1、长沙电网无线应急通信组建方案研究 杨 言 阮筠萃引言在 2008 年的冰灾中，长沙电业局多条支链光缆中断，由于冰灾情况下不具备抢修施工条件，导致浏阳县调脱网、多个变电站中断通信而恢复有人值班。电力现有通信网络依赖于随输电线路一同架设的光缆，抵御冰灾等自然灾害和外力破坏的能力较弱，且光缆线路修复施工的工作环境恶劣，阻工现象多，中断的业务很难短时间内恢复，从而降低了通信可靠性，威胁着长沙电网的安全稳定运行。因此，探寻一种应急通信手段，势在必行。经过对我局组网特点的分析和对无线通信技术、设备、应用情况的调研、实地考察，我们认为无线电通信是实现应急通信的理想方案。一、现状分析目前长沙地区电力光纤通信网
2、络由阿尔卡特的 MSTP 网络和马可尼 SDH 网络交叠构成。网内已投运 2.5G 电路 42 条， 622M 电路 43 条，155M 电路 72 条，均采用通道保护方式。MSTP 网络主干环传输容量为 2.5Gb/s，由城区 220Kv 及以上变电站和长沙局一东一西两个相切的 2.5G 环。目前，通信网运行光缆长度达 1400 多公里，站点实现双路由的只占69%，处于支链上的单路由站点较多，占比达 31%。2009、2010 两年长沙地区所辖光缆发生故障共计 56 次。其中因冰灾中断 13 次，因市政基建施工中断 23 次，电网建设施工中断 8 次；电缆起火造成光缆烧断 2 次；被盗 4
3、次；尾纤故障造成光缆中断 4 次；纤芯衰耗大造成信号中断 2 次。其中外力破坏与自然灾害造成光缆中断占光缆中断总次数的 89.28%。从以上资料和数据可以看出，目前长沙地网通信存在隐患，特别是当遇到不可预知的外力破坏或自然灾害时，容易造成光缆中断，这时就要求必须在故障期间恢复变电站有人值班，给维操队增加很大的压力，客观上也延长了恢复通信业务所需的时间，从而影响电网的安全稳定运行。二、选题原因分析现有长沙地网通信不能满足要求的原因有局部链路比较薄弱，抗破坏性弱；四城区局单点接入系统，可靠性低；单点接入的支链多，可靠性低。无论是在 2008 年初的冰灾中还是在常规运行中来看，地网通信在面对突发事故
4、考验时的形势都不容乐观。在自身内部方面：组网存在缺陷，单点接入站在事故发生时没有第二条路由将其接入系统，光纤通信作为有线通信的一种，受其物理属性的制约，对环境的要求和依赖程度较高。在外部环境方面：各种不可预知的外力破坏和自然灾害无时无刻地威胁着基于有线传输的电力光纤通信。以上原因导致地网通信易受事故影响而发生局部通信中断。三、目标确立从现状调查中，我们可以清楚的看到长沙电力通信网有其组网上的薄弱环节，单点接入的站点很容易因为光缆的中断而失去与系统的连接；而光缆传输自身的物理属性也决定了其易受环境、外力影响的特点。为了在突发事故导致中断电力通信时迅速恢复通信业务，考虑使用受环境影响较小的无线通信
5、方式作为应急通信手段，从而确保将事故造成的影响降至最低。目标论证：1.单点接入站的光缆中断时，可采用点对点无线通信方式，通过与周围站点或者直接与中心站连接，从而接入系统，恢复业务。2.采用低频率，高带宽（410416MHz，带宽 2M）的无线传输方式。具有绕射能力强，传输范围广的特点。能够迅速建立良好的通信连接，并且可以基本满足变电站全部相关数据的传输。3.从前期进行的对厂家、用户调研到后期在变电站实施的实验测试，全程与厂方进行技术交流合作，经深入研究及充分讨论，最后确定完善方案。四、方案制定针对以上分析的主要原因，我们制定了相应的具体应对措施：（一）当任一站间的传输线路中断，而其中某站通信又
6、不能及时恢复时，采用站间恢复中断的某站信息传输，而不是链路。见图（一） 。图一这种应用方式只要沟通传输通道，信息传输即可恢复传输，简单方便快捷，原工作系统不需作数据改动。（二）当某站通信中断后，信息直接传送中心站进入系统，这种方式需作数据改动，并有备案。但无线通道易于沟通。见图（二） 。图二中心站设定专用应急接口设备。接口接线以及专用号码，固定时隙。各故障站按预案临时改为应急设置。无线通道考虑中继站设置。提高覆盖面积可靠性。五、方案实施（一）根据系统实际应用情况，本系统拟增设长沙电业局本部岳麓山站间的无线中继区间，该区间开设容量不小于 8 个 2M 的数字传输链路，以保证在满足无线应急通信中继
7、转接需要的同时，将岳麓山站作为长沙城区的一个无线通信汇转中心，同时拥有满足其他无线应用系统（例如智能电网的集采集抄和配网监控系统等）在此汇集和转接的需要。在实现长沙局无线电通信平台性能提升的同时，为可以预见的未来无线电应用抢占和建立通信制高点，兼而改善和提高长沙市区无线电应急通信系统的覆盖范围和通信质量。（二）本系统的最终工作频率将根据对长沙城区各个应急通信对象站点的实测结果和省无委的批复来确定，初步意向是将应急工作频率由原来 410.350410.850MHz 和416.100416.600MHz 改为 401403MHz 和 416418MHz，无线传输带宽为 2M，业务容量为 4 个 2
8、Mb/s(G.703)；（三）由于新设中继站点高程较高，且传输区域较为开阔，为克服和避免系统可能受到的无线电干扰的影响，考虑在应急通信设备两端均加装专业的滤波设备，提高系统通信的质量和可靠性。（四）由于各应急通信对象散布在长沙城区范围内，通信条件十分复杂，楼层阻挡和折射、反射影响难以避免，本系统考虑采取增加射频功放单元以提高信号发射功率来改善个别站点的通信条件，保障通信覆盖区域内无死区通信；（五）如果新选频率经各站点实测没有明显干扰的情况下，拟对 GE LEADER400 数字无线电台的传输能力全限开放，使之具有 4 个 G.703 2M 数据通道的通信能力，也为下面的应急现场 1 公里移动通
9、信提供接口和传输条件。六、效果分析在事故发生后，使用无线应急通信与传统光设备、光缆检修的相关参数对比参数方法恢复通信所需时间受客观条件的限制恢复通信作业的程序作业所需人力物力备注传统检修方式 长 较多 复杂 较大抢修期间变电站需要人员值守应急无线通信方式短 很少 简易 较小抢修期间变电站无需人员值守（一）使用效果2009 年 12 月长沙局防冻融冰演习正式举行，演习上特地对该套系统进行了专门的检验，事实证明该套无线电通信设备应用于罗家嘴变电站与中心站之间的调度自动化信号及图像信号的传送，上传的实时图像信号清晰，调度自动化遥信信息准确，并成功对变电站的设备实现遥控，演习取得圆满成功，获得参加观摩
10、演习的领导和专家的一致肯定。（二）效益分析无线通信相比传统的光设备、光缆线路的紧急抢修，操作更简便、受外界制约因素少，通信业务恢复时间大大缩短，所以无线通信是作为应急通信的一种理想手段。传统的光设备、光缆线路的紧急抢修由于时间相对较长，为了不影响变电站安全运行，根据有关规程规定必须临时恢复变电站有人值守。这样使人员力量本已紧张的各维持队还需挤出不少的人工物力来维护运行，导致更紧张的局面。而采用无线通信方式作为应急通信手段，则无需大量人力物力，一般一个 4 人左右的工作小组就能圆满完成业务恢复任务，从而大大节省了变电运行的人力物力，更重要的是保障了电网的正常生产模式，保证了安全生产及其各项运营指
11、标；其次，由于有效抵御了自然灾害或外力破坏对通信业务的冲击，为下一步的抢修开辟了缓冲空间，有利于保持正常的生产秩序。七、总结与展望我们拟在前期无线电应急通信系统建设的基础上对该系统进行以下方面的完善和改进：（一）鉴于局本部站处于建筑密集区，受无线电近区场干扰反射影响较大，拟将移动中心站转移至海拔高程较高，无线电通信条件更好的岳麓山，并通过建立局本部岳麓山之间的无线链路实现长沙局无线电通信平台的提升，同时为可以想见的未来无线数据电集抄集采和智能电网的其他无线电应用抢占和建立通信制高点。（二）通过对城区各通信站点的实地测量和频谱分析，确定本系统的工作频率和带宽，并通过无委的确认固定下来，以保证本系统的安全、稳定和可靠地工作。（三）在频率和带宽确定后，对原有设备进行调整（频率、功率、容量） ，同时提升通信能力为应急系统的应用提供容量储备；（四）为了适应应急通信的实际需要，在应急通信主干系统建立以后，拟在应急现场增加1 公里范围内的移动语音/视频 /数据的综合通信手段，使应急通信更加贴近现场、贴近实际，贴近应急。（作者单位：长沙电力局）
