电力系统通信(全面)
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铝合金线 铝包钢线
铝管 中心加强件 光单元
铝管+中心塑管的OPGW结构
铝管+层绞塑管的OPGW结构图 NCEPU 20
光纤复合架空地线OPGW
NCEPU 21
OPGW光缆现场施工
NCEPU 22
1.3 无线数字微波中继通信
微波中继通信
NCEPU 23
电力微波通信塔
NCEPU 24
数字微波概述
宽带交换网ATM
交换技术
Switching
technology
电路交换 circuit switching
数据包交换
Datagram
虚电路
Virtual circuit
分组交换
Packet switching
传输信道
Transmission channel
媒体
Media
模拟 Analog
/
频分复用 FDM
ADM
PDH
PDH
PDH
县光纤环网网络拓扑图
NCEPU 34
电管所、变电站业务要求及电力通信设备组成
• 变电站的业务需求：
行政电话若干路 调度数据若干路 运动数据若干路（数字通道和模拟通道） 以太网通道（OA，MIS及遥视和视频会议）
• 电管所业务要求
以太网通道（OA，收费和视频会议 ） 电话业务
ADM
ADM
ADM
STM-1
ADM
PDH
ADM
PDH
ADM
ADM 站所分离站 ADM 站所一体站 DXC DXC交叉连接设备
PDH
PDH
ADM
ADM
ADM
ADM
PDH
供电所
ADM
DXC
STM-4 STM-1 TM 环网
网管终端
ADM 县调中心
ADM
ADM
STM-1
STM-1
DXC 环网
STM-1
ADM
发送部分
信信
信பைடு நூலகம்
调
发
源源
道
制
信
编
编
设
设
码
码
备
备
接收部分
收
解
信
信
信
信
调
道
源
宿
设
设
解
解
备
备
码
码
NCEPU 29
第二部分： 电力系统通信
2.1 我国电力系统通信的重要性 2.2 电力系统通信的现状 2.3 电力系统中网络通信技术的应用 2.4 我国电力系统通信发展战略
NCEPU 30
2.1 我国电力系统通信的重要性
NCEPU 15
光纤的结构
纤芯
包层
一次涂敷: 硅酮树脂
二次涂敷:外层套塑 聚乙烯\聚丙稀等塑料
NCEPU 16
光缆
层 绞 式
骨 架 式
大 束 管 式
带 状 式
NCEPU 17
全介质自承式光缆ADSS
1、以其特有的结构，在众多光缆品种 （普缆、附挂式光缆、8字形自承 式光缆等）中脱颖而出；成为电力 通信主选产品之一。
• All Dielectric Self-Supporting Optical Fiber Cable(简称ADSS光缆） 是一种用于高压输电系统通信线路的新型结构的光缆。ADSS光缆主要 用于架空高压输电系统的通信线路，也可用于雷电多发地带、大跨度等
架空敷设环境下的通信线路。
• 层绞式
1
1— 外护套
NCEPU 6
中低压电力线载波
在10kV电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道 在380/220V用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据 传输通道目（采用的载波通信方式有扩频、窄带调频或调 相。10kV电网或380/220V用户配电网中，以窄带调制 类型的设备为多数，因为成本低廉） 正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速MODEM 的应用（要求的速率至少需要达到512kbit/s～ 10Mbit/s，由于采用正交频分多路复用技术OFDM调制 具有突发模式的多信道传输、较高的传输速率、更有效的 频谱利用率和较强的抗突发干扰噪声的能力，再加上前向 纠错、交叉纠错、自动重发和信道编码等技术来保证信息 传输的稳定可靠，因而成为电力线上网应用的主导通信方 式）
电力系统要解决能量流、信息流和业务流这 “三流”问题； 通信系统为电力生产服务，是“坚强电网” 的保障； 通信系统为电力用户服务，是“优质服务” 的基础；
业绩优秀
NCEPU 31
2.2 电力系统通信的现状
生产自动化网络
业
营销自动化网络
务
MIS/OA/ERP 网
视频会议网
电话网
交
IP网
ATM 网
换
网
数字微波中继系统通信的概念: 通信方式以媒介的分类： 1）有线通信 2）无线通信 数字微波通信：利用微波携带数字信息，通过电波空 间，同时传递相互信息，并进行再生中继的通信方式。 微波频率范围：300M----300GHZ
NCEPU 25
数字微波通信发展的现状
数字微波通信的研究开始于60年代，70年代以后逐步 进入实用化阶段。 世界各国发展状况： -日本：1988年时，数字微波系统已占全部微波系统的 30％左右，并在20世纪末基本实现微波系统的数字化。 -加拿大：1983年已建成横贯北美大陆的全长为6400公 里的微波干线。 -中国：新建的微波线路大多是数字微波系统。在电力系 统，数字微波在80年末和90年代初是主要的通信方式。
电缆
Cables
时分复用和数字交叉连接 TDM / DXC 数字 Digital / 准同步和同步数字系列 PDH / SDH
光缆
Optic
微波
Microwave
卫星
Satellite
其它
230M数传电台 无线
NCEPU 33
电力系统通信网络如下（以**县局为例）
PDH
ADM
PDH
ADM
ADM
STM-4 环网
2、ADSS在“双网”光纤通信改造工程 中，干线、支线等多电压等级线路 组网灵活，并可带电施工，社会效 益意义重大。
3、在110KV以下单根地线或无地线的线 路上比OPGW有优势；没有被雷击损 坏的危险。
4、综合造价适中，安装和维护方便； 应急抢修时，通过ADSS光缆恢复更 快捷。
NCEPU 18
全介质自承式光缆ADSS
NCEPU 10
中高压电力线载波的发展历程
NCEPU 11
中高压电力线载波的发展历程
NCEPU 12
1.2 电力光纤与光缆
NCEPU 13
光纤概述
光纤即为光导纤维的简称；光纤通信是以光波作为载频， 以光导纤维作为传输媒质的通信方式； 光波是一种电磁波，波长在微米级，频率在1014数量级； 目前光通信使用的波长范围在0.7～1.8m； 光纤通信是信息传输的最重要方式之一； 光纤通信满足了在信息传输中对于带宽和容量的需要； 通信主干传输网的最主要通信方式； 世界上有60％-80％的通信业务是经光纤传输的。
NCEPU 7
电力线载波通信系统的组成
NCEPU 8
电力线载波在电力系统中的应用
电力线通信(Power Line Communication)技术简 称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种 通信方式。 电力线通信并不是新技术，已经有几十年的发展历史， 在中高压输电网(35kV以上)上通过电力载波机利用较 低的频率(9～490kHz)以较低速率传送远动数据或话 音，就是电力线通信技术应用的主要形式之一。 在低压(220V)领域，PLC技术首先用于负荷控制、远 程抄表和家居自动化，其传输速率一般为1200bps或 更低，称为低速PLC。近几年国内外开展的利用低压 电力线传输速率在1Mbps以上的电力线通信技术称 之为高速PLC。
NCEPU 4
电力线是电力系统独有的通信资源
NCEPU 5
高压电力线载波通信网
电力线载波通信是电力系统通信专网特有的一种通信方式。 它以电力线为信道，以变电站、发电厂为终端，特别适合 于电力调度通信的需要，而且，电力线载波通信系统具有 投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、无 中继距离长等一系列优点，输电线架设到哪里，通信线路 就可以延伸到哪里，在不少工期比较紧张的输变电工程中， 往往只有电力线载波通信才能够和输变电工程同期完成建 设。 目前，我国110kV以上电力线载波电路己超过65万话路公 里，还有大量的电力载波机在110kV以下的农电网上运行。 庞大的电力线载波通信网担负着电网内调度电话、继电保 护和远动信息的重要传输任务，对于电网的安全稳定经济 运行发挥着重要的作用。
NCEPU 26
数字微波中继通信的特点
主要是模拟微波相比较 -模拟微波通信基带的信号是连续的，不可数 的模拟信号。 -数字微波通信基带的信号是离散的，可数的 脉冲形式。 数字微波的主要优点： 1： 抗干扰性强，线路噪声。 2： 保密性强。 3： 便于组成综合业务数字通信网（ISDN） 4： 设备特点 5： 系统噪声 数字微波的主要缺点：
• 电力通信主要设备组成：
光端机——PDH、SDH PCM设备 配线架——DDF，ODF，VDF 通信电源
NCEPU 35
站所分离变电站配置
ADM 站所分离变电站配置
东侧光信号 STM-4
ADM设备
西侧光信号 STM-4
到电管所 PDH
2M支路信号
多
DDF配线架
100M以 太网信号
STM-1光 支路信号
2
2—芳纶纱
3
3—内垫层
4
4—松套管
5
5—填充复合物
6
6—中心加强件
7
7—光纤
NCEPU 19
光纤复合架空地线OPGW
• Optical fiber composite overhead ground wires（简称OPGW）是 用于高压输电系统通信线路的新型结构的地线，具有普通架空地线和 通信光缆的双重功能。
NCEPU 14
光纤概述’
光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，发展历程如下: 1966年，英籍华人高锟 (C·K·Kao)预见利用玻璃可以制成衰减为 20dB／km的通信光导纤维(简称光纤)。 1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km 的光纤，同时 出现连续室温工作的激光器。 1976年，人们设法降低OH含量后发现低衰减的长波长窗口有： 1.31μm、1.55μm，短波主要是0.85μm； 1977年，第一次实现光纤系统通信，进入商用化，2.5～3dB/km， 8～10km ，第一代； 1980年，光纤衰减已降低到 2dB/km (1310nm),20~50km,色散最低， 第二代； 1983年，1310nm，0.3～0.5 dB/km,50~100km,实现干线和越洋通信， 第三代； 80年代后期，1550nm、0.2 dB/km，120km，第四代； 1995年后，密集波分得到实用化，向全光智能光网络发展，第五代； 2002年，DWDM系统容量达160×10Gb/s;
业
务
MIS/OA数据
光
端
PCM设备
遥视系统
机
4路2线电话接口
8路2线电话接口
4路2/4线E/M接口
调度及行政电话
4路RS232接口
1：存在量化噪声 2：频带利用率较低
NCEPU 27
微波站的分类
微波站的一般站距为50公里，主要分为： -终端站 -中间站 -再生中继站
数字微波通信系统通信容量的划分 -10Mb/s以下的为小型系统 -10Mb/s----100Mb/s为中型系统 -100Mb/s以上为大型系统
NCEPU 28
数字微波中继通信系统的组成
NCEPU 9
低压宽带电力线载波的应用
近年来，随着Internet技术的飞速发展，登录上网的 人数成倍增长。然而，采用何种通信方式使用户终端 连接到最近的宽带网络连接设备，成为长期困扰人们 的难点之一，也是Internet普及的瓶颈之一，被业内 人士称为宽带网络接入的“最后一公里”问题。 利用四通八达、遍布城乡、直达用户的220V低压电 力线传输高速数据的PLC技术以其不用布线、覆盖范 围广、连接方便的显著特点，被业内人士认为是提供 “最后三百米”解决方案最具竞争力的技术之一。 目前高速PLC已可传输高达45Mbps的数据，而且能 同时传输数据、语音、视频和电力，有可能带来“四 网合一”的新趋势。
部分通道由微波补充实现
光纤/SDH/PDH
传 输 网
NCEPU 32
电力通信网层次结构
生产、调度通信部门
业务 自动化 继电保护 视频监控 行政电话
Services
行政、信息部门 ERP 视频会议
电力营销部门 营销自动化 远程抄表 负荷控制
网络
Networks
数字专线
PSTN
RS232 E&M
IP 网
电力系统通信
第一部分： 电力系统常用的通信介质
1.1 电力线载波通信 1.2 电力光纤与光缆 1.3 无线数字微波中继通信
NCEPU 2
1.1 电力线载波通信 电力线载波通信概述 电力线载波通信系统组成 电力线载波通信在电力系统中的应用
NCEPU 3
电力线载波通信
电力线载波（Power Line Carrier -PLC）通信是利 用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上 电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低 压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进 行语音或数据传输的一种特殊通信方式
铝管 中心加强件 光单元
铝管+中心塑管的OPGW结构
铝管+层绞塑管的OPGW结构图 NCEPU 20
光纤复合架空地线OPGW
NCEPU 21
OPGW光缆现场施工
NCEPU 22
1.3 无线数字微波中继通信
微波中继通信
NCEPU 23
电力微波通信塔
NCEPU 24
数字微波概述
宽带交换网ATM
交换技术
Switching
technology
电路交换 circuit switching
数据包交换
Datagram
虚电路
Virtual circuit
分组交换
Packet switching
传输信道
Transmission channel
媒体
Media
模拟 Analog
/
频分复用 FDM
ADM
PDH
PDH
PDH
县光纤环网网络拓扑图
NCEPU 34
电管所、变电站业务要求及电力通信设备组成
• 变电站的业务需求：
行政电话若干路 调度数据若干路 运动数据若干路（数字通道和模拟通道） 以太网通道（OA，MIS及遥视和视频会议）
• 电管所业务要求
以太网通道（OA，收费和视频会议 ） 电话业务
ADM
ADM
ADM
STM-1
ADM
PDH
ADM
PDH
ADM
ADM 站所分离站 ADM 站所一体站 DXC DXC交叉连接设备
PDH
PDH
ADM
ADM
ADM
ADM
PDH
供电所
ADM
DXC
STM-4 STM-1 TM 环网
网管终端
ADM 县调中心
ADM
ADM
STM-1
STM-1
DXC 环网
STM-1
ADM
发送部分
信信
信பைடு நூலகம்
调
发
源源
道
制
信
编
编
设
设
码
码
备
备
接收部分
收
解
信
信
信
信
调
道
源
宿
设
设
解
解
备
备
码
码
NCEPU 29
第二部分： 电力系统通信
2.1 我国电力系统通信的重要性 2.2 电力系统通信的现状 2.3 电力系统中网络通信技术的应用 2.4 我国电力系统通信发展战略
NCEPU 30
2.1 我国电力系统通信的重要性
NCEPU 15
光纤的结构
纤芯
包层
一次涂敷: 硅酮树脂
二次涂敷:外层套塑 聚乙烯\聚丙稀等塑料
NCEPU 16
光缆
层 绞 式
骨 架 式
大 束 管 式
带 状 式
NCEPU 17
全介质自承式光缆ADSS
1、以其特有的结构，在众多光缆品种 （普缆、附挂式光缆、8字形自承 式光缆等）中脱颖而出；成为电力 通信主选产品之一。
• All Dielectric Self-Supporting Optical Fiber Cable(简称ADSS光缆） 是一种用于高压输电系统通信线路的新型结构的光缆。ADSS光缆主要 用于架空高压输电系统的通信线路，也可用于雷电多发地带、大跨度等
架空敷设环境下的通信线路。
• 层绞式
1
1— 外护套
NCEPU 6
中低压电力线载波
在10kV电力线作为配电网自动化系统的数据传输通道 在380/220V用户电网作为集中远方自动抄表系统的数据 传输通道目（采用的载波通信方式有扩频、窄带调频或调 相。10kV电网或380/220V用户配电网中，以窄带调制 类型的设备为多数，因为成本低廉） 正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速MODEM 的应用（要求的速率至少需要达到512kbit/s～ 10Mbit/s，由于采用正交频分多路复用技术OFDM调制 具有突发模式的多信道传输、较高的传输速率、更有效的 频谱利用率和较强的抗突发干扰噪声的能力，再加上前向 纠错、交叉纠错、自动重发和信道编码等技术来保证信息 传输的稳定可靠，因而成为电力线上网应用的主导通信方 式）
电力系统要解决能量流、信息流和业务流这 “三流”问题； 通信系统为电力生产服务，是“坚强电网” 的保障； 通信系统为电力用户服务，是“优质服务” 的基础；
业绩优秀
NCEPU 31
2.2 电力系统通信的现状
生产自动化网络
业
营销自动化网络
务
MIS/OA/ERP 网
视频会议网
电话网
交
IP网
ATM 网
换
网
数字微波中继系统通信的概念: 通信方式以媒介的分类： 1）有线通信 2）无线通信 数字微波通信：利用微波携带数字信息，通过电波空 间，同时传递相互信息，并进行再生中继的通信方式。 微波频率范围：300M----300GHZ
NCEPU 25
数字微波通信发展的现状
数字微波通信的研究开始于60年代，70年代以后逐步 进入实用化阶段。 世界各国发展状况： -日本：1988年时，数字微波系统已占全部微波系统的 30％左右，并在20世纪末基本实现微波系统的数字化。 -加拿大：1983年已建成横贯北美大陆的全长为6400公 里的微波干线。 -中国：新建的微波线路大多是数字微波系统。在电力系 统，数字微波在80年末和90年代初是主要的通信方式。
电缆
Cables
时分复用和数字交叉连接 TDM / DXC 数字 Digital / 准同步和同步数字系列 PDH / SDH
光缆
Optic
微波
Microwave
卫星
Satellite
其它
230M数传电台 无线
NCEPU 33
电力系统通信网络如下（以**县局为例）
PDH
ADM
PDH
ADM
ADM
STM-4 环网
2、ADSS在“双网”光纤通信改造工程 中，干线、支线等多电压等级线路 组网灵活，并可带电施工，社会效 益意义重大。
3、在110KV以下单根地线或无地线的线 路上比OPGW有优势；没有被雷击损 坏的危险。
4、综合造价适中，安装和维护方便； 应急抢修时，通过ADSS光缆恢复更 快捷。
NCEPU 18
全介质自承式光缆ADSS
NCEPU 10
中高压电力线载波的发展历程
NCEPU 11
中高压电力线载波的发展历程
NCEPU 12
1.2 电力光纤与光缆
NCEPU 13
光纤概述
光纤即为光导纤维的简称；光纤通信是以光波作为载频， 以光导纤维作为传输媒质的通信方式； 光波是一种电磁波，波长在微米级，频率在1014数量级； 目前光通信使用的波长范围在0.7～1.8m； 光纤通信是信息传输的最重要方式之一； 光纤通信满足了在信息传输中对于带宽和容量的需要； 通信主干传输网的最主要通信方式； 世界上有60％-80％的通信业务是经光纤传输的。
NCEPU 7
电力线载波通信系统的组成
NCEPU 8
电力线载波在电力系统中的应用
电力线通信(Power Line Communication)技术简 称PLC，是指利用电力线传输数据和话音信号的一种 通信方式。 电力线通信并不是新技术，已经有几十年的发展历史， 在中高压输电网(35kV以上)上通过电力载波机利用较 低的频率(9～490kHz)以较低速率传送远动数据或话 音，就是电力线通信技术应用的主要形式之一。 在低压(220V)领域，PLC技术首先用于负荷控制、远 程抄表和家居自动化，其传输速率一般为1200bps或 更低，称为低速PLC。近几年国内外开展的利用低压 电力线传输速率在1Mbps以上的电力线通信技术称 之为高速PLC。
NCEPU 4
电力线是电力系统独有的通信资源
NCEPU 5
高压电力线载波通信网
电力线载波通信是电力系统通信专网特有的一种通信方式。 它以电力线为信道，以变电站、发电厂为终端，特别适合 于电力调度通信的需要，而且，电力线载波通信系统具有 投资少、施工期短、设备简单、通信安全、实时性好、无 中继距离长等一系列优点，输电线架设到哪里，通信线路 就可以延伸到哪里，在不少工期比较紧张的输变电工程中， 往往只有电力线载波通信才能够和输变电工程同期完成建 设。 目前，我国110kV以上电力线载波电路己超过65万话路公 里，还有大量的电力载波机在110kV以下的农电网上运行。 庞大的电力线载波通信网担负着电网内调度电话、继电保 护和远动信息的重要传输任务，对于电网的安全稳定经济 运行发挥着重要的作用。
NCEPU 26
数字微波中继通信的特点
主要是模拟微波相比较 -模拟微波通信基带的信号是连续的，不可数 的模拟信号。 -数字微波通信基带的信号是离散的，可数的 脉冲形式。 数字微波的主要优点： 1： 抗干扰性强，线路噪声。 2： 保密性强。 3： 便于组成综合业务数字通信网（ISDN） 4： 设备特点 5： 系统噪声 数字微波的主要缺点：
• 电力通信主要设备组成：
光端机——PDH、SDH PCM设备 配线架——DDF，ODF，VDF 通信电源
NCEPU 35
站所分离变电站配置
ADM 站所分离变电站配置
东侧光信号 STM-4
ADM设备
西侧光信号 STM-4
到电管所 PDH
2M支路信号
多
DDF配线架
100M以 太网信号
STM-1光 支路信号
2
2—芳纶纱
3
3—内垫层
4
4—松套管
5
5—填充复合物
6
6—中心加强件
7
7—光纤
NCEPU 19
光纤复合架空地线OPGW
• Optical fiber composite overhead ground wires（简称OPGW）是 用于高压输电系统通信线路的新型结构的地线，具有普通架空地线和 通信光缆的双重功能。
NCEPU 14
光纤概述’
光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，发展历程如下: 1966年，英籍华人高锟 (C·K·Kao)预见利用玻璃可以制成衰减为 20dB／km的通信光导纤维(简称光纤)。 1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km 的光纤，同时 出现连续室温工作的激光器。 1976年，人们设法降低OH含量后发现低衰减的长波长窗口有： 1.31μm、1.55μm，短波主要是0.85μm； 1977年，第一次实现光纤系统通信，进入商用化，2.5～3dB/km， 8～10km ，第一代； 1980年，光纤衰减已降低到 2dB/km (1310nm),20~50km,色散最低， 第二代； 1983年，1310nm，0.3～0.5 dB/km,50~100km,实现干线和越洋通信， 第三代； 80年代后期，1550nm、0.2 dB/km，120km，第四代； 1995年后，密集波分得到实用化，向全光智能光网络发展，第五代； 2002年，DWDM系统容量达160×10Gb/s;
业
务
MIS/OA数据
光
端
PCM设备
遥视系统
机
4路2线电话接口
8路2线电话接口
4路2/4线E/M接口
调度及行政电话
4路RS232接口
1：存在量化噪声 2：频带利用率较低
NCEPU 27
微波站的分类
微波站的一般站距为50公里，主要分为： -终端站 -中间站 -再生中继站
数字微波通信系统通信容量的划分 -10Mb/s以下的为小型系统 -10Mb/s----100Mb/s为中型系统 -100Mb/s以上为大型系统
NCEPU 28
数字微波中继通信系统的组成
NCEPU 9
低压宽带电力线载波的应用
近年来，随着Internet技术的飞速发展，登录上网的 人数成倍增长。然而，采用何种通信方式使用户终端 连接到最近的宽带网络连接设备，成为长期困扰人们 的难点之一，也是Internet普及的瓶颈之一，被业内 人士称为宽带网络接入的“最后一公里”问题。 利用四通八达、遍布城乡、直达用户的220V低压电 力线传输高速数据的PLC技术以其不用布线、覆盖范 围广、连接方便的显著特点，被业内人士认为是提供 “最后三百米”解决方案最具竞争力的技术之一。 目前高速PLC已可传输高达45Mbps的数据，而且能 同时传输数据、语音、视频和电力，有可能带来“四 网合一”的新趋势。
部分通道由微波补充实现
光纤/SDH/PDH
传 输 网
NCEPU 32
电力通信网层次结构
生产、调度通信部门
业务 自动化 继电保护 视频监控 行政电话
Services
行政、信息部门 ERP 视频会议
电力营销部门 营销自动化 远程抄表 负荷控制
网络
Networks
数字专线
PSTN
RS232 E&M
IP 网
电力系统通信
第一部分： 电力系统常用的通信介质
1.1 电力线载波通信 1.2 电力光纤与光缆 1.3 无线数字微波中继通信
NCEPU 2
1.1 电力线载波通信 电力线载波通信概述 电力线载波通信系统组成 电力线载波通信在电力系统中的应用
NCEPU 3
电力线载波通信
电力线载波（Power Line Carrier -PLC）通信是利 用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上 电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低 压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进 行语音或数据传输的一种特殊通信方式