國(guó)家電力公司電力自動(dòng)化研究院 湯效軍
隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，農(nóng)村電網(wǎng)也正在經(jīng)歷著建設(shè)、發(fā)展和改造的過(guò)程。在這種形勢(shì)下，農(nóng)網(wǎng)對(duì)與其相適應(yīng)的通信信道的要求也在不斷地提高。近年來(lái)，電力通信技術(shù)得到了迅猛地發(fā)展，新的通信方式相繼應(yīng)用到電力通信領(lǐng)域中來(lái)，為農(nóng)網(wǎng)信道的建設(shè)提供了較好的條件和較大的選擇靈活性。農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)處于電力系統(tǒng)通信網(wǎng)的邊緣，屬于支線通信網(wǎng)。其網(wǎng)絡(luò)布局多呈“面”狀分布，比較分散。組建這樣一個(gè)支線網(wǎng)要解決的主要問(wèn)題是根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，合理地選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞胶驮O(shè)備，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的覆蓋范圍、傳輸容量、信息路由、可靠性及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在滿足電力系統(tǒng)通信要求基礎(chǔ)上的統(tǒng)一。因此，建設(shè)一個(gè)合理的農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)，我們需要首先了解農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、一些適用于農(nóng)網(wǎng)的通信方式以及組建一個(gè)農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)時(shí)需要考慮的問(wèn)題。
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
以前的農(nóng)網(wǎng)由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原因，一個(gè)縣級(jí)電網(wǎng)僅含幾個(gè)35kV變電站，不含或者僅有一個(gè)110kV變電站，供電量較小，還沒(méi)有迫切地實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化的要求，農(nóng)網(wǎng)通信多以電力線載波為主要通信方式，即以調(diào)度所為中心，沿著輸電線的走向溝通同各變電站的通信聯(lián)系。而在輸電線路檢修及電力線載波機(jī)故障時(shí)，則以特高頻通信為輔助的備用通信手段。具有這種特點(diǎn)的農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)在電網(wǎng)規(guī)模不大，通信網(wǎng)的傳輸業(yè)務(wù)僅限為調(diào)度電話時(shí)，還是能夠適應(yīng)當(dāng)時(shí)電力系統(tǒng)調(diào)度通信要求的。
80年代末期，隨著農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，縣級(jí)電網(wǎng)的變電站數(shù)量明顯增多，供電量也逐年增大。這時(shí)仍然采用電話調(diào)度的方式已不能滿足電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行的需要，因此，實(shí)現(xiàn)農(nóng)網(wǎng)電力調(diào)度自動(dòng)化的要求也越來(lái)越迫切。這一需求給農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)帶來(lái)了增加遠(yuǎn)動(dòng)通道的課題。利用電力線載波機(jī)的上音頻頻帶能夠可靠地傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)，而特高頻電臺(tái)由于抗干擾性能差，信號(hào)傳輸不穩(wěn)定，不適用于遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的傳輸。不同通信方式的差異在這里開(kāi)始體現(xiàn)出來(lái)。
90年代期間，一些新的通信方式開(kāi)始逐步應(yīng)用到農(nóng)網(wǎng)通信中。一點(diǎn)多址微波通信、集群通信、擴(kuò)頻通信及光纖通信等多種形式的通信方式為農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的改造和信道的建設(shè)提供了新的通信手段。同時(shí)，隨著農(nóng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜和對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化要求的不斷提高，許多農(nóng)網(wǎng)調(diào)度所根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)條件不僅實(shí)現(xiàn)了電力調(diào)度自動(dòng)化，也正在著手組建較為現(xiàn)代化的通信網(wǎng)。一般在調(diào)度所以電力調(diào)度程控交換機(jī)為中心，通過(guò)少量的有線或無(wú)線信道形成電力調(diào)度通信網(wǎng)。有的地區(qū)還對(duì)原有的電力線載波通信網(wǎng)進(jìn)行了改造，增加了擴(kuò)頻或一點(diǎn)多址通信。有的地方還實(shí)現(xiàn)了短距離的光纖通信，組建了集群移動(dòng)通信網(wǎng)。在目前情況下，農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)不僅需要傳輸調(diào)度電話，還要傳輸遠(yuǎn)動(dòng)、數(shù)據(jù)、圖文及計(jì)算機(jī)信息。隨著電力調(diào)度程控交換網(wǎng)、通信網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、MIS信息管理系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的需要，將來(lái)還要將傳輸信息進(jìn)一步擴(kuò)展到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、交換機(jī)中繼信令、視頻圖象及配電網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)等內(nèi)容。因此，建立一個(gè)與當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)實(shí)際要求相適應(yīng)的、并且滿足將來(lái)若干年發(fā)展需求的現(xiàn)代化農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)已是迫在眉睫的任務(wù)了。
適用于農(nóng)網(wǎng)的通信方式及設(shè)備
電力線載波通信
電力線載波(PLC)是電力系統(tǒng)特有的、基本的通信方式。由于電力線載波使用堅(jiān)固可靠的高壓電力線作為載波信號(hào)的傳輸媒介，是唯一的不需要線路投資的有線通信方式。再加上電力線載波信息傳輸穩(wěn)定可靠，路由合理以及能夠同時(shí)復(fù)用遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)等特點(diǎn)，因此具有可靠性高、經(jīng)濟(jì)性好、隨新建工程開(kāi)通快、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)農(nóng)網(wǎng)電力通信中得到了大量應(yīng)用。根據(jù)國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議80年代發(fā)表的30個(gè)國(guó)家應(yīng)用電力線載波通道的統(tǒng)計(jì)，雖然隨著各種新的通信方式的出現(xiàn)，各類(lèi)通信線路所占的比例各有所變化，但電力線載波通信在較發(fā)達(dá)國(guó)家的比例卻一直保持在12%左右，而在發(fā)展中國(guó)家則高達(dá)30%。
電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展概況
在國(guó)外，一些公司一直積極進(jìn)行電力線載波機(jī)的研制開(kāi)發(fā)。就技術(shù)上說(shuō)，挪威NERA公司的A.C.E.32全數(shù)字電力線栽波機(jī)及德國(guó)西門(mén)子的ESB-2000準(zhǔn)數(shù)字電力線載波機(jī)代表了目前國(guó)際上電力線載波機(jī)技術(shù)發(fā)展的水平。我國(guó)從５０年代開(kāi)始研制電力線載波機(jī)起，到８０年代發(fā)展到全盛時(shí)期。９０年代初期以后，電力線載波機(jī)的需求隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)一步擴(kuò)大，采用多種新技術(shù)開(kāi)發(fā)的電力線載波機(jī)紛紛面世。其中最具有代表性的是在電力線載波機(jī)中采用了微機(jī)控制，專用集成電路及數(shù)字化設(shè)計(jì)新技術(shù)。這三項(xiàng)技術(shù)的采用為電力線載波機(jī)的智能化，小型化、高可靠性及今后的數(shù)字化發(fā)展方向奠定了基礎(chǔ)。
電力線載波機(jī)制式分類(lèi)
從傳輸?shù)男盘?hào)類(lèi)型上來(lái)說(shuō)，電力線載波機(jī)可分為模擬和數(shù)字兩種制式。其中模擬載波機(jī)在調(diào)制次數(shù)上又可分為一次調(diào)制、二次調(diào)制和三次調(diào)制三種制式。一次調(diào)制的載波機(jī)采用移相法抵消無(wú)用邊帶，電路簡(jiǎn)單，成本較低，多用于３５ｋＶ線路，屬于簡(jiǎn)單類(lèi)型的電力線載波機(jī)；采用二次調(diào)制的載波機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)制式載波機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)頻率的最終同步，具有較高的技術(shù)指標(biāo)，是電力系統(tǒng)廣泛采用的載波機(jī)制式；采用三次調(diào)制制式的載波機(jī)能夠較容易地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)載波頻率調(diào)整，而不用更換復(fù)雜笨重的高頻帶通濾波器及方向?yàn)V波器，這是在二次調(diào)制基礎(chǔ)上的發(fā)展。數(shù)字電力線載波機(jī)分為準(zhǔn)數(shù)字和全數(shù)字兩種。其中準(zhǔn)數(shù)字載波機(jī)在中頻調(diào)制以下采用高速數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）將音頻及中頻調(diào)制部分進(jìn)行數(shù)字處理，實(shí)現(xiàn)了壓擴(kuò)器、均衡器、限幅器、調(diào)制器及濾波器的數(shù)字化，還可實(shí)現(xiàn)大范圍的自動(dòng)增益調(diào)整（一般可達(dá)６０ｄＢ以上）和遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的自動(dòng)增益調(diào)整。在高頻部分，這種制式的載波機(jī)仍然傳輸模擬信號(hào)，因此同廣泛使用的模擬載波機(jī)有較好的兼容性，我國(guó)已有同類(lèi)產(chǎn)品問(wèn)世。全數(shù)字電力線載波機(jī)（DPLC）是電力線載波通信方式的一次革命，采用了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口、數(shù)字壓縮及先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制方式，在電力線上傳輸?shù)男盘?hào)為數(shù)字信號(hào)。這種類(lèi)型的載波機(jī)一般可實(shí)現(xiàn)多路話音及遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的傳輸，可復(fù)用保護(hù)信號(hào)，與其它數(shù)字通信設(shè)備接口方便，是電力線載波通信發(fā)展的主要方向。另外還有一種采用擴(kuò)頻通信技術(shù)的載波機(jī)，能夠在噪聲大于信號(hào)的惡劣情況下可靠地通信。由于這種載波機(jī)占用整個(gè)載波頻帶，因此主要使用于１０ｋＶ配電線路傳輸配電網(wǎng)自動(dòng)化信號(hào)。
適用于農(nóng)網(wǎng)使用的電力線載波機(jī)性能要求
大家已經(jīng)知道，農(nóng)網(wǎng)通信有它自身的特點(diǎn)和要求，因此，在組建農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)時(shí)，選擇具有何種功能要求的電力線載波設(shè)備是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，下面提出幾條意見(jiàn)供參考。
寬范圍的自動(dòng)電平調(diào)整功能
由于農(nóng)網(wǎng)輸電線路分支線多，結(jié)合加工設(shè)備安裝不規(guī)范以及輸電線路的運(yùn)行方式常常變化等因素，帶來(lái)了載波通道衰耗大、不穩(wěn)定的問(wèn)題。農(nóng)電載波機(jī)的自動(dòng)增益調(diào)整（AGC）電路應(yīng)能夠適應(yīng)這種情況，才能保證載波機(jī)工作于最佳狀態(tài)。在目前的技術(shù)水平下，已可將自動(dòng)電平調(diào)整范圍做到６０ｄＢ，這將大大改善載波機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，保證調(diào)度電話的清晰和遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)的正確傳輸，尤其在線路檢修接地時(shí)多數(shù)情況下仍能保持電話通信（雜音有所增大）。
電話用戶內(nèi)部交換功能
在一些變電站或水電站，工作區(qū)和生活區(qū)均在同一個(gè)院子里，或者變電站與水壩相距有一段距離，為了工作的方便，要求載波機(jī)具有內(nèi)部交換功能，適當(dāng)增加電話用戶的數(shù)量（一般希望能夠做到8用戶）。
調(diào)度電話優(yōu)先功能
為了保證調(diào)度電話的使用優(yōu)先權(quán)，在多用戶載波機(jī)中應(yīng)當(dāng)具有調(diào)度電話的優(yōu)先功能。在緊急情況下，調(diào)度用戶能夠采用協(xié)商或命令的方式強(qiáng)占載波通道，保證調(diào)度電話的優(yōu)先級(jí)。
遠(yuǎn)方電平遙測(cè)功能
目前，電力線載波通信的遠(yuǎn)方站大多數(shù)實(shí)際上都是無(wú)人值守站。如果不能掌握遠(yuǎn)方站載波設(shè)備的運(yùn)行情況，是不利于載波通道的維護(hù)管理的。因此，要求農(nóng)網(wǎng)載波機(jī)具備遠(yuǎn)方電平遙測(cè)功能。該功能包括遙測(cè)遠(yuǎn)方站收發(fā)信電平及遙控遠(yuǎn)方站送停８００Ｈｚ測(cè)試信號(hào)。
具有多種用戶接口
為了便于組網(wǎng)運(yùn)行，農(nóng)網(wǎng)載波機(jī)應(yīng)當(dāng)具有齊全的接口，如交換機(jī)接口，音頻轉(zhuǎn)接接口，遠(yuǎn)動(dòng)接口等。其中交換機(jī)接口除了二線和四線Ｅ＆Ｍ接口之外，較為靈活的一種方式是載波機(jī)與交換機(jī)之間的用戶線接口，俗稱“小號(hào)”口。這一接口方式只需占用交換機(jī)的一對(duì)用戶線，因而具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
較寬的電源電壓適應(yīng)范圍
大家知道，農(nóng)網(wǎng)載波機(jī)的運(yùn)行環(huán)境是較為苛刻的。電源電壓的變化范圍比較大，并且不穩(wěn)定，這就對(duì)農(nóng)網(wǎng)載波機(jī)提出了能夠適應(yīng)較大的電源電壓變化范圍的要求。一般來(lái)說(shuō)，使用開(kāi)關(guān)電源的載波設(shè)備較能夠滿足電源電壓的要求。
將上述幾條綜合起來(lái)，實(shí)際上就是農(nóng)網(wǎng)載波機(jī)應(yīng)具有的 “免維護(hù)”的性能要求，也就是目前國(guó)內(nèi)常常提到的“傻瓜”電力線載波機(jī)的概念。
特高頻通信及集群通信系統(tǒng)
模擬特高頻通信采用150～400 MHz頻段，輸出功率5W左右，覆蓋半徑30km，天線高度15～30m，可實(shí)現(xiàn)1對(duì)1及1對(duì)N的異頻雙工通信，適用于平原和丘陵地區(qū)。特高頻通信具有投資省、不受線路檢修影響和安裝維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。在許多采用電力線載波作為主要通信方式的農(nóng)網(wǎng)中，大多使用特高頻通信作為備用的通信方式。但是，特高頻通信性能不甚穩(wěn)定、抗干擾性及話音質(zhì)量差，尤其在傳輸遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)時(shí)更不理想。
數(shù)字特高頻系統(tǒng)采用150～600 MHz工作頻段，傳輸容量4～16路。設(shè)備采用了先進(jìn)的頻率合成技術(shù)及ADPCM語(yǔ)音壓縮技術(shù)。具有自檢、自測(cè)及遠(yuǎn)端設(shè)備監(jiān)視、告警功能。可組成小容量的數(shù)字無(wú)線接力通信系統(tǒng)，適用于傳輸話音、數(shù)據(jù)等信息，組網(wǎng)靈活、使用方便。
集群通信系統(tǒng)（TS）采用150～800MHz頻段，是一種組網(wǎng)型的無(wú)線通信系統(tǒng)。基站信道容量可達(dá)32個(gè)，系統(tǒng)容量可達(dá)900用戶。通信范圍：手機(jī)30km，車(chē)載及固定臺(tái)50km。具有數(shù)字中繼及環(huán)路中繼接口。集群通信系統(tǒng)可提供電話網(wǎng)式的服務(wù)（市話、長(zhǎng)話、自動(dòng)計(jì)費(fèi)），同時(shí)又具有生產(chǎn)管理，調(diào)度指揮功能（內(nèi)部電話、選呼、組呼、電話會(huì)議），因此性能價(jià)格比高，是一種較先進(jìn)的特高頻無(wú)線通信方式。
小容量數(shù)字微波及一點(diǎn)多址數(shù)字微波通信
小容量數(shù)字微波采用2.4～5.8 GHz頻段，具有30路的通信容量，單跳通信距離一般小于50km。各種接口齊全，如：二線用戶接口，交換機(jī)E&M中繼、環(huán)啟中繼、脈沖中繼。小容量數(shù)字微波具有體積小，安裝方便，抗自然、人為破壞能力強(qiáng)，高抗干擾能力，保密性好的特點(diǎn)。可應(yīng)用于農(nóng)網(wǎng)中的集中信道上。
一點(diǎn)多址（PMPS）數(shù)字微波是一種具有較寬通信覆蓋面的通信系統(tǒng)，由中心站、中繼站及外圍站組成。中心站通過(guò)集線器與調(diào)度交換機(jī)相連，每一外圍站用戶數(shù)為6～64個(gè)。我國(guó)無(wú)線電管理委員會(huì)規(guī)定一點(diǎn)多址系統(tǒng)使用1.5 GHz頻段通信。一點(diǎn)多址系統(tǒng)一般采用時(shí)分多址（TDMA）方式，只使用一對(duì)收發(fā)頻率工作，因而占用頻段窄，不存在交調(diào)干擾。通常一個(gè)系統(tǒng)具有15～60個(gè)通信信道，可分配給94～1024個(gè)用戶使用。信道的分配方式有預(yù)分配和按需分配兩種。預(yù)分配信道用于傳輸實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，而按需分配信道則用于傳輸調(diào)度電話信息，這種信道分配方式既滿足了電力通信的需要，又提高了信道的利用率。中心站和中繼站使用全向天線，可覆蓋較大范圍的外圍站，使得外圍站的用戶不僅能夠與中心站通話，也能夠與不同的外圍站用戶通話。并可在1+1熱備份狀態(tài)下工作，在故障時(shí)能夠自動(dòng)切換。一點(diǎn)多址系統(tǒng)收信靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，具有較完善的信道監(jiān)視和系統(tǒng)管理功能，各種接口使用靈活方便，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在平原和丘陵地區(qū)是一種值得推薦使用的通信方式。
無(wú)線擴(kuò)頻通信
擴(kuò)頻通信（SSC）多數(shù)采用直接序列擴(kuò)頻（DSS）技術(shù)，其原理是先將待傳送的信息通過(guò)偽隨機(jī)碼序列調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再傳輸，接收端則采用相同的編碼序列進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理，恢復(fù)原始信息。擴(kuò)頻通信的這一特點(diǎn)使得這種通信方式具有很強(qiáng)的抗噪聲性能，在信號(hào)完全被噪聲淹沒(méi)的情況下仍能可靠工作。擴(kuò)頻通信使用的頻率是一個(gè)頻帶，由于發(fā)信功率很低，不會(huì)干擾其它通信。而且多種擴(kuò)頻信號(hào)亦能公用同一頻帶。擴(kuò)頻通信還具有較強(qiáng)的抗干擾、抗多徑衰落性能，可穿越一定的障礙，并能夠應(yīng)用于較復(fù)雜的電磁環(huán)境之中。
擴(kuò)頻通信系統(tǒng)采用碼分多址（CDMA）技術(shù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(可多達(dá)60個(gè)外圍站)的話音、數(shù)據(jù)、圖象的信息傳輸。整個(gè)系統(tǒng)由多對(duì)擴(kuò)頻信道機(jī)和數(shù)字復(fù)接設(shè)備組成，具有透明的傳輸協(xié)議和話音壓縮性能。一對(duì)擴(kuò)頻設(shè)備的通信容量一般為二路話音，二路數(shù)據(jù)，支持同步及異步數(shù)據(jù)傳輸，最大傳輸速率可達(dá)2Mbps。在64kbps速率下接收靈敏度為-98dBm，誤碼率低于10-10。單跳通信距離一般在40～50km以內(nèi)。交直流電源雙備份、自動(dòng)切換，多種數(shù)據(jù)接口，防雷電過(guò)壓保護(hù)，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)置。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和管理功能，含有誤碼報(bào)警及多種狀態(tài)顯示，可對(duì)系統(tǒng)的接收信號(hào)強(qiáng)度及誤碼率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，亦能夠自動(dòng)迂回路由，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。另外，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的工程價(jià)格大大低于微波系統(tǒng)，具有很好的經(jīng)濟(jì)性。
光纖通信
光纖通信的原理是利用經(jīng)過(guò)信息調(diào)制的光載波在光導(dǎo)纖維中的不斷反射到達(dá)對(duì)方，再解調(diào)出原始信息實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)摹Ｆ渲饕攸c(diǎn)是傳輸容量大、高速率、傳輸距離長(zhǎng)、抗干擾性強(qiáng)、絕緣性能好等。尤其是抗電磁干擾和絕緣性能好這兩大特點(diǎn)，可應(yīng)用于變電所、高壓線路等高電壓、強(qiáng)電磁干擾環(huán)境,是目前電力系統(tǒng)通信中正在逐步廣泛應(yīng)用的通信方式。
光纖通信信道由光纜、光端機(jī)及數(shù)字終端機(jī)組成。光纜有非金屬自承式(ADSS)、地線纏繞式（GWWOP）和架空地線復(fù)合(OPGW)光纜，具有大跨距（1800m），耐高壓（500kV以內(nèi)），高強(qiáng)度（強(qiáng)度高達(dá)13500kg），長(zhǎng)壽命（40年以上），溫度特性好，防水，抗電蝕，不受強(qiáng)電干擾的特點(diǎn)。光電端機(jī)傳輸容量為30～480路。含有數(shù)字公務(wù)電話，數(shù)據(jù)通道，可用硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)端監(jiān)控。光纖通信方式十分適用于農(nóng)網(wǎng)中通信容量較集中的干線通信。
光纖通信還能連接同步數(shù)字體系（SDH）設(shè)備，這是近年來(lái)國(guó)際上新發(fā)展的一個(gè)有關(guān)數(shù)字通信體系接口、傳輸速率和格式的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。SDH針對(duì)已廣泛使用的準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）的一些弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了PDH體系中1.5Mb/s和2 Mb/s兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在SDH基本模塊上的統(tǒng)一。SDH設(shè)備的出現(xiàn)，使得數(shù)字鏈路中的上下話路變得十分靈活方便，可一次性從高速數(shù)字信號(hào)流中取出低速基群信號(hào)，也可直接由低速信號(hào)復(fù)用至高速信號(hào)流。這樣就克服了PDH必須逐級(jí)復(fù)用或解復(fù)用的繁瑣。SDH可以同寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（B-ISDN）兼容，還具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)管理能力，使得在信道故障情況下實(shí)現(xiàn)自愈。
電力調(diào)度程控交換機(jī)
電力調(diào)度程控交換機(jī)在通信系統(tǒng)中總是擔(dān)任極為重要的角色，是系統(tǒng)的核心或網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)。模擬制式的程控調(diào)度機(jī)目前已在農(nóng)網(wǎng)中獲得廣泛使用，基本取代了縱橫制交換機(jī)；數(shù)字程控調(diào)度機(jī)幾年來(lái)顯示了其優(yōu)越的技術(shù)性能，其售價(jià)也在不斷趨于合理，因此許多農(nóng)網(wǎng)調(diào)度所正在逐步采用。根據(jù)調(diào)度機(jī)的性能及價(jià)格，按照農(nóng)網(wǎng)通信的要求可將其大致分為適用于調(diào)度所的機(jī)型和適用于變電站組網(wǎng)的機(jī)型兩種。前者容量較大（一般128～256門(mén)用戶），功能強(qiáng)，價(jià)格高；后者容量較小（一般24～80門(mén)用戶），功能適中，價(jià)格低。
電力調(diào)度程控交換機(jī)由主機(jī)、調(diào)度臺(tái)、維護(hù)終端和其它外設(shè)組成。外接設(shè)備常包括：錄音設(shè)備、擴(kuò)音設(shè)備、話筒、電腦話務(wù)臺(tái)、觸摸屏等。
調(diào)度機(jī)的信令方式一般有雙音多頻（DTMF），多頻互控(MFC)和No.7信令。局間信號(hào)有雙音多頻（DTMF）和E&M信令。各種接口包括：四線E&M、二線E&M、環(huán)路中繼、數(shù)字中繼、載波音轉(zhuǎn)等。電力調(diào)度程控交換機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備如中央控制單元、時(shí)鐘單元、電源等采用雙重備份，整機(jī)可靠性高。網(wǎng)內(nèi)可采用封閉式統(tǒng)一編號(hào)方案，按需要可組成長(zhǎng)市合一的自動(dòng)交換網(wǎng)。采用標(biāo)準(zhǔn)接口，有多種信令方式和轉(zhuǎn)發(fā)號(hào)碼方法，中繼線連選，路由再選，方向迂回，并能自動(dòng)消除電路阻塞。此外，還具有多級(jí)優(yōu)先，緊急呼叫，電話會(huì)議，縮位撥號(hào)，調(diào)度熱線以及數(shù)據(jù)交換，故障自診，人機(jī)通信，計(jì)費(fèi)管理，集中維護(hù)及遠(yuǎn)端維護(hù)等功能。
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的組織
前面已經(jīng)提到，組建一個(gè)農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)要解決的主要問(wèn)題是根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，合理地選擇適當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞胶驮O(shè)備，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的覆蓋范圍、傳輸容量、信息路由、可靠性及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在滿足電力系統(tǒng)通信要求基礎(chǔ)上的統(tǒng)一。要達(dá)到這一目的，就需要我們先來(lái)分析一下農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)和要求，然后才能著手進(jìn)行通信網(wǎng)的規(guī)劃和組織。
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)
通信容量
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的通信容量一般不大，由調(diào)度所通往樞紐變電站的電路一般小于20路，通往一般變電站的電路為2～4路左右。在現(xiàn)階段，農(nóng)網(wǎng)的信道數(shù)量普遍不足是首要問(wèn)題。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目前多為星形網(wǎng)，以調(diào)度所為中心呈放射狀分布。同時(shí)在某一條支線上又沿輸電線呈鏈狀分布。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由于早先使用電力線載波通信的原因形成的。其特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)實(shí)用，今后的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。
信道環(huán)境
對(duì)于電力線載波來(lái)說(shuō)，農(nóng)網(wǎng)輸電線路存在較多的分支線，造成過(guò)多的高頻橋路；結(jié)合加工設(shè)備的使用不規(guī)范，如參數(shù)選擇不當(dāng)及使用一些其它導(dǎo)線（如鋁包鋼絞線）來(lái)代替高頻電纜，因而常存在阻抗不匹配的問(wèn)題。另外，由于某些電力線載波通道在35kV和110kV的輸電線路之間搭接高頻橋路，使得電力線載波頻率分配混亂，造成了載波設(shè)備之間的串?dāng)_，甚至影響到載波頻率資源的利用，無(wú)法增加新的載波通道。
對(duì)于無(wú)線通信來(lái)說(shuō)，在平原地區(qū)可能因?yàn)闊o(wú)線電頻率的同頻干擾較大，降低了通信質(zhì)量；而在多山地區(qū)，又由于障礙阻擋或多徑干擾，難以建立無(wú)線通信。
地理?xiàng)l件
由于農(nóng)網(wǎng)多地處邊遠(yuǎn)地區(qū)，往往存在復(fù)雜的地形條件，如高山、湖泊，交通不便等因素。
這些問(wèn)題在農(nóng)網(wǎng)信道改造時(shí)應(yīng)當(dāng)有所考慮。
電源環(huán)境
在地理位置上農(nóng)網(wǎng)處于電力網(wǎng)的末端，供電電壓不太穩(wěn)定，并且常常停電。一般的變電站220V電壓均偏高，然而在有些含小水電的山區(qū)平時(shí)供電電壓偏低，設(shè)備工作于欠壓狀態(tài)；而在豐水季節(jié)，一旦小水電投入發(fā)電，電壓又反過(guò)來(lái)偏高，設(shè)備工作于過(guò)壓狀態(tài)。這一特點(diǎn)要求變電站通信設(shè)備具有較寬的電源電壓適應(yīng)范圍，同時(shí)要求配備后備電源。
安全防雷
農(nóng)網(wǎng)不少地區(qū)雷電活動(dòng)十分頻繁，常常會(huì)對(duì)通信設(shè)備造成較大的危害。因此，應(yīng)當(dāng)重視通信設(shè)備的防雷保護(hù)，積極采取有效措施，做到防患于未然。
維護(hù)管理
農(nóng)網(wǎng)通信技術(shù)人員較少，技術(shù)水平普遍較低。必須大力開(kāi)展通信技術(shù)培訓(xùn)，努力提高通信管理人員的技術(shù)素質(zhì)。
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的要求
電力通信規(guī)程的要求
根據(jù)電力通信設(shè)計(jì)規(guī)程，為了保證電力調(diào)度通信的可靠性，每一變電站的調(diào)度通信信道必須由兩種以上的不同通信方式組成。
話務(wù)量的“突發(fā)”性要求
農(nóng)網(wǎng)通信作為電力專用通信網(wǎng)的一部分，其調(diào)度電話的話務(wù)量具有“突發(fā)”性。即平時(shí)話務(wù)量不大，而在發(fā)生事故時(shí)話務(wù)量則陡然劇增。因此，農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和信道的配置應(yīng)能夠承受這種沖擊。
傳輸信道容量的要求
應(yīng)能滿足調(diào)度通信和其它非話業(yè)務(wù)傳輸總?cè)萘康囊螅ǜ鞣N備用、迂回信道及將來(lái)發(fā)展的考慮。
傳輸信號(hào)種類(lèi)的要求
應(yīng)能夠滿足當(dāng)前的需要（如話音、遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)、圖文傳真、計(jì)算機(jī)信號(hào)）及適當(dāng)考慮今后的發(fā)展要求（調(diào)度機(jī)組網(wǎng)信令、通信網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)自動(dòng)化數(shù)據(jù)、MIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)、視頻信號(hào)等）。
調(diào)度電話的直通及優(yōu)先權(quán)要求
為了保證電力調(diào)度電話在緊急情況下能夠及時(shí)傳達(dá)調(diào)度命令，應(yīng)努力實(shí)現(xiàn)調(diào)度電話的直通及強(qiáng)插、強(qiáng)拆優(yōu)先權(quán)。盡量避免二次撥號(hào)和人工選擇迂回路由。
接口的要求
由于農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)使用多種通信方式組網(wǎng)，各種通信設(shè)備之間的接口尤為重要，應(yīng)采用符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的接口，以便于設(shè)備的互連。
信道質(zhì)量的要求
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)一定要有信道傳輸質(zhì)量的要求，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為能打通電話，能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸就萬(wàn)事大吉了。對(duì)于模擬通信要考慮信噪比，而對(duì)于數(shù)字通信則要考慮誤碼率。這一要求往往與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和信道設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系，需要進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，必要時(shí)還需進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。
通信可靠性的要求
電力系統(tǒng)法規(guī)規(guī)定了運(yùn)行可靠率應(yīng)達(dá)到99.95%以上。這一要求包括了通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和通信設(shè)備的可靠性兩個(gè)方面。應(yīng)當(dāng)通過(guò)合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性，而通信設(shè)備的可靠性應(yīng)通過(guò)選用由國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)可的檢測(cè)中心檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品來(lái)保證。
兼容性、靈活性的要求
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)是在原有通信網(wǎng)的基礎(chǔ)上改造發(fā)展起來(lái)的，并且還將隨著電網(wǎng)的發(fā)展而不斷地變化，因此要足夠地考慮到與原有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的兼容性以及適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的靈活性要求。
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的組織
農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，決不是簡(jiǎn)單地多建立幾條通信信道所包括的內(nèi)容。所以，應(yīng)當(dāng)從整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，在能夠達(dá)到的經(jīng)濟(jì)條件下，因地制宜地運(yùn)用各種通信方式和手段來(lái)滿足農(nóng)網(wǎng)調(diào)度通信的通信容量、功能及可靠性等要求。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌安排，要充分考慮到原有的系統(tǒng)和設(shè)備以及新系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能和要求，切勿一味地追求先進(jìn)的通信方式而忽視了組網(wǎng)目的。而在具體實(shí)施時(shí)，應(yīng)遵循分步實(shí)施，綜合利用的原則，按照通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的規(guī)范，逐步進(jìn)行組網(wǎng)建設(shè)，不能一哄而上。最后還要注意加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，提高通信管理人員的技術(shù)水平，這樣才能不僅建好網(wǎng)，也能管好網(wǎng)。
前面曾提到過(guò)，農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)目前多數(shù)是以調(diào)度所為中心的星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，已建立了通信樞紐站對(duì)遠(yuǎn)方站（常位于通信網(wǎng)的末端）的輻射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但在多數(shù)地區(qū)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件的限制，還未真正形成通信樞紐站，由調(diào)度所到所有變電站的通信全部采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電力線載波直通的通信方式。又由于農(nóng)村電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)往往較為復(fù)雜，有的呈現(xiàn)為長(zhǎng)條形狀，有的分為許多片，各片之間互不連接。在這種情況下，起碼造成了兩點(diǎn)問(wèn)題。第一是一大片電網(wǎng)的通信路由常常通過(guò)狹窄的電力線載波路徑匯接到調(diào)度所，這種狀況既不能滿足調(diào)度通信多種業(yè)務(wù)功能的需求，也不利于通信容量的擴(kuò)充。第二是在通信網(wǎng)絡(luò)角度上來(lái)看，整個(gè)通信系統(tǒng)的可靠性十分脆弱，一旦發(fā)生緊急情況無(wú)法保證調(diào)度通信信息的可靠傳輸。
針對(duì)這種情況，建議各地結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件，在調(diào)度所建立電力調(diào)度通信網(wǎng)的中心站，其主要組成部分為電力調(diào)度數(shù)字程控交換機(jī)。在一些重要的變電站建立通信樞紐站，作為農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)站。而其它地處邊遠(yuǎn)地區(qū)的變電站則作為末端站。
從中心站到樞紐站以及一些單獨(dú)的重要變電站的通信方式可以采用小容量數(shù)字微波、擴(kuò)頻、光纖，電力線載波。從樞紐站到末端站的通信方式可以采用電力線載波、擴(kuò)頻，特高頻。在多個(gè)樞紐站之間，應(yīng)盡量建立呈環(huán)狀的通信信道，選擇適當(dāng)?shù)慕涌冢员銓?shí)現(xiàn)通信迂回路由。這一工作最好能夠結(jié)合在各樞紐站設(shè)立組網(wǎng)型調(diào)度交換機(jī)進(jìn)行（需要考慮適當(dāng)?shù)慕M網(wǎng)信令標(biāo)準(zhǔn)），從而真正實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一編號(hào)、自動(dòng)路由迂回、中繼線連選等功能，最后做到調(diào)度員下達(dá)調(diào)度命令能夠無(wú)阻塞“一鍵到位”；在通信系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)“自愈”。在非話業(yè)務(wù)的傳輸上，應(yīng)注意傳輸容量、設(shè)備接口、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、信道質(zhì)量等問(wèn)題。
在有條件的地方可以建立一點(diǎn)多址數(shù)字微波通信系統(tǒng)，大面積地覆蓋樞紐站和末端站。利用集群通信可以建立移動(dòng)通信系統(tǒng)。這兩種通信方式均十分適用于農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電話及其它各種非話信息的傳輸。只要經(jīng)濟(jì)及地理?xiàng)l件允許，可考慮其應(yīng)用。
總之，組建一個(gè)逐步趨向于現(xiàn)代化的農(nóng)網(wǎng)通信系統(tǒng)是我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展和農(nóng)網(wǎng)體制改革的需要，也是為了保證農(nóng)村電力網(wǎng)生產(chǎn)和運(yùn)行的自動(dòng)化和高可靠性而提出來(lái)的必然要求。在許多地方，農(nóng)網(wǎng)通信管理人員對(duì)于通信網(wǎng)的概念還比較模糊，更不能完成網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，因此需要得到上級(jí)電力管理部門(mén)、設(shè)計(jì)單位、電力研究院所及設(shè)備生產(chǎn)廠家的支持和幫助。道及將來(lái)發(fā)展的考慮。
