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宽带接入网技术在电力通信中的应用与发展探讨
[ 通信界 / 赵延枫 田家庵发电厂(安徽省 淮南市  232007) / www.cntxj.net / 2005/5/12 ]
 

  随着通信信息技术的不断发展,接入网不但在通信网中,而且在未来的通信信息网中具有重要的地位,对今后的发展起着关键作用。电力通信网如何利用现有资源,大力发展接入网技术,优化网络基础设施,打通信息高速公路的最后一段,以适应多媒体业务和宽带业务发展的需要,提高电力通信在市场中的竞争能力,是当前通信行业所关注的焦点。


  1 接入网的作用
  接入网(AN)是业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(诸如线路设施和传输设施)所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统,可经达Q3接口进行配置和管理。
  对于目前电话网而言,是指端局本地交换机或远端交换模块至用户终端之间的部分。
   接入网是通信网和信息网中的最大部分,它的建设费用占建网总费用的二分之一以上;其次,接入网直接面对广大用户和各种应用系统,它的服务内容和质量直接影响网的发展,这是因为大部分业务只需由接入网而不必通过核心网就可完成;再者,它是完成语音、数据、图像等全业务综合的最主要的部分和必经之路。所以,它是当前信息通信中高新技术竞争最激烈和发展最快的部分。我国已经加入WTO,电力通信如何走向市场,完成自我改造和发展,迎接竞争,加快宽带接入网建设已经是迫在眉睫的当务之急。


  2 接入网技术的应用
  2.1 铜线接入网技术
  由于目前接入网仍然是传统的铜线接入方式,并在通信网络中占据了重要地位。为解决宽带业务的“瓶颈”问题,在现有铜线的基础上主要采用DSL技术(Digital Subscriber Line),主要有HDSL、ADSL、VDSL、MDSL等。
  (1)高比特数字用户线HDSL(High Bit Rate Digital Subscriber Line)
   HDSL采用了高速自适应数字滤波技术和先进的信号处理器,因而可以自动处理环路中的近端串音、噪声对信号的干扰、桥接和其它损伤,适应多种混合线路和桥接条件,无须再生中继器,线路传输距离可达3km~5km(0.4~0.6mm线径)。HDSL可在2-3对普通双绞线上传输双向T1/E1信号。 
  HDSL系统中的编码、调制方法有:2B1Q基带编码、无载波调幅调相(CAP)和离散多音频编码(DMT)。HDSL系统中常用的是2B1Q和CAP调制方式。
   HDSL系统应用于寻呼台、2M到用户、多媒体网络宽频要求、移动通信、局域网互联等。它的优点是安装简单,只需在线路两端加装HDSL设备即可。
   (2)非对称数字用户线ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)
  对于大多数用户来说,他们只拥有一对电话线,希望在一对双绞线上实现电话、数据、图像、交互式业务等。ADSL就是利用现有双绞线传输非对称数据业务。从中心局到用户方向(下行)速率最高可达8Mb/s,从用户到中心局方向(上行)速率较低,可达640kb/s。
   ADSL的不对称性使得它在Internet接入及视频服务中有着广泛的应用前景。根据ADSL论坛的规定,IP包可以在ADSL上直接传输,利用ADSL可以实现Internet接入,LAN和LAN的互联等。
   (3)甚高比特数字用户线VDSL(Very High Bit Rate Digital Subscriber Line)
   VDSL是在ADSL的基础上提出的一种能够在短距离线路上提供更高数据传输速率的用户环路技术。VDSL可以在1500m长的用户线上提供12.96Mb/s的速率。当传输距离小于300m时,其最大传输速率可达51.8Mb/s。VDSL采用非对称方式,上行方向采用300-700kHz带宽,速率可达1.6-2.3Mb/s;下行方向采用1MHz以上带宽,速率可达12.96-55.2Mb/s。
   2.2 光纤接入网技术
  光纤接入网有光纤到用户FTTH(Fiber to the home)、光纤到大楼FTTB(Fiber to the Building)、光纤到路边FTTC(Fiber to the Curb)、光纤到小区FTTZ(Fiber to the Zone)等多种形式。从技术上可分为以下几种类型。
  (1)采用Z接口的用户环路载波(SLC)系统
  该系统采用光纤传输,但在局端和用户端需要经过多余的模/数与数/模转换。
   (2)采用V5接口的数字环路载波(DLC)系统
   该系统不需要经过多余的模/数转换,即可将数字信息传送到用户端,并提高了传输质量,它将取代Z接口的光纤传输系统。
   (3)采用V5接口的无源光网络(PON)
   该网络采用无源光器件进行分路,所以网络内部是无源的。它具有全数字特点,它的传输技术有:时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、副载波复用(SCM)、码分复用(CDM)、时间压缩复用(TCM)等。
   2.3 光纤/铜线混合传输系统
  (1)混合光纤/同轴电缆(HFC)系统
  该系统采有模拟调制技术,在3~5根光纤上综合传输有线电视和电话,将光纤上的频带分割成若干段。HFC可以提供有线电视(CATV)以外的语音、数据和其它交互型业务。用于Internet接入时,典型共享带宽为10Mbps~25Mbps。
   (2)交换式数字图像(SDV)系统
  该系统是将数字电信传输系统与模拟视频图像系统或单向HFC进行综合而成,采用3~5根光纤可以综合传输有线电视和电话,其中的数字电信传输系统主要采用异步转移模式(ATM)的交换设备。该系统易于网络升级,传输质量好。
   2.4 无线接入网技术
   (1)固定终端接入
   主要有卫星直播(DBS)系统、甚小孔径终端卫星(VSAT)系统、单区制无线接入、微波点对多通信系统(MARS)、本地多点分布业务(LMDS)系统等。
   (2)移动终端接入
   主要有无绳电话系统、无线寻呼系统、集群通信系统、蜂窝移动通信系统、同步卫星移动通信系统等。
   (3)有线无线综合接入
  主要有光纤无线混合系统(HFW)、个人通信系统(PCS)。光纤无线混合系统有多种形式:固定网的光纤系统终接无线通信系统,移动通信系统和无绳电话系统或微波、卫星通信系统终接光纤系统等。
  2.5 光因特网
   Internet的快速发展对广域网带宽提出了更高的要求,现在开始从IP Over SDH向IP Over Optecal发展,即光Internet,指IP直接接入到光纤上,核心网不经过SDH终端复用设备和ATM。光因特网的成本相对低很多,带宽大许多,网络结构更加高效简化。IP的传送技术主要有:IP Over ATM、IP Over SDH、IP Over WDM,光因特网(IP Over Optical)是一项新技术,设备还不成熟,标准有待完善,经济性尚待进一步研究。
   3 接入网技术应用电力系统通信探讨
   3.1 电力系统通信网的特点和现状
   电力系统通信网已成为保证电网安全运行、支撑电网先进的控制系统和调度自动化系统、传输生产管理信息和交换的重要基础设施,是现代化电网安全稳定运行的三大技柱之一,也是将来电力通信网面向社会开放的基础。
  目前全国电力通信网已建成数字微波通信电路64000公里,电力线载波65万话路公里,光纤通信电路约6000公里,卫星通信地球站36座,交换机总容量约60万门,几十城市建成了800Hz集群移动通信系统。电力通信网已从过去单一的载波通信方式发展到拥有微波、光纤、卫星等多种通信方式。另外,全国拥有世界长度排名第二的电力输电线路,计310000公里,它们都是电力通信将来发展的宝贵资源。
   3.2 接入网技术应用探讨
  从电力通信目前的状况来看,敷设光缆是加快宽带网建设的一个重要途径,其主要是针对主干核心网的建设。但对于现有大量的微波电路、铜缆线路、有线电视、MIS网络等资源来讲,如何充分利用现有资源发展宽带接入网技术,或在主干光缆不能到达的地方发展宽带接入网技术,是一个值得探讨的问题。
  对电力系统而言,微波通信遍布各个厂区,铜缆线路深入各生产、办公、生活区域,拥有大量的用户群。有线电视也进入各个家庭,MIS网络日益发展壮大,但由于受主干网的限制,上网速率低,无法满足用户对宽带的需求。
   针对大量的铜缆电话用户,可采用ADSL技术接入方式,此项技术成熟,标准化程度高。每个用户独享带宽,且电话业务和数据传输互不受影响。并充分利用已敷设的大量的铜双绞一,保护投资。只要在现有的电话线两端接入ADSL Modem,则打电话、上网互不干扰。ADSL系统组网非常灵活,可根据用户分布、用户密度以星形、树形方式组网。
  基于有线电视已深入各家各户,可利用有线电视线路实现光纤/同轴电缆混合接入(HFC)技术。
   HFC系统主要针对住宅用户对宽带接入业务的需求。在HFC上利用Cable Modem进行数据传输,下行数据占用50MHz~860MHz之间的一个8MHz频段,一般采用64QAM调制方式,速率可达40Mb/s;上行数据占用5MHz~42MHz之间的一个8MHz频段,一般采用抗噪声能力比较强的QPSK调制方式,速率可达10Mb/s,有较大的带宽优势,其上下行速率是用户共享的。从网络基础来讲,大多数有线电视网络为单向结构,要满足Internet接入,必须进行升级改造。
  鉴于电力系统微波通信覆盖面广、电缆四通八达的特点,可根据具体情况采用有线/无线混合接入方式,充分利用电话、电视、计算机网络资源,并加大光纤网络的建设,发展适合我国国情的宽带接入网。


   4 电力通信宽带接入的发展探讨
  电力系统有着丰富的电力输电线路资源,利用它可以架设电力系统特殊光缆。许多国家正在研究电线通信技术,以实现在电力线上传输数据、语音、视频。一旦成功,将给电务宽带通信的发展带来极大的空间,也将成为电力通信走向市场的巨大优势。
  电力专网的特殊性,决定了电力网络的富裕资源,充分利用这些资源,开展出租业务,其收益再用来建设电力高速信息网络,形成良性循环,有利于加快宽带接入网的发展。
   电力系统的通信、电视、计算机网络也存在着重复建设、利用率不 高的现象。以我厂为例,铜缆、计算机光纤网络、有线电视(主干为光缆)遍布全厂,MIS网络干线速率为100Mb/s,而计算机上网由于受到主干核心网带宽的限制,上网速率极低,限制了宽带业力的发展,成为高速信息公路的“瓶颈”。
  我厂已实现了视频会议在MIS网上的传输,通信、有线电视和计算机网络都在向宽带高速的方向发展,各网络提供的业务类型越来越多,网络功能也越来越接近,三网的专业界限已逐渐消失,因此,“三网合一”将是大势所趋。
  电力通信参与市场竞争是发展的必然趋势。这就需要一方面加快主干光缆建设、改时落后的传输体制;一方面进行接入网的改造,开展宽带接入业务,电力系统拥有广大的用户群。目前,电力通信在宽带接入用户业务上基本是空白,电信正在加快宽带网建设,占领市场联通、网通、铁通也在进军宽带市场,电力通信必须加快速度,边建设、边开拓市场,占领阵地。
  我国已经加入世界贸易组织,竞争需要我们改变观念,抓住机遇,提高自身素质,用长远的眼光来开拓电力通信的巨大市场,努力建设电力通信的美好未来。ver ATM、IP Over SDH、IP Over WDM,光因特网(IP Over Optical)是一项新技术,设备还不成熟,标准有待完善,经济性尚待进一步研究。
  

 

作者:赵延枫 田家庵发电厂(安徽省 淮南市  232007) 合作媒体:中国电力通信网 编辑:顾北

 

 

 
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