-SDH) в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к ТСС [1].
Транспортная сеть на базе СЦИ может охватывать участки как магистральных (межрегиональных ), так и зоновых ( региональных ) и местных сетей.
Поэтому , в настоящее время целесообразно представить структуру ПСС двумя уровнями [3]:
- транспортной сетью (на базе СЦИ), которая интегрирует ресурсы передачи информации и управления ;
- сетью доступа ( менее автоматизированная сеть , преимущественно на основе технологии плезиохронной цифровой иерархии, ПЦИ - PDH) , которая служит для доставки цифровых потоков от узлов ТСС и организации интерфейсов с аппаратурой ВтСС.
-
Выбор технологии прокладки оптического кабеля.
Оборудование СЦИ в качестве физической среды для передачи сигналов использует одномодовые волокна оптического кабеля (ОК). Наиболее привлекательной технологией прокладки ОК в электроэнергетике является подвеска ОК на опорах высоковольтных воздушных линий электропередач (ВЛ) - технология ВОЛС-ВЛ.
Существует несколько способов подвески ОК на ВЛ и соответствующих им типов
ОК, достоинства и недостатки которых приведены в литературе [2, 4, 5].
Cостояние и условия эксплуатации ВЛ энергетики Урала позволяют отдать предпочтение [4] :
-
на ВЛ 220 кВ – оптическому кабелю, встроенному в грозотрос (ОКГТ);
-
на ВЛ 110 кВ и ниже – оптическому самонесущему кабелю (ОКСН).
-
Определение топологии ТСС.
При определениии топологии ТСС в электроэнергетике необходим учет следующих факторов :
-
большая удаленность энергообъектов от центров диспетчерского и технологического управления (ЦУ) субъектов отрасли;
-
территориальная близость объектов различных систем управления субъектов отрасли;
-
сравнительно невысокий, по отношению к пропускной способности систем СЦИ (155 Мбит/с и выше ) объем передаваемой информации (трафика) с энергообъектов;
-
высокий объем регионального и транзитного (межрегионального) трафика в направлениях к ЦУ.
Исходя из этого можно сформулировать следующие принципы построения (топологии) ТСС энергетики [4] :
1) вокруг областных центров (центров управления) целесообразно создание траспорт- ных колец, обеспечивающих высокую надежность передачи больших объемов регионального и межрегионального трафика;
-
для организации связи с энергообъектами необходимо использовать топологию сети «линейная цепь» в виде ответвлений от кольца , образующих магистрали; в виду значительных материальных затрат , cоздание магистральных колец возможно лишь на дальнем этапе при развитии сети , а также за счет обмена емкостью систем передачи или темными волокнами с другими ведомствами;
-
магистраль должна заходить на энергообъекты ( с установкой на них мультиплексоров ввода-вывода СЦИ ) , в соответствии с требованиями систем управления всех субъектов отрасли;
-
чтобы не снижать надежность магистрали чрезмерным количеством мультиплексоров, необходимо выбрать оптимальную (максимальную) длину регенерационного участка магистрали 50-70 км ( при длине волны 1310 нм ) ;
-
для обеспечения повышенной надежности магистрали целесообразно использовать 100% аппаратное резервирование мультиплексоров , с работой каждого из них по отдельным парам оптических волокон (ОВ).
Из третьего принципа следует , что для обеспечения захода магистрали на энергообъекты региона необходимо использовать для прокладки кабеля линии низкого и среднего напряжения (110-220 кВ ) .
Для удовлетворения противоречивых принципов (3) и (4) целесообразно охватить транспортной сетью ПСС наиболее крупные энергообъекты с целью достижения максимально возможной длины ( порядка 50-70 км ) регенерационного участка. Для организации связи с второстепенными объектами возможно построение сети доступа на оборудовании ПЦИ, использующем для передачи оптических сигналов отдельные ОВ в магистральном кабеле и кабелях малой емкости [4].
-
Выбор аппаратуры ТСС.
4.1 Определение пропускной способности ТСС.
Пропускная способность магистрали и транспортных колец определяется потребностью систем управления в информационных потоках и выбирается, на основе расчета трафика, из стандартного ряда СЦИ : 155 Мбит/с , 622 Мбит/с , 2500 Мбит/с . По результатам тендера, проведенного в 1998 г. ОДУ Урала , ОАО «Кировэнерго» , ОАО «Удмуртэнерго» и ОАО «Пермэнерго» по проекту ВОЛС Киров-Ижевск-Пермь, и технико-экономического обоснования проекта ВОЛС Екатеринбург-Челябинск , выполненного в 2000 г. начальником СТМиС ОДУ Урала М.А. Артибиловым, пропускная способность магистрали была выбрана равной первичной скорости передачи информации СЦИ-155 Мбит/с (STM-1) , а в городских кольцах-622 Мбит/с (STM-4) [4].
4.2 Выбор мультиплексоров СЦИ.
Требования, предъявляемые к аппаратуре СЦИ, определяются принципами
построения ТСС, изложенными в разделе 3. Необходимо отметить, что для обеспечения аппаратной и программной совместимости оборудования СЦИ, следует выбирать мультиплексоры уровней STM-4 и STM-1 одного производителя.
Мультиплексоры уровня STM-4 должны обладать следующими свойствами :
1) возможностью работы в кольце STM-4 и с ответвлениями (STM-4, STM-1) на уровне оптических трактов;
2) развитыми возможностями кросс-коммутации; это необходимо для выполнения перемаршрутизации значительных объемов регионального и межрегионального трафика;
3) поддержкой резервирования в двунаправленном кольце (MS-SPRing); это позволяет наиболее экономичным образом, с точки зрения пропускной способности кольца, организовать самовосстанавливающуюся сеть на основе кольцевой структуры [6].
Мультиплексоры уровня STM-1 должны обладать следующими свойствами :
1) высокой надежностью; выход из строя мультиплексора на одном из узлов магистрали приведет остановке работы всей системы STM-1 магистрали;
2) невысокой стоимостью; ввиду большого количества магистральных узлов ТСС, стоимость мультиплексоров STM-1 будет существенно влиять на общую стоимость оборудования ТСС.
3) возможностью ввода-вывода достаточно небольшого количества двухмегабитных потоков; это обусловлено малым объемом трафика энергообъектов магистрали.
В настоящее время производители оборудования СЦИ предлагают компактные (одноплатные) мультиплексоры уровня STM-1, достоинствами которых являются высокая надежность, низкие стоимость и потребляемая мощность.
Таким образом, структурная схема ТСС, построенная с использованием мультиплексоров уровня STM-4 (обозначены как SDH-4) в городском кольце и компактных мультиплексоров уровня STM-1 (обозначены как микро-SDH-1) на магистралях примет вид, показанный на рис.1.
Рис.1 Структурная схема ТСС
Выводы :
1) ТСС энергетики Урала необходимо строить на основе технологии СЦИ, с созданием кольцевых структур вокруг областных центров и магистралей в направлении энергообъектов.
2) Для обеспечения захода магистрали на энергообъекты региона необходимо использовать для прокладки кабеля линии низкого и среднего напряжения (110-220 кВ ) .
3) На магистральных узлах ТСС следует установить два микро-мультиплексора уров- ня STM-1, что обусловлено техническими, экономическими и эксплуатационными преимуществами данного решения.
Список литературы
1. В.А. Нетес "Построение транспортных сетей на основе синхронной цифровой иерархии". Сети и системы связи, №4-1997г..
2. В.Х. Ишкин "Концепция развития Единой сети электросвязи электроэнергетики". Москва. Энергоатомиздат. 1999г..
3. А.Р. Зурман "Практика проектирования сетей с оборудованием синхронной цифровой иерархии".Электросвязь, №1-1997г..
4. Артибилов М.А., Порошин А.В. Построение интегрированной цифровой сети
связи энергосистем на базе волоконно-оптической линии связи Екатеринбург-Челябинск // Проблемы развития и функционирования электроэнергетических систем : Сборник трудов / Отв.ред. П.И. Бартоломей. Екатеринбург : УГТУ, 2000. 304с.
5. "New applications for optical fibers in electricity utilities" CIGRE.SC35.WG04., August, 1996.
6. В.А. Нетес "Основные принципы организации самозалечивающихся сетей на основе синхронной цифровой иерархии". Электросвязь, №12-1995г..
|