主题：新环境下的电力通信

  摘要：重点探讨近年内电力通信发展的总趋势和新动向、新环境下电力通信面临的新问题、通信网络及信息安全、通信网络规划方法、技术动态以及宽带PLC发展。
　　关键词：电力通信；发展动向；信息安全；网络规划；新技术
　　中图分类号：TN915．853 文献标识码：A 文章编号：1005—7641(2003)01—0003—05
　　当前，电力通信的发展环境发生了重大变革，对电力通信发展必将产生深远的影响。本文重点探讨近年内电力通信发展的总趋势和新动向、新环境下电力通信面临的新问题、通信网络及信息安全、通信网络规划方法、技术动态以及宽带PLC发展。
1 总体趋势
　　进入新世纪以来，电力通信的发展环境出现了诸多变化。从国内情况来看，电力体制改革已经开始进入全面实施阶段，由过去垂直一体化(Vertically—Inte-grated)的管理体制变为两个电网公司和五个发电公司并存的新格局。从世界范围来看，随着电力工业在很多国家成为关键基础设施产业(Critical Infrastructure In—dustry，简称CII)，以及社会信息化程度的提高，电力工业对电力通信的依赖性越来越大，要求越来越高，同时，传统的通信运作模式所面临的挑战也越来越严峻。
　　笔者曾在《电力系统通信》2001年第l期发表的题为《论21世纪初电力通信发展大趋势》一文中，阐述了20世纪末电力通信发展的两个主要特征(装备水平发生质变、资源挖潜成为热门)和三个驱动因素(技术进步、体制改革、需求增长)，电力通信的科学内涵和三个基本要素(机构、装备、业务)，新世纪初电力通信的两项根本任务(搞好内部服务、开拓外部市场)，以及电力通信技术发展的总体思路和需要关注和研究的技术动向等。这些反映总体趋势的论述和对当时即将面临的问题的分析，在当前仍然具有很强的针对性，而且，随着国内外形势的变化和改革的逐步深入，过去看来不很突出的问题，现在变得突出了；过去在一些人眼里不是问题的问题，现在变得无可回避了。
　　电力通信作为电力和电信两个敏感行业的交*点，处于非常独特的地位，同时受益和受制于两个行业的发展和变革。在当今世界，电力或电信行业的发展，涉及的主要问题不光是技术，而是技术、经济、社会三者的综合。电力通信的发展不仅与两个行业、六个方面的多种因素有关，其本身也有一些内在规律和客观情况，因此比较复杂。单纯强调技术或完全忽视技术，单纯强调市场而完全忽视其他，墨守成规和盲目轻敌，都有可能导致电力通信事业的挫折，甚至影响电力工业的持续、稳定发展。
　　笔者认为，2003年和今后一段时间内，电力通信发展的总体趋势依然是：以保障内部需要为根本，以拓展外部市场为补充；在电网内部，既越来越感到通信的重要和不可缺少，但又面临越来越大的成本压力(包括CapEx和OpEx)；在对外方面，既有强烈的推动愿望和诸多有利因素，又有不少困难与挑战。
　　这就要求电力通信工作者一方面要认真研究和掌握电力通信的客观规律，以较高的专业水准和政策水平，做好电力通信管理和技术领域的各项工作；另一方面要积极做好宣传和汇报，争取各方面的支持。只有这样，才能完成好我们肩负的历史使命。

2 电力新格局下的电力通信
　　电力体制改革形成的电力工业新格局是党中央、国务院战略决策的具体体现，具有多方面的深远影响。新格局必然带来新变化，但是电力工业生产供需动态平衡和“地理上广泛分布，功能上高度整合”(Geograph—ically Dispemed and Fqnctionally Integrated)，这些基本规律没有变，电力工业整体上对电力通信最根本的需求没有变，因此，电力通信面临着既要尽快适应改革新局面在某些方面所带来的新变化，又要继续发挥好电力工业支柱之一的重要作用。
(1)电力通信格局的变与不变
　　电力通信的变与不变，按笔者提出的电力通信内涵三要素(组织机构、技术装备、通信业务)的概念和具体理论去思考，就很容易找到清晰的思路。组织机构与技术装备显然应以综合、高效为主要出发点，这是由通信行业规模经济特征规律所决定的。对于具体通信业务而言，才有变与不变、分与不分的考虑余地。
　　目前，电力通信网为电力系统提供的业务共三大类、十几种，分别通过专线网、调度电话交换网、行政电话交换网、电视会议网、电话会议网、城域和广域数据网等多个业务网来实现。
　　与生产控制类业务(Operational Services)，如调度电话、继电保护与安全自动控制、远动与调度自动化等相关的业务网，总体上不会有太大的变化，但是在某些方面需要作适当的改进和加强，以适应新格局下电力系统安全、优质、经济运行的需要。
　　行政管理类业务(Administrative Services)中，语音业务方面各电网公司、发电公司共享电力系统现有的电路交换或IP电话网络平台是完全可行的，而且还不存在互连互通问题，号码可以适当进行调整；数据业务方面既可以在同一个网络中采取隔离控制措施来保证
　　各方的通信安全和互通便利，也可以利用电力通信物理通道独立组建专网，但经济性可能不如前者。
　　市场运营类(Energy Market Services)包括电力行业内不同公司之间的BtoB、电力公司与电监会等政府部门之间的BtoG以及电网公司与用电客户之间的BtoC等三类电子商务，其中既有秘密的、实时的，也有公开的、非实时的，所用的业务网络也不完全相同，需要具体情况具体分析。
　　由此可见，尽管机构分开了，但电力通信网中承担电力系统核心业务的通信业务子网是分不开的，因此必然会在其基本建设、运行管理和服务使用等方面产生一些新的问题，需要认真加以研究和妥善解决，如投资、管理、费用结算等。
(2)电力通信建设和运行成本问题
　　随着电网规模的不断扩大、电力市场的逐步建立以及用户对供电质量要求的提高，电力系统对信息通信的要求越来越高，依赖性越来越强。
　　搞好电力通信，保障电网安全，需要持续不断地投入，包括建设成本(capEx)和运行成本(OpEx)。
　　改革新格局形成以后，电力企业特别是电网企业，将面临越来越严峻的控制成本、降低电价的压力，但是减少对通信的投入又将影响安全生产和企业的竞争与生存能力。
　　因此，在新格局下电力通信既负有十分重要的职责，又将面临更加严峻的挑战。寻找新的出路既是电力通信发展的需要，也是电力公司主业的需要，在更广泛的意义上讲，也是国家利益的需要。
　　除了电力企业自身要积极采取措施解决通信括问题之外，另外一条有效途径仍然是积极开拓外部市场。据美国以电力企业为主的联合通信协会(UTC)的研究报告，尽管美国电信市场在泡沫破裂之后出现寒冬，但美国电力企业利用电力通信设施开展对外服的势头依然有增无减。这不仅因为这些企业的光通信网络、宽带PLC和其他基础设施都是有形的优良资产，不是泡沫，也不排除电力企业减低成本压力的驱动因素。
　　笔者认为：在中国目前情况下，电力通信在保证电力内部通信之余，仍然需要积极开拓外部市场，其主要目的是通过外部合作，消化电力通信因采用高可靠新技术而自然沉淀的富余能力，降低内部成本压力，改善电力通信生存环境，创造可持续发展的条件。在这个问题上应当实事求是，有的放矢，寻找符合电力和电信两大行业实际情况的突破口，争取拿到网络基础元素出租业务许可(类似于国外的FBO经营执照)。
　　为了实现这一目标，首先应当考虑如何以适当的组织形式和运作机制，既实现低成本运营，又符合电信管制的要求。为保证电信市场公平竞争，不允许搞跨行业的交*补贴，这是容易理解的。但是，如果对外运营企业不能轻装上阵，就很容易被内忧外患所压垮，所以必须寻求合作途径，争取以富余通信能力的边际成本合法运营。
　　其次，要加强学习和研究，能把自己的情况说清楚，把应该讲的道理讲透，在这个基础上做好宣传和公关。
(3)加强电力企业之间的横向协作
　　联合是永恒的主题。在电力行业实施改革、电信行业管制日趋加强的形势下，电力通信在发展道路上背景与前景的力量对比发生了变化。从国外的经验来看，电力企业在无线电频率资源的占用、电力线路杆塔及管道资源的开放等方面迟早会遇到挑战，相关企业之间也必然会有这样那样的联系或冲突，因此，加强行业协会建设，发挥其联合、协调、中介作用，显得比以往任何时候更为重要。
　　在这方面，美国UTC的经验值得学习，该组织代表北美和部分其他国家共1500多个电力、煤气、自来水公司专用通信部门的利益，多次在与美国国会参众两院、联邦通信委员会(FCC)的交涉和其他国际活动中发挥了行业协会的巨大作用。CIGRE的机构变化反映了国际社会电力同行继续加强合作与交流、适应电力工业新形势的普遍愿望。
　　在中国，我们应当一方面加强电机工程学会电力通信专委会跨行业、跨部门、跨公司的独特作用，加强电力通信在CIGRE等国际合作组织中的参与力度，另一方面似有必要研究成立中国电力企业联合会的通信分会或通信与信息分会，以加强合作，凝聚力量，应付挑战。
(4)电力通信配套改革问题
　　电力通信作为一项生产活动，主要包括规划、设计、采购、施工、运行等五大环节(将来还可能包括经营环节)，且具有全程全网联合作业的特点。
　　基本建设(包括规划、设计、采购、施工)的工作质鏊量是保证通信网正常运行的重要前提和基础。近年来，电力企业在通信方面投入了大量的人力、物力、财力，电力通信网的面貌发生了新的变化，特别是随着三峡送出工程的逐步建设，电力通信一级干线有了很大的改善，基本建设取得了很大的成就。
　　但是，与电力通信在现代电力工业中所承担的重任和对其作用的期望相比，目前在基本建设的多个环节还存在一些问题，对通信优质可靠运行留下了严重的隐患，造成了很大的压力。今年下半年以来，电通中心加大了整治力度，情况有所好转，但还远没有彻底解决。
　　　
　　当然，运行部门也需要加强通信设备和线路的运行维护，从规章制度、技术措施和人员培训人手，切实加强管理，履行好应尽的职责和义务。
　　出现以上种种问题固然有某些环节上某些人工作匡不负责任、水平低等因素，但多头管理、职与责相分离、体制不顺、管理模式不统一等也是非常重要的原因。
　　因此，在改革过程中应当高度重视通信各个环节匿的关联性，搞好配套改革，创造有利于公司整体利益的良好环境。
关于网络与信息安全问题
　　网络与信息安全问题是一个正在变得越来越重要的话题。电力通信网本身就是一个广义的信息系统，在电力工业信息化进程中，电力通信承担着三种角色：
(1)电力系统信息通信网络公共平台提供者，对不同性质的计算机应用系统可以提供不同的网络服务质量和优先等级；
(2)与电力通信业务管理有关的计算机应用系统(如通信监控与网管系统、网络规划与企业管理系统、资费管理系统、客户服务系统等)的建设、管理和使用者；
(3)与电力通信相关的信息资源(如号簿资源、客户信息资源等)的开发、维护和使用者。
　　因此，电力通信网作为电网这样一个关系国计民生的重要CII的支柱之一，安全问题是绝不可忽视的。
　　在网络与信息安全方面，国际标准化组织等已制订了一系列标准。ISO／IEC 17799标准把信息安全为“保持信息的保密性、完整性和可用性”，其中，保密性是指确保信息不泄漏给非被授权者，完整性是指保持信息及其处理方法的准确性和完整性，可用性是指保证被授权者当其需要时可随时使用信息和相关资源。
　　国际上电力企业信息安全方面经常引用的标准有ISO／IEC 17799：2000(Information Teehnolo~-Code 0f Practice for Information Security Management)和英国标准BS 7799(Information Security Management．Part-2：Soecifi．cation{0r Information Management Systems．1999)，前者是 基于BS 7799 Part一1制订的。此外还有ISO／IEC 15408等。国家电力公司也曾组织制订了“电网二次系统安全防护总体框架”、“电网调度自动化系统安全防护方案”、“网络与信息安全评测大纲”等指导性文件。
　　根据通信专业的特点，笔者认为，电力通信的网络与信息安全工作重点包括以下内容：
(1)通信网络的物理安全问题
　　主要包括：①光缆干线被盗或遭外力破坏，微波干线受干扰或阻挡等可能出现的中断；②通信机房出入管理制度，防火、防盗、防破坏，图像监视、自动报警、施工审批和现场监护等；③电缆(光缆)管道、竖井、配线间以及楼顶平台天线铁塔的安全管理，与物业部门协调、防火、防鼠害、防外力破坏等。
　　后两项落实安全措施相对比较容易，外部线路管理难度较大。主要依靠加强巡视和网络监视，及时发现问题，做出准确判断；认真做好通信应急调度预案，缩短业务中断时间；按照责任区段划分，通过运行维护单位联系网络，迅速组织抢修。
　　特殊光缆(如OPGW)一般都承担大量的重要业务，一旦发生中断影响很大，而且安排抢修也比较复杂，因此其安全性问题应当引起高度重视。只要措施到位，线路专业与通信专业各尽其职，完全可以避免发生灾难性的通信事故。主要的安全措施可包括：
1)加强产品质量检测和进网管理；
2)加强工程设计与施工质量管理；
3)加强工程验收和技术档案管理：
4)加强预防性维护(实时监测、定期巡视及对照原始档案分析比较)；
5)加强光缆纠正性维护(事故抢修的策略、技术、材料、工具等方面)的研究和落实。
(2)通信网管系统的安全管理问题
　　主要包括：网络配置管理中的误操作问题，操作权限管理(尤其是电路配置操作管理)和流程管理，异地操作授权管理制度，网管系统用户分级及密码管理，系统备份和数据备份，高可靠供电电源，以及网管设备消缺、网管系统结构完善(主备通道、封闭隔离等)。网管系统远程拨入带来的安全隐患是非常严重的，因此坚决采取行动加以限制。一般可以采取的措施包括：①对外线至内线的拨入加以限制，不允许拨入，以消除来自外部的安全威胁；②对内线至内线拨号连接，划分封闭用户群，只允许同一个用户群内建立呼叫，以消除来自内部的不可控安全隐患。
　　目前，不少单位对通信网管的安全方面重视得还不够，曾经出现了一些问题。笔者已于去年八月底责成电通中心运行部将网管专项整治工作列为九月份运行管理重点工作之一。目前此项工作仍在进行中。
(3)其他方面的安全管理问题
　　包括：①加强卫星站全面管理，完成信息产业部要求的重新注册登记，加强安全防范措施；②通信企业信息网络的防火墙设置、运行监视、论坛管理、防病毒、防入侵、防止有害信息传播、防止外部搭接等；③办公信息分类管理，建立信息发布及查阅管理制度等；内部电话查号台继续严格执行重要号码保密制度。

4关于网络规划
　　网络规划是通信建设的起点和基础，具有十分重要的作用。2001年底，信息产业部颁布了《通信规划工作管理规则》，对通信规划及规划管理的体系、内容、工作程序和其他有关问题作了规范。在规划体系及规划管理体系中，规定分为：行业规划和企业规划，全国规划和地方规划，综合规划和专题规划，五年规划和滚动规划。在规划内容与工作程序方面，规定了各种规划必须包括的内容、三个阶段的任务、完成日期等。
　　规划方法本身是一门科学。电力通信网的规划除了要遵从电力系统的有关规定之外，还必须遵循通信专业规划的一般技术方法，包括：
积累历史数据；
探索增长规律(模型、公式等)；
研究关联因素(边界条件等)；
提出规划方案(节点和连线的位置分布、拓扑结构、容量等)；
针对某个目标进行优化。
　　现代通信网规划一般都是分层进行的。电力通信网至少应当包括两层：传送网层和业务网层。业务网的规划与具体业务有很大的关系。传送网由物理传输路由和交*连接节点组成，按ITU—T的建议分四层共七个子层。在电力通信网内如果我们不能做得那么细，至少应当包括三层(三个步骤)：
第一步：路由规划
　　根据电力线路和厂站分、布等，确定通信线路的物理路由(传输媒体、复用方式、线路方位、站间距离等)。
第二步：光通道规划
　　某一条光缆的纤芯种类、数量及其分配； (如采用波分复用)某一对纤芯的波数、波长及分配。
　　不同路由之间光纤及波长的转接关系及转接方式(人工、自动)，光网络的拓扑结构及保护方式；
　　形成以光纤或波长为单位的、网络化的光通道服务能力。
　　第三步：电通道规划
　　高阶及低阶通道规划：速率、接口方式、端口数量及分配；
　　不同路由之间通道的转接关系及转接方式(人工、自动)，电网络的拓扑结构及保护方式；
　　形成通过光接口或电接口提供的、网络化的电通道服务能力。
　　通信网络规划中还需要考虑网络综合化与安全防护、灾难预防等问题。用户需求多样性是无可改变的，多数情况下也无需改变。网络综合化可以在满足多种需求的前提下降低建设成本和运行成本。但是不同要求、不同流向的业务综合，可能导致网络结构复杂化，安全控制成本上升，系统可靠性下降。综合化还可能带来共发性故障(common mode failure)问题，造全局性的瘫痪。这是从一般意义上讲综合化的利与弊。但是电力专用网规模本来就小，单位成本很高，综合化有助于形成较经济的规模；另外，即使不搞综合化，电力系统也强调高可靠，也采取冗余措施。因此，在电力通信网中，特别适合采用基于”灾难恢复技术”(disaster Recovery Technology)的网络规划和设计，既综合化，又高可靠。所谓“灾难恢复技术”，实际包括四项措施：1)坚实的网络拓扑；2)足够的互援容量；3)必要的设备冗余；4)有效的控制手段。

5关于技术动态
　　2002年10月底在北京参观了“2002中国国际电信设备技术展”，有三点观后感：
(1)这次展会有一个明显的特点：展出的绝大部分传输设备都带有以太网接口，这固然是城域网产品在这次展会唱主角的原因，但也反映了现代通信技术进步的一种趋向。从国内电力系统的情况来看，虽然核心用户终端装置接口网络化的步伐很快，但在各电力公司通信专业的网络设备上，以太网口还不很多见。这很可能会导致电力系统网络整体结构臃肿、低效、高成本。要改变这种局面，需要加强部门之问的合作，并逐步解决电力系统内二次专业划分过细、分工错位的问题。
(2)第三代(3G)移动通信无疑是这次展会最热门的内容，但并没有炫耀技术的表演，更多的是应用方面的展示。3G最大的卖点不是移动话音，而是高速数据。

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