12-水电站通信系统.doc

目目 录录 12 1水电站通信系统的特点水电站通信系统的特点 12 1 12 2水电站通信系统的组成水电站通信系统的组成 12 1 12 3对外通信系统对外通信系统 12 2 12 3 1与水利系统的通信 12 2 12 3 2与电力系统的通信 12 2 12 3 3与公用电信部门的通信 12 2 12 4电站内部通信系统电站内部通信系统 12 2 12 4 1内部调度通信 12 3 12 4 2内部行政通信 12 4 12 4 3有线通信线路 12 5 12 5航运通信航运通信 12 7 12 6施工期通信施工期通信 12 7 12 6 1施工内部通信 12 7 12 6 2施工对外通信 12 7 12 7梯级水电站及水电站群的通信梯级水电站及水电站群的通信 12 7 12 7 1调度管理中心的通信 12 7 12 7 2梯级水电站及水电站群的系统通信 12 8 12 8综合网络管理综合网络管理 12 8 12 8 1主要任务 12 8 12 8 2设置原则 12 8 12 8 3基本功能 12 8 12 8 4网络结构 12 9 12 8 5软件系统 12 9 12 9光纤通信光纤通信 12 9 12 9 1传输体制 12 9 12 9 2传输容量选择 12 9 12 9 3保护方式 12 9 12 9 4设备配置 12 10 12 9 5公务电话 12 10 12 9 6光纤传输网管 12 10 12 9 7通信光缆 12 10 12 10微波通信微波通信 12 10 12 10 1系统特点及组成 12 10 12 10 2PDH 系统指标 12 11 12 10 3SDH 系统指标 12 13 12 10 4路由断面设计 12 16 12 10 5系统核算方法 12 18 12 10 6设备选型及配置 12 19 12 11电力线载波通信电力线载波通信 12 19 12 11 1系统组成 12 19 12 11 2耦合方式 12 20 12 11 3通道及频率 12 21 12 11 4设备选型及配置 12 21 12 12卫星通信卫星通信 12 22 12 12 1系统组成 12 22 12 12 2地球站的设置 12 23 12 13通信电源通信电源 12 23 12 13 1系统主要特点 12 23 12 13 2系统组成 12 23 12 13 3系统配置 12 24 12 14设备布置设备布置 12 24 12 15仪器仪表仪器仪表 12 25 12 16组网实例组网实例 12 25 12 16 1三峡水利枢纽通信网络组成 12 25 第十二章第十二章 水电站通信系统水电站通信系统 12 12 1水电站通信系统的特点水电站通信系统的特点 通信系统不仅是水电站正常运行的可靠保障 也是电力系统对水电站调度 的重要手段 水电站通信具有系统可靠性要求高 通信方式多样化 传输的信 息种类繁多等特点 1 可靠性要求高 水电站通信系统要求在任何情况下均能畅通无阻 安全可靠 为此 水电 站至电力系统调度部门之间 水电站至对端变电所之间及梯级调度所到各梯级 电站之间 一般设置两种不同通信方式的通道 以确保通信系统的可靠 2 通信方式多样化 由于水电站通信包括电力系统通信 生产调度通信 生产管理通信等子系 统 这此子系统之间不仅自成体系 而且又相互联系 因此根据各个子系统自 身的特点 施工通信系统的现状及永久通信的要求 生产调度方式等采用不同 的通信方式 3 信息种类繁多 水电站通信系统是一个综合通信网络 根据各个子系统的特点 电力系统 通信不仅为电站提供语音通信 还需为水电站至电力系统调度部门之间提供远 动 线路保护 安稳等数据信息传输通道 水电站通信以语音通信为主 并为 图像监控系统 火灾自动报警系统提供传输通道 4 适应各类接口 鉴于水电站通信方式多样化的特点 各个子系统大多具有 SDH 光纤 交换 机等通信设备 电力系统通信还可能采用电力载波或数字微波等通信设备 站 内还可能采用集群通信 无线接入 卫星等通信设备 因此系统内各子系统之 间的接口及对其相关专业接口相对较为复杂 常用通信设备中继接口有 2Mbit s 4 线 E M 二线环路等 用户接口有 64Mbit s V 35 V 24 等 5 设备布置相对集中 由于水电站通信需求容量不大 用户相对比较稳定 线路也不太长 大多采用 直配方式 即从通信室到分线设备中间不经过任何交接设备而直接用电缆和明 线连接 因此中小型水电站只有一个通信机房 大型水电站有两个或两个以上 的通信机房 以实现不同分区的功能 12 2水电站通信系统的组成水电站通信系统的组成 水电站的通信主要包括水电站厂内通信 对外通信 包括对电力系统通信 对水利系统的通信及对公用系统的通信 水情自动侧报系统通信 梯级水电 厂及水电厂群的集中调度和集中管理通信及施工通信等以及航运通信 主要传 递的信息有调度电话 行政管理电话 会议电话和和会议电视信息 继电保护 信号 远动信号 计算机数据信息及多媒体信息 水情自动测报系统信息 防 汛及施工通信等 随着调度自动化和生产管理水平的不断提高 所需传输的信 息内容还将不断增加 水电站厂内通信可包括 厂内生产调度通信 厂内生产管理通信 厂内 厂区及生活区综合通信线路网络 厂内其他信息传输通信 水电站的行政通信系统主要作为电站内部各行政管理部门之间以及电站与 所在地区各有关单位之间的相互通信联系之用 水电站的厂内生产调度通信是 保证电厂可靠运行的主要环节 是厂内指挥生产的必需工具 系统通信可包括 至主管部门 调度部门之间的生产管理和生产调度通信及系统调度自动化数据 通信 水电厂至出线对端变电所 站 或升压站之间的通信 防汛通信可包括 水利水电工程施工期间的防汛通信 防汛指挥通信 抗洪抢险通信 对外通信 可包括 至当地电信局 所 之间的中继联络通信 与有关单位 部门之间的通 信 施工通信可包括 工地内部的通信 工地对外的通信 水力发电工程的通信方式可选择有线和无线通信方式 有线通信方式有光 纤通信和电力线载波等 无线通信方式有微波中继 卫星 短波及超短波 移 动通信等 12 3对外通信系统对外通信系统 水电站对外通信主要包括电站与水库调度与管理部门 电力系统调度管理 部门 公用电信部门之间的通信链路的规划 12 3 1 与水利系统的通信与水利系统的通信 水利系统各部门内部及各部门之间的最基本的通信业务是话音通信 各部 门还需通过行政电话与水利系统外部电话联系 即与 PSTN 及其他行业专用通信 网用户联接 还需利用行政电话完成传真和部分低速数据传输等业务 各级防汛抗旱部门之间以及其与所在流域或区域内的防洪重点地区 大 中 型水库 重要闸站 重点防洪堤段 蓄滞洪区等需要通过调度电话建立 迅速 方便 可靠的联系 一般多租用电力系统或公用网线路或电路的方式 12 3 2 与电力系统的通信与电力系统的通信 电力系统通信主要是完成电站与电力系统主管部门 调度部门之间的生产 管理和生产调度通信 调度自动化数据通信以及电站与出线对端变电所 站 或 开关站之间的通信联系 一般多采用沿电力线开设 OPGW 光纤通信或电力载波方 式 12 3 3 与公用电信部门的通信与公用电信部门的通信 水电站与公用电信部门的通信主要是指电站交换机与电信公网交换机之间 建立中继联络 以保证电站拨打国际国内长途电话 一般多采用架 埋 设光 纤线路开设小容量光纤通信或微波通信 扩频通信等方式 12 4电站内部通信系统电站内部通信系统 12 4 1 内部调度通信内部调度通信 水电站 厂 内调度通信是保证电厂生产和安全可靠运行的一个重要手段和 主要环节 利用电站内部调度通信系统 值班人员可以随时了解电站内主要设 备的运行状况 发生事故时 值班人员利用它指挥各部门迅速排除故障 设备 检修时 利用它通报设备检修情况并协调各部门的配合工作 鉴于这些需求 内部调度通信系统的设置要求安全可靠 便于使用和维护 水电站 厂 内调度通信系统一般选用生产调度总机作为主要调度通信手段 生产调度总机的选择应根据电站的生产特点选用程控数字用户交换机 并配置 自动语音录音装置 生产调度总机容量的选择 原则上根据水电站装机容量和机组台数 同时 要考虑电站自动化调度对通信的特殊要求及枢纽内各类生产用建筑物布置等因 素 调度交换机容量经以上各类因素综合比较后确定 并预留适当的余量 也 可按照表 12 4 1 的规定选择 表 12 4 1 内部生产调度总机容量选择 水电厂总装机容量 MW 25 250250 750750 以上 生产调度总机容量 门或线 20 6060 100100 及以上 生产调度总机的布置在中央控制室附近的通信机房内 电话调度台可与中 央控制室内的调度台结合布置 调度台可采用按键式或液晶触摸屏 如调度台 采用按键式操作面板 操作面板部分镶嵌在控制台的前沿台面上或者翻板上 如控制台带侧翼 也可将调度台布置在控制台侧翼 水电站厂内行政交换机和生产调度总机的用户分配情况可参见表 12 4 2 序号装设地点 行政 电话 调度 电话 备注序号装设地点 行政 电话 调度 电话 备注 1 中央控制室 34 调压井 2 交接班室 35 警卫 3 载波机室 36 党委办公室 4 程控交换机室 37 厂长室 5 通信设备维修试 验室 38 总工程师室 6 电气试验室 39 生产技术室 7 仪器仪表室 40 各运行生产部 门 8 高压试验室 41 各电气调度部 门 9 化学试验室 42 机械分场各部 门 10 继电保护盘室 43 水工分场各部 门 11 计算机室 44 修配分场各部 门 12 直流配电盘室 45 材料供应各部 门 13 低压配电盘室 46 汽车班 14 高压开关柜室 47 资料室 15 主变压器间 48 人力资源部 16 发电机层 49 财务部 17 电缆层 50 厂办 18 水轮机层 51 团委 19 蜗壳层 52 文书 打字 室 20 安装场 间 53 各行政部门 21 母线廊道 54 工会 22 蝴蝶阀室 55 医院 医务所 23 通风机室 56 传达室 24 水泵室 57 厂领导宿舍 25 空压机室外间 58 总工程师宿舍 26 励磁盘室 59 职工宿舍 27 油处理室 60 招待所 28 出线洞 61 礼堂 29 交通洞口 62 会议室 30 大坝廊道 63 其它有关单位 31 船闸 32 启闭机室 33 泄水闸 12 4 2 内部行政通信内部行政通信 水电站的行政通信主要作为电站内部各行政管理部门之间以及电站与所在 地区各有关单位之间的相互通信联系之用 行政通信交换机的容量一般应根据电站的枢纽布置 电站的地理位置 装 机容量 装机台数和电站行政管理机构编制情况 办公区的规模以及电站对内 对外联系的需要等因素来确定 同时兼顾枢纽和电站生活区和住宅区的通信需 要 厂内用户交换机的近期容量宜按调查用户数的 120 130 确定 远期容量 可按发展规划及远期电话普及率指标确定 对于小容量的水电站 可视情况将厂内生产调度通信与行政通信合并考虑 在电站内设置一套行政和调度功能合一的程控数字用户交换机即可 其行政 调度区用户及功能由程控交换机的软件设置来区分 该机应具有调度员优先呼 叫用户和输入功能 以及各个用户的操作呼叫键和用户忙闲状态显示信号 程控用户交换机的选型应符合下列规定 应选用符合国家有关技术标准及入网许可证的定型产品 程控数字用户 交换机应具有综合业务数字网 ISDN Integrate service digital network 的基本功能 应符合 专用电话网进入公用电话网的进网条件 和邮电部关于程控用 户交换机接入市话网的有关技术要求和规定 应方便与水电厂所在电力系统通信网的联网 便于运行 维护和管理 应根据水电厂的实际需要和发展 确定交换机所需要提供的一般和特殊 功能 满足水电厂生产管理和生产调度通信的要求 大型水利枢纽和水电厂的程控调度交换系统应具备完善的调度和组网功 能 根据系统和工程实际需要也可配置汇接功能 系统主要部件全部采用主备 用工作方式 控制部分采用双机双总线 网络采用双网双平面结构 具有高可 靠性 交换系统应采用开放分布式结构和模块化设计 具有配置灵活 功能能 灵活升级等特点 并具有较强的维护管理功能 行政通信交换机与电站所在地区公网电信局之间 应建立中继线路进行通 信联系 构建一条电站与外部通信的对外通信通道 行政通信交换机与厂内生 产调度总机之间也可设中继联系 12 4 3 有线通信线路有线通信线路 有线通信线路包括行政电话 厂内生产调度电话 系统调度电话至电站内 相应程控交换机以及接至公用电信网的通信线路 有线通信线路的设计应依据电站枢纽布置 通信用户的分布 通信设备的 安装位置 地理条件 电站枢纽内电缆沟或电缆廊道规划等进行综合考虑 电缆线路的敷设方式有架空 直埋 管道及沿电缆沟敷设等 采用何种敷 设方式视具体情况经过比较而定 1 路由选择 根据通信用户的分布情况 地形条件 分线设备的位置和进出线的方 便 尽量选择路径较短的路由 路由要求安全稳定 避免穿越临时设施和道路 与其它线路和管道交 越或接近时 要符合电信部门有关的技术规定 路由选择要考虑到施工及维护的方便 电站内线路布置应整齐美观 并尽量采用暗敷方式 在电缆沟 电缆廊 道里通信线缆可考虑与电气二次电缆结合布置 2 电缆容量 电缆容量主要根据用户数量 预留的备用芯线 一般按 15 20 考虑 结合电缆的标称对数来确定 3 传输设计 音频通信系统的传输衰减以 800 赫的衰减值作为计算标准 全回路的传输 衰减一般考虑以下四项 线路衰减 局内设备衰减 线路复接衰减 按每公里 0 06 奈计算 复接线路总长不足一公里时可 以不计 有长距离用户中继器时的附加衰减 4 通信杆路 水电站一般通信维护人员较少 通信杆路路由选择应尽量考虑运输条 件及施工 维护的方便 与其它管线和建筑物交越或接近时 应按照相应规程规范保持一定的 隔距 要便于用户下线 尽量避免穿越街道 铁路 公路 河流 高压输电线 一般不得穿越 广场 厂房及工厂预留空地 尽量避免与输电线平行或接近输电线 不可避免时应满足隔距要求 通信线与电力线尽量各占公路的一侧 5 通信管道 管道路由的选择应尽量取直 少穿越公路和铁路 避免将管道敷设在尚未 沉实的土壤及流沙翻浆地段 以及有地下水浸蚀和化学腐蚀可能的地区 管道一般由管子和人 手 孔组成 管道的埋深一般在 0 8 1 2 米 与其 它管线交越或接近时要保持一定的隔距 管道的埋深 与其它管线隔距和人 手 孔的设置可参照信息产业部的有关规程和规范 管道材料有混凝土管 PVC 管 硅芯管 水煤气管等 采用何种材料视具 体情况和需要而定 6 直埋电缆 直埋电缆路由的选择可参见地下管道线路的路由选择 直埋电缆一般采用 钢带或钢丝铠装电缆 直埋电缆与其它管线 公路 桥梁等交越时 应用管子保护 管子应伸出 交越区域边沿 1 至 2 米 直埋电缆引上电杆或墙壁时 应用管子保护 直埋电缆的埋深一般不小于 0 7 米 直埋电缆的埋设可参照信息产业部的 有关规程和规范 7 电缆沟敷设 水电站枢纽内如规划有电缆沟 通信电缆可利用现有的电缆沟与低压电力 电缆及操作控制电缆合并考虑 通信电缆尽量布置在低压电力电缆的另一侧 在设有支架的电缆沟中 通信电缆最好单放一层 最下层 如无条件可与信 号 控制电缆合放一层 12 5航运通信航运通信 有些大中型水电站为满足航运需要 需布置船闸或升船机等通航建筑物 这些通航建筑物一般由交通航运部门进行运行和管理 因此需建立相应的通信 系统满足通航建筑物内部的调度通信需要 如需要 通航建筑物与上级航运和 交通部门也应建立通信传输通道 以满足通航管理部门与上级部门之间进行调 度和通信的需要 通航建筑物内部的通信系统主要采用行政和调度功能合一的程控交换系统 利用程控交换系统实现船闸或升船机等通航建筑物内各调度楼 控制室 变电 所 启闭机房 水泵房或升船厢等通信用户之间的调度和行政通信需要 有些水电站的通航建筑物需与上级交通航运部门建立通信联系 可根据实 际情况和地形特点在通航建筑物和相关交通航运部门之间设置光纤传输通信系 统或无线通信系统 通航建筑物内航运管理人员需对过往船只进行通航调度和通信联系 因此 需在通航建筑物总调室或控制室配备船岸通信用甚高频无线电台供调度人员使 用 12 6施工期通信施工期通信 水电站施工期通信应包括施工工地内部通信和对外通信两部分 施工通信 设备可考虑与永久通信设备结合配置 12 6 1 施工内部通信施工内部通信 施工工地的内部通信包括施工调度指挥通信 生产管理通信和综合通信线 路网络 施工调度指挥通信可选用程控调度总机 生产管理通信应选用数字程 控用户交换机 调度总机和用户交换机的选型应符合水电站内部通信系统的设 计要求 12 6 2 施工对外通信施工对外通信 水电站施工工地的对外通信宜结合水电站系统通信方式统筹考虑 应优先 选用光纤或数字微波通信 生产管理通信用数字程控用户交换机宜与当地电信局的程控交换机建立中 继联系 通过当地电信局沟通工地的对外通信 12 7梯级水电站及水电站群的通信梯级水电站及水电站群的通信 梯级水电站或水电站群之间在行政管理 水库调度 电力调度 水文气象 及防洪等方面有着密切地联系 而且在梯级水电站或水电站群一般设有调度管 理中心对梯级水电站或水电站群进行集中调度和管理 调度管理中心和梯级水 电站群之间有大量的语音 数据和图象需要进行交换和传输 因此需设置相应 的梯级调度通信系统或水电站群通信系统作为调度信息交换和传输平台 12 7 1 调度管理中心的通信调度管理中心的通信 调度管理中心内通信系统主要选用具有综合业务数字网 ISDN 功能的程 控数字用户交换机和程控调度总机 调度管理中心如设在其中一个地理位置比 较重要的枢纽水电站内 则调度管理中心内的程控数字用户交换机和程控调度 总机宜与所在水电站内的程控数字用户交换机和程控调度总机合用 12 7 2 梯级水电站及水电站群的系统通信梯级水电站及水电站群的系统通信 根据调度管理的要求 应建立以梯级调度管理中心为中心的调度通信网 梯级调度通信网要求安全可靠 畅通无阻 因此调度管理中心至各水电站之间 以及至上一级调度部门之间 应设置两种不同通信方式的通道 以确保调度通 信的可靠 12 8综合网络管理综合网络管理 在一些大型水电枢纽 通信种类和设备较多 而通信专业维护人员又较少 因此应建立一套通信网综合监管系统对各类通信及配套设备进行实时监测和管 理 12 8 1 主要任务主要任务 1 集中实时地监测通信设备和电路的运行状况 告警情况及设备性能指 标参数 2 根据采集的信息分析故障原因 判断故障位置及故障性质 并及时排 除故障 以确保通信电路的正常运行 3 及时掌握通信网络的资源利用情况 将通信网络的各种数据 如设备 和电路的原始及运行资料 整理入库 形成完整的资料档案 供整个通信网的 日常管理之用 4 确保通信站机房环境满足设备运行条件 保证通信设备正常运行 12 8 2 设置原则设置原则 通信网综合监管系统是最近发展起来的一门新技术 各通信设备生产厂家 自身的监管系统的通信协议和标准不尽相同 有关网管系统的国际标准也正在 不断完善之中 因此 网管系统的设置应具有 开放性和标准化 可扩展 自 适应性强 系统安全可靠 使用方便 操作简单 可维护 易于二次开发等特 点 12 8 3 基本功能基本功能 网管系统基本功能可分为配置管理 故障管理 性能管理 安全管理和综 合管理等几方面 1 配置管理 能有效地对通信网络拓扑 网络资源的调整和改变进行配置 如增加或删 除网络中的物理设备 传输链路 网络拓扑图形的显示 演变 2 故障管理 故障管理功能实现对通信网内设备各类告警的实时采集 综合处理 存储 故障分析 并以可闻 可视多种方式实时监视全网当前活跃告警 以各种组合 条件对全网历史告警进行查询和统计分析 达到对全网故障的科学管理 对故 障的及时掌握和排除 3 性能管理 性能管理主要是对被管理的对象进行运行性能的监测 为系统的日常维护 提供依据 在系统性能下降到告警范围之前 改善运行条件 4 安全管理 网管系统的安全十分重要 既要防止非法用户的进入 又要防止计算机病 毒的传染 因此 必须设置口令验证 操作权限 防火墙和自动回拨验证等功 能 所有操作要有详细记录 并存入历史数据库 5 综合管理 综合管理包括固定资产管理 资源管理 报表管理 计划管理 规程管理 资料文档管理 以及与 MIS 网接口等 12 8 4 网络结构网络结构 通信网综合监管系统按分层原则来设置 一般分为网管中心站和本地监测 站两层结构 区域较大 通信站点较多时 中间还可增设区域监管站 采用各 类通信设备自身监管与综合网管系统统一监管相结合的方式进行维护 运行和 管理 各通信设备监测数据先汇集到各厂家自己的管理系统 再集中到综合网 管系统 统一进行监测和管理 网管系统的结构应满足开放系统互联 OSI 的要 求 各类监测数据通过工程专用通信网从各本地监测站传送到区域监管站和网 管中心站 进行统一监测管理 12 8 5 软件软件系统系统 网管系统所配备的软件系统主要包括 操作系统 数据库 应用软件和管 理等软件 由于计算机软件系统更新发展很快 应选用技术先进 性能可靠 功能强大的软件系统 编制灵活方便的人机界面 12 9光纤通信光纤通信 光纤通信作为水电站内部或对外语音 数据或图象通信的一种传输平台和 手段 已经应用得越来越普遍 光纤通信具有传输容量大 性能稳定 传输质 量高 安全保密性强等优点 12 9 1 传输体制传输体制 光纤通信技术发展十分迅猛 目前成熟的传输技术种类比较多 包括 WDM SDH MSTP DXC PDH 智能光网络 ASON RPR 等 水电站枢纽内部及对外传输的通信业务有语音 数据和图像 因此选用的 传输技术应具有综合业务传输能力 其中具有综合业务传输平台 MSTP 的 SDH 光纤数字传输体制 其技术 目前比较成熟 且比较适应于水电站专用通信网的网络和业务传输特点 因此 水电站枢纽内部或对外的大容量光纤传输系统采用 SDH 数字同步传输体制 枢 纽内部局部点对点的小容量光纤传输系统也可采用 PDH 数字传输体制 12 9 2 传输容量选择传输容量选择 光纤通信系统的容量可按近期需传送的语音 数据和图象等业务量的带宽 需求来确定 并适当留有余量 12 9 3 保护方式保护方式 根据光纤通信线路在工程或水电站中所起的作用和所处的地位 经技术经 济比较后确定是否必要或采用何种保护方式 根据水电站枢纽通信节点的分布特点 如条件允许 光纤通信网络结构宜 采用环型结构 这样可靠性更高 重要的光纤通信线路 可设立备用系统 使系统具备自动保护切换功能 在主备用系统自动转换过程中应保证通信不中断 传输业务量不丢失 12 9 4 设备配置设备配置 在光纤通信节点配置标准的机柜和分插复接设备 根据用户需求配置相应 的电接口板 根据传输距离 速率 可靠性及经济性选择标称工作波长 并配 置相应标准的光接口板 如有以太网数据传输要求 则还需配置数据网络通信 板 另外根据工程需要配置 PCM 脉冲编码调制 设备与光纤分插复接设备相 连 PCM 脉冲编码调制 设备提供各类低速数据接口和语音接口 数字接口的比特率偏差 脉冲波形特性 码型 输入口与输出口规范等 应符合 GB7611 的规定 12 9 5 公务电话公务电话 系统的终端站之间 终端站与中继站之间 中继站与中继站之间应有公务 联络电话 公务联络信号应在光路中传输 12 9 6 光纤传输网管光纤传输网管 光纤通信系统可采用集中监控方式 在水电站枢纽中一个中心站设置光纤 通信网管设备 光纤通信网管应具有遥测 监控整个网络所有传输及其它设备 的功能 12 9 7 通信光缆通信光缆 光缆芯数可按中 远期业务量的需求 经技术经济比较后确定 通信光缆可利用水电站枢纽内的电缆沟 电缆廊道敷设 在没有电缆沟 电缆廊道的线路 根据现场条件和地形特点 通信光缆敷设可采用管道 直埋 或架空方式 电力系统通信还可采用地线复合方式 相应的通信光缆选用管道 光缆 直埋光缆 架空光缆或 OPGW 地线复合光缆 光缆线路需穿越江河 湖泊 无桥梁 隧道可利用时 可敷设水底光缆 12 10 微波通信微波通信 微波通信是利用微波频段电磁波作为信息传输载体的一种通信方式 微波 是指频率为 300MHz 300GHz 波长相当于 1m 1mm 范围内的电磁波 微波通信 系统的设计主要包括微波通信系统路由 断面的设计 微波传输质量的设计 微波设备的选型等 12 10 1系统特点及组成系统特点及组成 微彼通信有通信频带宽 传输容量大 不易受大气及工业等外界干扰 传 输质量高 工作稳定 抗灾能力强等显著特点 因此微波通信技术得到迅速发 展 成为现代通信领域的重要通信方式 但随着近年光纤通信的发展 微波通 信的容量难以有更大的突破 因此也限制了在新上系统的应用 微波通信系统由一系列微波站组成 各站按照功能不同 通常划分为终端 站 中继站 主站 枢纽站等几种站型 每站的基本设置有天线塔 天线 馈 线 发射机 接收机 复用设备 监控设备和供电设备等 12 10 2PDH 系统指标系统指标 1 数字通信网 数字通信网是指使用数字传输与交换 在两个或多个规定点之间提供数字 连接 实现数字通信的数字节点和数字通道的集合 数字微波系统是数字通信 网的数字通道之一 适用于传输数字电话业务和非电话业务 在数字微波系统中 64kbit s 的数字连接可由三个质量等级的假设参考数 字通道 即高级 中级和用户级假设参考数字微波通道组成 如下图所示 2 假设参考通道 每个射频波道容量大于二次群的数字微波接力通信系统高级假设参考数字 通道 其长度为 2500km 在高级假设参考数字通道每个传输方向上 包括九组 标准系列等级的数字复用 复接和分接 设备 该通道包括 9 段等长的相同数 字微波段 高级假设参考数字通道的组成如图所示 3 误码性能指标 端局 一级或二级交换中 心 用户 64kbit s 高级 中级 用户级 64kbit s 用户级中级 1250km25000km 1250km 27500km 基群数字复接设备 2500km 高次群数字复用设备 数字微波段 64kbit s 64kbit s64kbit s 64kbit s 考虑到衰落 干扰及其他各种恶化因素的影响 数字微波高级假设参考数 字通道 64kbit s 输出端的误码性能指标应符合下列要求 任何月份 0 4 以 上时间 1min 平均误比特率应不大于 1 10 6 任何月份 0 054 以上时间 1s 平均误比特率应不大于 1 10 3 任何月份误比特秒的累积时间不大于全月的 0 32 考虑到衰落 干扰及其他各种恶化因素的影响 当实际数字微波通道长度 L 为 280 2500 km 时 64kbit s 输出端的误码性能指标应符合下列要求 任何月份 L 2500 0 04 以上时间 1min 平均误比特率不大于 1 l0 6 任何月份 L 2500 0 054 以上时间 1s 平均误比特率不大于 l 10 3 任 何月份误比特秒的累积时间不大于 L 2500 0 32 当 L 小于 280km 时 按 L 280km 规定其误码性能指标 当数字微波通信电路传输远动 计算机信息时 数字微波通信电路的误码 性能指标按平均误比特率 1 10 3和 1 10 6执行 当数字微波通信电路传输继电保护信息时 微波通信电路的误码性能指标 按 DL 5062 执行 4 不可用性指标 高级假设参考数字微波通道 双向 的不可用性指标 在任何一年里应不 大于 0 3 其中由传播引起的占 l 3 实际数字微波电路不可用性指标的细分原则 宜按电路长度作线性分配 5 频率配置 工作 频段 GHz 占用 频带 MHz 容量 Mbit s 频带中心 频率 f0 或 fr MHz 工作 波道 数 第 n 波道中心频率 fn 和 fn MHz 波道序号 n 3400 3 800 3952 0 4 3800 4 200 2 34 368 139 264 4003 5 6 fn f0 208 29n fn f0 5 29n 5925 6 425 2 34 368 139 264 6175 fn f0 259 29 65n fn f0 7 41 29 65n 6 6430 7 110 139 2646770 8 fn f0 350 40n fn f0 10 40n 7125 7 425 7275 7 7425 7 725 8 448 2 8 448 34 3687575 20 10 5 fn f0 154 7n fn f0 7 7 n n 1 2 3 20 n 1 3 5 19 n 1 5 9 17 87725 834 36880008fn f0 281 95 29 65nn 1 2 3 12 2752 34 368fn f0 29 37 29 65n 8200 8 500 2 048 8 448 2 8 448 34 368 2 34 368 8350 12 6 fn f0 151 614 11 662n fn f0 11 662n 8500 8 750 8 448 2 8 448 8629 56 fn f0 127 5 15n fn f0 22 5 15n n 1 3 5 11 11 10700 11700 8 448 34 368 2 34 368 139 264 1120012 fn f0 525 40n fn f0 5 40n fn f0 276 5 28n 7m fn f0 10 5 28n 7m n 1 或 2 m 1 2 3 4 fn f0 245 14n fn f0 21 14n n 1 2 3 1613 12750 13250 2 048 8 448 2 8 448 2 8 448 34 368 2 34 368 12996 16 8 fn f0 259 28n fn f0 7 28n n 1 2 3 8 fn fr 2768 5 28n 7m fn fr 3608 5 28 N n 7m n 1 或 15 N 15 m 1 2 3 4 fn fr 2800 14n fn fr 3640 14 N n n 1 2 3 N N 30 15 14500 15350 10 以下 2 8 448 34 368 11701 fr 30 15 fn fr 2876 28n fn fr 3626 28 N n n 1 2 3 N N 15 fn f0 1000 110n fn f0 10 110n n 1 2 3 8 18 17700 19700 139 264 2 8 448 34 368 8 448 2 2 048 2 048 187008 35 fn f0 1000 27 5n fn f0 10 27 5n n 1 2 3 35 注 fn fn 分别为下 上半频带第 n 个波道的中心频率 MHz f0 fr 分别为工作频带的中心频率和参考频率 MHz n 为波道序号 12 10 3SDH 系统指标系统指标 1 数字通信网和同步数字系列 数字通信网是指使用数字传输与交换 在两个或多个规定点之间提供数字 连接 实现数字通信的数字节点和数字通道的集合 同步数字系列是指一整套可以进行同步数字传输 复用和交叉连接的标准 化数字传送结构等级 用于在物理传输网上传送经适配的净负荷 在数字通信网中 基群及其以上恒定比特率的数字通道由包括 2 个终端国 和最多 4 个中间国 每个中间国可具有 1 或 2 个国际接口局的假设参考通道 组成 假设参考通道的端到端全长为 27500 km 2 假设参考通道 用于传输基群及以及恒定比特率的 SDH 微波接力通信省际干线电路的假设 参考电路长度为 5000km 省际干线用于任何长途交换中心之间及长途交换中心与国际接口局之间 省内干线连接省内的长途交换中心 3 差错性能指标 在考虑到系统内部的衰落 干扰及其他各种恶化因素的影响下 省际干线 通道的差错性能指标 在每一个传输方向任何月份应不大于下表规定值 通道速率 kbit s 1500 5000 15000 55000 55000 160000 160000 35000 00 比特数块2000 80004000 200006000 2000015000 30000 ESR0 04A0 075A0 16A待定 SESR0 002A0 002A0 002A0 002A BBER2 10 4A2 10 4A2 10 4A2 10 4A 注 A 6 L 5000 L 为实际电路长度 在考虑到系统内部的衰落 干扰及其他各种恶化因素的影响下 省内干线 通道的差错性能指标 在每一个传输方向任何月份应不大于下表规定值 通道速率 kbit s 1500 5000 15000 5500 0 55000 1600 00 160000 350 0000 比特数块2000 80004000 200006000 2000015000 30000 ESR0 04B0 075B0 16B待定 SESR0 002B0 002B0 002B0 002B BBER2 10 4B2 10 4B2 10 4B2 10 4B 注 B 2 5 1 L 500 L 为实际电路长度 实际通道的差错性能设计指标 对于省际干线和省内干线应分别根据上述 两表规定值按实际通道长度成正比分配 4 不可用性指标 长途假设参考数字通道的不可用性指标 在任何一年里每 500km 不应大于 0 06 其中传播引起的占 1 3 实际电路的不可用性指标按电路长度作线性分 配 5 频率配置 频段的选择应根据系统传输容量 通信网路规划 并结合已建通信电路的 现状和当地条件综合考虑 射频波道的极化配置原则上应尽可能降低系统可能 出现的射频干扰 SDH 微波接力通信系统的工作频段应符合 ITU R 有关建议和 GB13159 规定 SDH 微波接力通信系统的工作频段及波道配置如下 占用频带 MHz 波道带宽 MHz 频带中心 f0 或 fr MHz 工作波道数 对 第 n 波道中心频率 fn 和 fn MHz 波道序号 n 3400 3800293952 06 fn f0 208 29n fn f0 5 29n n 1 2 3 6 3800 4200294003 56 fn f0 208 29n fn f0 5 29n n 1 2 3 6 3600 42004039007 fn f0 320 40n fn f0 40n n 1 2 3 7 4400 50004047006 fn f0 310 40n fn f0 10 40n n 1 2 3 6 5925 642529 6561758 fn f0 259 45 29 65n fn f0 7 41 29 65n n 1 2 3 8 6430 71104067708 fn f0 350 40n fn f0 10 40n n 1 2 3 8 7275 fn f0 182 28n fn f0 14 28n 7125 772528 7597 5 fn f0 168 28n fn f0 28n n 1 2 3 5 7725 827529 6580008fn f0 281 95 29 65nn 1 2 3 fn f0 29 37 29 65n 8 10700 11700 4011200 12 fn f0 525 40n fn f0 5 40n n 1 2 3 12 12750 13250 2812996 8 fn f0 259 28n fn f0 7 28n n 1 2 3 8 14500 15350 2811701 fr 15 fn fr 2786 28n fn fr 3626 28 N n n 1 2 3 N N 15 17700 19700 110187006 fn f0 1000 110n fn f0 10 110n n 1 2 3 6 21200 23600 5622400 19 fn f0 1176 56n fn f0 56 56n n 1 2 3 19 注 fn fn 分别为下 上半频带第 n 个波道的中心频率 MHz f0 fr 分别为工作频带的中心频率和参考频率 MHz n 为波道序号 6 传输速率 波道带宽与调制方式关系 波道带宽 MHz 每波道容量调制方式举例及说明 1 STM 164QAM 128QAM 28 30 STM 1 2 64QAM CC 128QAM CC STM 1 2 32QAM CC 64QAM CC 40 2 STM 1512QAM 1 STM 116QAM 32QAM STM 1 2 16QAM CC 32QAM CC 55 2 STM 1256QAM 1 STM 1QPSK 或 4QAM 2 STM 116QAM 32QAM 110 2 STM 1 2 16QAM CC 32QAM CC 注 CC 为同波道频率复用方式 表中的调制方式也可为 MLCM TCM 等 12 10 4路由断面设计路由断面设计 1 断面及站距的选择 数字微波接力通信线路接力段的断面根据地形 气候等电波传播条件 可 分为四种类型 A 型 断面由山地 城市建筑物或两者混合组成 中间无宽敞 的河谷和湖泊 B 型 其断面由起伏不大的丘陵地带组成 中间无宽敞的河谷 和湖泊 C 型 其断面由平地 水网较多的区域组成 D 型 大部分跨越水面或 海面的线路 微波接力段的断面应尽量选择 A 型和 B 型 避免或尽量减少 C 型 和 D 型 数字微波接力通信线路的站距应根据所用设备的各项参数 所经地区的地 形 气候条件 天线高度 电波传播及所采取的技术措施等因素来确定 站距 较长或较短的接力段应采取技术措施 以保证接收机输入日的自由空间接收电 平与标称接收电平值之差不超过 3dB 各接力段原则上都应满足差错性能指标 要求 个别特殊段允许比指标稍差一些 但各个数字段及全电路的差错性能指 标应满足规定要求 否则应考虑调整相应接力段的站距或采取其他技术措施 2 余隙标准 数字微波接力通信线路的每一个接力段 在所考虑的等效地球半径系数 K 有一定的余隙值变化范围内 电波直射线与下方障碍物之间应单一障碍物接力 段的余隙值 H 宜满足下表的要求 障碍物类型K KminK 4 3 刃型H 0H H0 平滑地面及其他H 0 5H0 16mHH56mH 00 注 1 K 等效地球半径系数 Kmin 0 1 所对应的统计 K 值 H0 自由空间余隙 2 m 1 2 3 为干涉瓣号 在满足 K Kmin 余隙的条件下 m 应取尽可能的最小值 以尽 量避免在 K 4 3 时工作在高次干涉瓣 多障碍物接力段的余隙值按 K Kmin时 由障碍物引入的电波绕射损耗值不 大于 l0dB K 4 3 时 保证不衰落时的接收电平值不小于自由空间接收电平值 的要求 需采用空间分集接收的接力段 主天线路径余隙应满足表 6 2 1 的规定 分集天线路径余隙应满足 K Kmin时 障碍物引入的绕射损耗不大于 15dB 适用 于单障碍物或多障碍物 微波接力段电波射线除满足下方余隙要求外 其余各侧在范围 2 D 1 17d 内的余隙值必须不小于 在范围内的余隙值必须满足天线近区 0 h3 2 D 1 17d 的净空要求 3 线路分支 转角及越站干扰 在二频制多段数字微波通信电路中 出现在一段上的同波道干扰 应满足 有用信号与干扰信号之比不小于系统的允许值 因此 线路的转折角或分支角 的大小 由系统允许的信号与背向和分支于扰比值决定 对于采用频率复用方 式的系统 应合理安排波道 并且必须采用交叉极化十扰消除器 以减少同频 干扰 数字微波接力通信电路应成折线型 以减少越站干扰的影响 要求等效地 球半径系数 K 时 在一个接力段上接收机输入端信号对越站干扰信号之比不 小于下表值 根据地形情况还应进一步考虑二次以上的越站干扰的影响 微波制式 SDHPDH 调试方式门限载噪比 C N 理论值 dB 允许的载干比 C N dB 允许的载干比 C N dB 2PSK59 4PSK62 8PSK67 16QAM18 469 32QAM21 5 64QAM22 8C N FME76 128QAM25 8 512QAM34 5 注 FME 表示等效越站干扰衰落储备 12 10 5系统核算方法系统核算方法 主要对电路接收电平 平衰落中断率和多经衰落中断率进行核算 目前 许多国家都总结出一套基本适合本国的参数 1 平衰落中断率的计算 10 CB s 10dfkQU m F 其中 Us 无空间分集中断率 kQ 地形气候因子 f 中心频率 GHz d 站距 km B 频率因子 C 路径长度因子 Fm 平衰落储备 dB kQ B C 取值表 GB14617 3 1993 断面类型KQBC A 型 高干燥山区 1 072 10 411 3 B 型 大陆温带及丘陵地区 2 750 10 511 8 C 型 沿海温带平原 2 884 10 512 2 D 型 跨海地区 2 630 10 613 2 频率分集的改善度 10M eq fd f 10 f f GI 其中 G 的取值为 0 25 对于 6 7GHz fNf N f N N feq 1 2 1 对于 N 2 ffeq 3 4 f 为相邻波道间的频率间隔 2 多经衰落中断率的计算 多经衰落的计算方法比较多 一般参照厂家提供的方式计算 下面介绍的 是日本的一种计算方法 LAD 10 f 2LAD 2LAD L 10 R4 1 10 1 10 1 1P 其中 LAD为线性振幅失真 dB Rf为频率间隔为 f 的两个信号衰落的相关系数 Rf10 2 094exp Lf10cos 2 094R 2 1 4 m 4 f 行程差 l l fGHz P 4GHz P 28 25kL 0 4 m 0 4 min R R 1m d t 0 45exp 4GHz P10l 0 43 R 3 m 1 4 1 1 1 21 4 mmin K 1 4 f 0 124 ll 行程差的标准差 R1为 d t 0 13exp fGHz P 4GHz P 34 47 2 K R 0 63 R 0 63 R1 1 12 10 6设备选型及配置设备选型及配置 微波设备选型时 应综合考虑频率利用率 调制方式及抗干扰 设备制 造 经济性等因素 微波传输设备主要由天线 馈线 微波收发信机 调制解调器 公务单 元 监控等 对于高频段的微波设备 可选择室外机和室内机分开设置的机型 频率配置可采用二频制和四频制 不论采用何种方式 都要满足干扰要 求 为了提高频率的利用率 往往采用交叉极化 这时应配置极化分离器和交 叉极化干扰抵消器 12 11 电力线载波通信电力线载波通信 电力线载波通信是利用高压输电线路作为传输载体 传送经过调制的高频 信号的一种通信方式 电力线载波通信具有可靠性高 投资少 维护工作量小 技术成熟等优点 而广泛用于电力系统 水电站的电力线载波通信设计应根据整个电力系统通信的规划设计或水电 站接入电力系统管理部门的载波频率规划进行 主要验算载波通道的工作频率 和最高使用频