电力通信网的构成及其可靠性探究

电力通信网的构成及其可靠性探究
【摘要】电力通信网由传输网、交换网、数据网和管理网所组成，其可靠性工程核心在于传输网，应当从有效性、可靠性、安全性和生存性四方面性能提高通信网的可靠性。

【关键词】电力系统；通信网；可靠性
电力通信是电力系统的重要基础设施之一，作为专用网络，保障电力系统安全稳定运行。

随着电力需求的增加，电力系统规划由原来的小而分散逐渐向大而集中发展，特别是卫星通信、光纤、数字微波等通信技术发展，使得电力通信技术发展势态呈更加迅猛，电网运营、安全自动装置、继电保护、电力自动化、数字数据信息的传输交换、行政电话、调度电话、会议电视、营销交易和客户服务都依靠电力通信网的支持，电力通信网的可靠性显得非常重要。

探究通信网可靠性，要充分考虑到电力通信网网络结构的特殊性，结合实际，有针对性地探索电力通信网在可靠性的核心技术问题，以达到提高电网运行效率，保证为用户提供优质、安全、可靠的电能。

1.电力通信网的整体构成形式
作为电网二次系统的重要组成部分，电力通信网专门服务于电力系统运行，在电力生产、调度、经营与管理发挥着重要的作用。

电力通信网主要由传输网、交换网、数据网和管理网所组成，在光纤技术迅速发展的今天，电力通信网络速率通道也由64kbit/s向2Mbit/s、10Mbit/s、100Mbit/s，甚至更高速率通道过度。

传输网中，主要由光传输网、备用和应急保障、波分复用三个部分组成。

采用SDH技术的光传网是整个传输网络的核心，电力线载波和数字微波作为传输网络的应急技术，波分复用即是对光传网的主要补充；由于光传网可以提2M、155M、622M、2.5G几种速度业务接口，在程控交换时可以支持路由器、继线端口和ATM交换机线路速率，保证传输的实时性和可靠性；电力交换网分为调度和行政两大类，这两类程控交换网的实现技术没能任何的差别，调度电话业务重要程度显然比行政业务具有高级别的可靠性和安全性；数据网也分为调度数据网和综合业务数据网两大类，调度数据网主要是在SDH光纤传输通道上建立可为电力生产提供服务的，具有性能、带宽、可靠性较高的，综合多种调度生产的数据通信网络。

综合业务网主要是提供实时、安全、可靠、稳定、大带宽的业务数据网络平台，以IP或者ATM技术实现，能承载数据、信息、图像、语音、多媒体等诸多业务，速率达到2.5Gbit/s 和622Mbit/s或以上；管理网包括光传输、数据网、调度程控交换网三大网管和电力通信综合监测系统，是整个电力通信网络的重要支撑系统，为各种业务的安全、稳定提供了运行、维护和管理手段。

从以上可以看出，电力通信网是一个由多种业务子网组成的复杂的网络系统，它的可靠性对各个业务子网有差高度的依赖，子业务网可靠性的核心又在于SDH光传输网。

因此，光传输网的可靠性是研究电力通信网络可靠性的关键所
在。

2.电力通信网络可靠性工程
电力通信网络可靠性工程是一个系统复杂的工程，影响其可靠性，有内部原因也有外部原因，如系统的设备、网络组织、网络结构、网络管理与维护的可靠性等内部因素，或者是社会需求、投资条件、网络环境和员工素质等外部因素。

而在性能方面，电力通信网络的有效性、可靠性、安全性和生存性四方面性能从侧面反映了整个电网的性能。

2.1电力通信网络有效性
电力通信网络是一个可维修的系统，其可维修系统可靠性用有效性测度表示出来不失为一个极佳的方法。

电力通信网络有效性指运行状态下在规定的时间内完成特定功能的概率，相关当网络运行时间与某个规定时间的比值。

平均故障时间（MTTF）和平均维修时间（MTTR）是通信网有效性的重要时间参数，两数学表达式分别为MTTF=R（t）dt；MTTR=t·h（t）dt（其中h（t）函数表现系统在t时间内完成维修任务的概率密度）。

平均故障间隔时间MTBF=MTTF-MTTR。

假设维修和失效是服从指数分布的，而且失效率是常数，那么可以将有效性表示为A=MTBF/（MTBF+MTTR），无效性表示为U=MTTR/（MTBF+MTTR）。

成年停运时间（MDT）常常用无效性来表示，MDT=U·365·24·60=525600U（min）。

同理假设维修概率也服从指数分布，并且为常数，那么维修率μ=1/MTTR，在电力系统稳态的情况下，失效率A和维修率U分别可以表示为A=μ/（λ+μ）和U=λ/（λ+μ）。

2.2电力通信网的可靠性
可靠性是一种随着时间变化的、反映系统或者部件非失效状态发生的概率。

设t为观测时间，T为一个随机变量，且有R（t）≥0，R（0）=1以及limt→∞R （t）=0，那么基本可靠性可以用R（t）=Pr（T≥t）。

当t一定，失效时间T≥t的概率为R（t），那么失效概率的定义为F（t）=1-R（t）= Pr（T，同理可以分析多个节点和链路乃至整个系统的可靠性。

2.3电力通信网的安全性和生存性
电力通信网安全性是指通信资源、网络设施对非法访问或者破坏的防御能力，是电力通信网可靠性工程的一个重要组成部分，通常包括系统安全、网络安全、物理安全和应用安全几个部分，可以通过安全风险评估来定性写量地对通信网可靠性的客观评价，并及时采取风险处理措施。

生存性指的网络在失效状态时连通的概率，在传输网中，生存性包括所有的保护措施和一切的自愈机制。

对通信网生存性的研究多侧重于保护机制的实现，从而提高整个通信网络的抗破坏能力。

[科]
【参考文献】
[1]曾瑛.电力通信网可靠性分析评估方法研究[J].电力系统通信，2011（4）：98.。