廣東電網(wǎng)PCM 設(shè)備退運(yùn)技術(shù)研究

曾 瑛，張珮明

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心，廣東 廣州 510600）

0 引言

在“寬帶、高速”發(fā)展形勢下，PCM 技術(shù)屬于被淘汰技術(shù)，早已在公網(wǎng)通信中停止應(yīng)用。大量通信設(shè)備廠商因市場需求劇減而停止PCM 設(shè)備生產(chǎn)和技術(shù)支持服務(wù)［1］。廣東電網(wǎng)在運(yùn)行PCM 設(shè)備涉及7 個設(shè)備廠商，目前除兩個廠家外，其他廠家已先后停止了PCM 設(shè)備的生產(chǎn)。現(xiàn)有大部分PCM 設(shè)備缺乏備品、備件和廠家技術(shù)支持，故障率高，一定程度上影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。PCM 設(shè)備只能提供64K 級別通信通道，無法滿足當(dāng)前所承載業(yè)務(wù)的通信需求，更不能適應(yīng)所承載業(yè)務(wù)中長期發(fā)展的通信需要?；诖?，根據(jù)《南方電網(wǎng)35 kV 及以上電網(wǎng)二次系統(tǒng)規(guī)劃原則》［2］“逐步減少PCM 配置，引導(dǎo)業(yè)務(wù)使用E1 或IP 業(yè)務(wù)通道方式”的指引，安排PCM 設(shè)備逐步退出應(yīng)用。

1 電話專線通道改造

1.1 通道模型調(diào)整

目前，廣東電網(wǎng)PCM 接入系統(tǒng)承載的2W 專線通道主要是調(diào)度電話和行政電話業(yè)務(wù)，通道模型如圖1 所示。

根據(jù)規(guī)劃，PCM 設(shè)備進(jìn)入安排退運(yùn)階段，電話專線通道改為2M 小號延伸和軟交換IP 電話。調(diào)整后的通道模型如圖2 所示。

1.2 廣東電網(wǎng)IP 化改造技術(shù)方案

調(diào)度交換和統(tǒng)一通信（行政交換）系統(tǒng)作為兩個獨(dú)立的語音視頻局域網(wǎng)子網(wǎng)，通過防火墻跨接在語音視頻局域網(wǎng)上，然后語音視頻局域網(wǎng)通過跨網(wǎng)防火墻與綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)互通［3］。

將變電站、站端調(diào)度、行政IP 電話及綜合接入網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一部署在廠站端信息局域網(wǎng)，經(jīng)由綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)和語音視頻局域網(wǎng)與調(diào)度交換及統(tǒng)一通信（行政交換）系統(tǒng)互通。若2M 小號延伸產(chǎn)品具備推廣應(yīng)用條件，則同時采用2M 小號延伸方式開通站端至中調(diào)/地調(diào)調(diào)度電話［4］。

對中調(diào)/地調(diào)直調(diào)電廠，通過2M 小號延伸方式開通電廠端至中調(diào)/地調(diào)調(diào)度電話。若2022 年2M 小號延伸產(chǎn)品仍不具備推廣應(yīng)用條件，則先采用MSTP 通道延伸軟交換放號方式，開通電廠端至中調(diào)/地調(diào)調(diào)度電話。

已有調(diào)度交換機(jī)并與省調(diào)度交換網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的電廠，并優(yōu)先采用調(diào)度交換機(jī)放號，在條件允許的情況下建議增加上述MSPT 延伸放號方式或2M 小號延伸方式放號。

各地區(qū)局調(diào)度交換機(jī)與省級主站之間仍沿用2M 中繼互聯(lián)，與省級備調(diào)的IP 中繼則待語音視頻局域網(wǎng)建設(shè)完善后切換到語音視頻局域網(wǎng)作為2M中繼的備用中繼。停止使用PCM 設(shè)備提供2W 電話專線后，廠站的電話專線采用以下3 種方式解決。

（1）通過2M 小號延伸方式把調(diào)度交換機(jī)上的電話延伸到各級廠站（預(yù)計(jì)2022—2023 年有成熟成品推出）。

（2）由調(diào)度/行政軟交換經(jīng)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)將IP電話接入到各級變電站。

（3）在不具備成熟的2M 小號延伸產(chǎn)品前，通過MSTP 通道把主站端軟交換網(wǎng)絡(luò)延伸到電廠，在電廠側(cè)接入IP 電話或通過IAD 接入模擬電話。

目前，省公司已建成統(tǒng)一通信系統(tǒng)，地調(diào)已有或新上的U1981 設(shè)備。地市用戶（IP 話機(jī)、IAD及軟終端）正常情況下通過地調(diào)會話邊界控制器（Session Border Controller，SBC）代理注冊到省中調(diào)統(tǒng)一會話管理器（Unified Session Manager，USM）。如果省中調(diào)與地調(diào)統(tǒng)一通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中斷，則地調(diào)U1981 實(shí)現(xiàn)本地再生。地調(diào)用戶通過地市SBC 代理注冊到地調(diào)U1981，地調(diào)U1981 完成與中調(diào)USM 對接后，原地調(diào)到總調(diào)的2M 聯(lián)網(wǎng)中繼需割接到省地U1981 設(shè)備上。此時，中調(diào)USM 和地調(diào)U1981 之間為SIP 中繼，中調(diào)U1981 和地調(diào)U1981之間為2M 中繼。SIP 中繼為主用中繼，2M 中繼為備用中繼。

2 自動化專線改造

2.1 通道模型調(diào)整

目前，廣東電網(wǎng)PCM 接入系統(tǒng)承載的4W 自動化專線通道模型如圖3 所示。

根據(jù)規(guī)劃，PCM 設(shè)備進(jìn)入安排退運(yùn)階段，4W專線通道改為2M 專線通道。調(diào)整后的通道模型如圖4 所示。

若協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置具備網(wǎng)絡(luò)功能（網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)通信等），則需要在協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置之間加裝電力專用縱向加密認(rèn)證裝置。

2.2 技術(shù)方案

2.2.1 主站側(cè)

在通信光傳輸設(shè)備與主站采集交換機(jī)之間建設(shè)協(xié)轉(zhuǎn)池，實(shí)現(xiàn)通信側(cè)與自動化側(cè)的接口轉(zhuǎn)換和廠站專線的批量接入。

2.2.2 廠站側(cè)

根據(jù)廠站側(cè)遠(yuǎn)動機(jī)的不同運(yùn)行模式，自動化專線改造提供兩種可選方案。

方案1 適用于遠(yuǎn)動機(jī)主備模式運(yùn)行，如圖5所示。

方案2 適用于遠(yuǎn)動機(jī)雙主模式運(yùn)行，如圖6所示。

3 計(jì)量專線改造

《南方電網(wǎng)“十四五”二次系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)原則》明確指出，電能量計(jì)量業(yè)務(wù)通道可采用雙調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道或采用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道加專線通道。電能量計(jì)量專線通道和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道完全獨(dú)立，應(yīng)滿足通道“N-1”的要求。

4W 計(jì)量專線改造工作依托省級集中計(jì)量自動化系統(tǒng)主站適應(yīng)性改造項(xiàng)目、地市局廠站通道配套改造項(xiàng)目、現(xiàn)有的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)A 網(wǎng)、即將建設(shè)完成的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)B 網(wǎng)以及調(diào)度數(shù)據(jù)A、B 網(wǎng)二次系統(tǒng)安全防護(hù)建設(shè)，逐步減少PCM 配置，引導(dǎo)計(jì)量業(yè)務(wù)使用調(diào)度數(shù)據(jù)A 網(wǎng)、B 網(wǎng)及2M 專線［5］。

3.1 通道模型調(diào)整

目前，廣東電網(wǎng)PCM 接入系統(tǒng)承載的4W 電能計(jì)量專線通道模型如圖7 所示。

根據(jù)規(guī)劃，PCM 設(shè)備現(xiàn)已進(jìn)入安排退運(yùn)階段，4W 專線通道將采用調(diào)度數(shù)據(jù)B 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通道或2M專線通道取代。調(diào)整后的通道模型如圖8 所示。

3.2 電能計(jì)量4W 專線通道改造為調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道技術(shù)方案

3.2.1 廠站端接入方案

調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)每一個平面對應(yīng)一條計(jì)量通道，每一條計(jì)量通道站端安排2 個IP 地址，分別對應(yīng)兩臺廠站電能量采集終端。每臺廠站電能量采集終端應(yīng)具備兩個獨(dú)立網(wǎng)口，通過網(wǎng)線分別接入調(diào)度數(shù)據(jù)A 網(wǎng)和調(diào)度數(shù)據(jù)B 網(wǎng)的接入交換機(jī)。目前，調(diào)度數(shù)據(jù)A 網(wǎng)的接入已經(jīng)基本完成，因此本次電能計(jì)量專線通道改造主要由調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)B 平面承載。此外，地市局自行配置廠站側(cè)共用調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的縱向加密裝置，用以連通廠站側(cè)終端與省公司主站系統(tǒng)（佛山匯源通機(jī)房）。

3.2.2 主站端接入方案

調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)每一個平面對應(yīng)一條主站計(jì)量直采通道，每一條計(jì)量直采通道配置廠站電能量采集終端對應(yīng)平面的2 個IP 地址。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)管理單位參照調(diào)度數(shù)據(jù)A 網(wǎng)IP 地址分配方式，分配計(jì)量自動化系統(tǒng)的主站調(diào)度數(shù)據(jù)B 網(wǎng)IP 地址。

主站側(cè)Ⅱ區(qū)廠站前置采集服務(wù)器通過Ⅱ區(qū)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機(jī)和縱向加密裝置連接到調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)A、B 平面的接入網(wǎng)交換機(jī)和路由器，進(jìn)而通過省地調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和廠站端連接，詳見廣東電網(wǎng)計(jì)量自動化系統(tǒng)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

目前，省側(cè)調(diào)度數(shù)據(jù)A、B 平面的設(shè)備部署和連接已完成，廠站終端通過省調(diào)度數(shù)據(jù)A 網(wǎng)接入主站系統(tǒng)也已經(jīng)聯(lián)調(diào)完畢。省級集中計(jì)量自動化系統(tǒng)主站完成調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)B 平面并網(wǎng)流程后，本次PCM 退運(yùn)工作由地市局負(fù)責(zé)，主要組織開展主站和現(xiàn)場終端的調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)B 平面的縱向加密隧道配置和聯(lián)調(diào)工作。

3.3 電能計(jì)量4W 專線通道改造為2M 專線通道技術(shù)

電能計(jì)量2M 專線通道改造采用專線路由器方案，方案的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D9 所示。省公司計(jì)量中心專線通道接入方案不變，地市局采用路由器方案進(jìn)行2M 專線的接入。

3.3.1 廠站端接入方案

廠站端接入需要專線路由器、縱向加密裝置、2M 線及網(wǎng)線等。廠站終端通過網(wǎng)線接入縱向加密裝置，縱向加密裝置通過網(wǎng)線接入專線路由器，專線路由器出2M 專線接傳輸設(shè)備2M 口，完成電能量采集裝置和專線傳輸設(shè)備的連接。其中，縱向加密裝置需要與省公司的縱向加密裝置進(jìn)行聯(lián)調(diào)。

3.3.2 地市側(cè)接入方案

廠站端專線傳輸設(shè)備通過傳輸網(wǎng)連接到地調(diào)通信機(jī)房的傳輸設(shè)備，地調(diào)傳輸設(shè)備出2M 線或CPOS 口出光纖線與地市側(cè)專線路由器連接。專線路由器通過網(wǎng)線接入地市計(jì)量機(jī)房的專線交換機(jī)，地市計(jì)量機(jī)房的專線交換機(jī)通過MSTP 專線接入計(jì)量中心的計(jì)量主站。

3.3.3 計(jì)量中心主站接入方案

主側(cè)Ⅱ區(qū)廠站前置采集服務(wù)器通過Ⅱ區(qū)專線接入交換機(jī)。縱向加密認(rèn)證裝置接入主站側(cè)專線傳輸設(shè)備，通過專線和地市側(cè)傳輸設(shè)備連接。其中，地市局廠站采用專線路由器方案時需要完成計(jì)量主站側(cè)的縱向加密裝置與廠站側(cè)的縱向加密裝置聯(lián)調(diào)測試。

4 結(jié)語

20 世紀(jì)80 年代，PCM 作為主要的通信工具，在電力系統(tǒng)通信領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，PCM 設(shè)備已無法滿足現(xiàn)代電網(wǎng)大帶寬、低時延以及高速度的通信需求。廣東電網(wǎng)各地市將逐步安排PCM 設(shè)備退出應(yīng)用，屆時語音電話、自動化以及電能計(jì)量業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)將逐步改為使用E1 或IP 業(yè)務(wù)等通道方式。