曹惠彬 (國電通信中心，北京100761)
摘要：重點探討近年內電力通信發展的總趨勢和新動向、新環境下電力通信面臨的新問題、通信網絡及信息安全、通信網絡規劃方法、技術動態以及寬帶PLC發展。
關鍵詞：電力通信；發展動向；信息安全；網絡規劃；新技術
中圖分類號：TN915．853 文獻標識碼：A 文章編號：1005—7641(2003)01—0003—05
當前，電力通信的發展環境發生了重大變革，對電力通信發展必將產生深遠的影響。本文重點探討近年內電力通信發展的總趨勢和新動向、新環境下電力通信面臨的新問題、通信網絡及信息安全、通信網絡規劃方法、技術動態以及寬帶PLC發展。
1 總體趨勢
進入新世紀以來，電力通信的發展環境出現了諸多變化。從國內情況來看，電力體制改革已經開始進入全面實施階段，由過去垂直一體化(Vertically—Inte-grated)的管理體制變為兩個電網公司和五個發電公司并存的新格局。從世界范圍來看，隨著電力工業在很多國家成為關鍵基礎設施產業(Critical Infrastructure In—dustry，簡稱CII)，以及社會信息化程度的提高，電力工業對電力通信的依賴性越來越大，要求越來越高，同時，傳統的通信運作模式所面臨的挑戰也越來越嚴峻。
筆者曾在《電力系統通信》2001年第l期發表的題為《論21世紀初電力通信發展大趨勢》一文中，闡述了20世紀末電力通信發展的兩個主要特征(裝備水平發生質變、資源挖潛成為熱門)和三個驅動因素(技術進步、體制改革、需求增長)，電力通信的科學內涵和三個基本要素(機構、裝備、業務)，新世紀初電力通信的兩項根本任務(搞好內部服務、開拓外部市場)，以及電力通信技術發展的總體思路和需要關注和研究的技術動向等。這些反映總體趨勢的論述和對當時即將面臨的問題的分析，在當前仍然具有很強的針對性，而且，隨著國內外形勢的變化和改革的逐步深入，過去看來不很突出的問題，現在變得突出了；過去在一些人眼里不是問題的問題，現在變得無可回避了。
電力通信作為電力和電信兩個敏感行業的交叉點，處于非常獨特的地位，同時受益和受制于兩個行業的發展和變革。在當今世界，電力或電信行業的發展，涉及的主要問題不光是技術，而是技術、經濟、社會三者的綜合。電力通信的發展不僅與兩個行業、六個方面的多種因素有關，其本身也有一些內在規律和客觀情況，因此比較復雜。單純強調技術或完全忽視技術，單純強調市場而完全忽視其他，墨守成規和盲目輕敵，都有可能導致電力通信事業的挫折，甚至影響電力工業的持續、穩定發展。
筆者認為，2003年和今后一段時間內，電力通信發展的總體趨勢依然是：以保障內部需要為根本，以拓展外部市場為補充；在電網內部，既越來越感到通信的重要和不可缺少，但又面臨越來越大的成本壓力(包括CapEx和OpEx)；在對外方面，既有強烈的推動愿望和諸多有利因素，又有不少困難與挑戰。
這就要求電力通信工作者一方面要認真研究和掌握電力通信的客觀規律，以較高的專業水準和政策水平，做好電力通信管理和技術領域的各項工作；另一方面要積極做好宣傳和匯報，爭取各方面的支持。只有這樣，才能完成好我們肩負的歷史使命。
2 電力新格局下的電力通信
電力體制改革形成的電力工業新格局是黨中央、國務院戰略決策的具體體現，具有多方面的深遠影響。新格局必然帶來新變化，但是電力工業生產供需動態平衡和“地理上廣泛分布，功能上高度整合”(Geograph—ically Dispemed and Fqnctionally Integrated)，這些基本規律沒有變，電力工業整體上對電力通信最根本的需求沒有變，因此，電力通信面臨著既要盡快適應改革新局面在某些方面所帶來的新變化，又要繼續發揮好電力工業支柱之一的重要作用。
(1)電力通信格局的變與不變
電力通信的變與不變，按筆者提出的電力通信內涵三要素(組織機構、技術裝備、通信業務)的概念和具體理論去思考，就很容易找到清晰的思路。組織機構與技術裝備顯然應以綜合、高效為主要出發點，這是由通信行業規模經濟特征規律所決定的。對于具體通信業務而言，才有變與不變、分與不分的考慮余地。
目前，電力通信網為電力系統提供的業務共三大類、十幾種，分別通過專線網、調度電話交換網、行政電話交換網、電視會議網、電話會議網、城域和廣域數據網等多個業務網來實現。
與生產控制類業務(Operational Services)，如調度電話、繼電保護與安全自動控制、遠動與調度自動化等相關的業務網，總體上不會有太大的變化，但是在某些方面需要作適當的改進和加強，以適應新格局下電力系統安全、優質、經濟運行的需要。
行政管理類業務(Administrative Services)中，語音業務方面各電網公司、發電公司共享電力系統現有的電路交換或IP電話網絡平臺是完全可行的，而且還不存在互連互通問題，號碼可以適當進行調整；數據業務方面既可以在同一個網絡中采取隔離控制措施來保證
各方的通信安全和互通便利，也可以利用電力通信物理通道獨立組建專網，但經濟性可能不如前者。
市場運營類(Energy Market Services)包括電力行業內不同公司之間的BtoB、電力公司與電監會等政府部門之間的BtoG以及電網公司與用電客戶之間的BtoC等三類電子商務，其中既有秘密的、實時的，也有公開的、非實時的，所用的業務網絡也不完全相同，需要具體情況具體分析。
由此可見，盡管機構分開了，但電力通信網中承擔電力系統核心業務的通信業務子網是分不開的，因此必然會在其基本建設、運行管理和服務使用等方面產生一些新的問題，需要認真加以研究和妥善解決，如投資、管理、費用結算等。
(2)電力通信建設和運行成本問題
隨著電網規模的不斷擴大、電力市場的逐步建立以及用戶對供電質量要求的提高，電力系統對信息通信的要求越來越高，依賴性越來越強。
搞好電力通信，保障電網安全，需要持續不斷地投入，包括建設成本(capEx)和運行成本(OpEx)。
改革新格局形成以后，電力企業特別是電網企業，將面臨越來越嚴峻的控制成本、降低電價的壓力，但是減少對通信的投入又將影響安全生產和企業的競爭與生存能力。
因此，在新格局下電力通信既負有十分重要的職責，又將面臨更加嚴峻的挑戰。尋找新的出路既是電力通信發展的需要，也是電力公司主業的需要，在更廣泛的意義上講，也是國家利益的需要。
除了電力企業自身要積極采取措施解決通信括問題之外，另外一條有效途徑仍然是積極開拓外部市場。據美國以電力企業為主的聯合通信協會(UTC)的研究報告，盡管美國電信市場在泡沫破裂之后出現寒冬，但美國電力企業利用電力通信設施開展對外服的勢頭依然有增無減。這不僅因為這些企業的光通信網絡、寬帶PLC和其他基礎設施都是有形的優良資產，不是泡沫，也不排除電力企業減低成本壓力的驅動因素。
筆者認為：在中國目前情況下，電力通信在保證電力內部通信之余，仍然需要積極開拓外部市場，其主要目的是通過外部合作，消化電力通信因采用高可靠新技術而自然沉淀的富余能力，降低內部成本壓力，改善電力通信生存環境，創造可持續發展的條件。在這個問題上應當實事求是，有的放矢，尋找符合電力和電信兩大行業實際情況的突破口，爭取拿到網絡基礎元素出租業務許可(類似于國外的FBO經營執照)。
為了實現這一目標，首先應當考慮如何以適當的組織形式和運作機制，既實現低成本運營，又符合電信管制的要求。為保證電信市場公平競爭，不允許搞跨行業的交叉補貼，這是容易理解的。但是，如果對外運營企業不能輕裝上陣，就很容易被內憂外患所壓垮，所以必須尋求合作途徑，爭取以富余通信能力的邊際成本合法運營。
其次，要加強學習和研究，能把自己的情況說清楚，把應該講的道理講透，在這個基礎上做好宣傳和公關。
(3)加強電力企業之間的橫向協作
聯合是永恒的主題。在電力行業實施改革、電信行業管制日趨加強的形勢下，電力通信在發展道路上背景與前景的力量對比發生了變化。從國外的經驗來看，電力企業在無線電頻率資源的占用、電力線路桿塔及管道資源的開放等方面遲早會遇到挑戰，相關企業之間也必然會有這樣那樣的聯系或沖突，因此，加強行業協會建設，發揮其聯合、協調、中介作用，顯得比以往任何時候更為重要。
在這方面，美國UTC的經驗值得學習，該組織代表北美和部分其他國家共1500多個電力、煤氣、自來水公司專用通信部門的利益，多次在與美國國會參眾兩院、聯邦通信委員會(FCC)的交涉和其他國際活動中發揮了行業協會的巨大作用。CIGRE的機構變化反映了國際社會電力同行繼續加強合作與交流、適應電力工業新形勢的普遍愿望。
在中國，我們應當一方面加強電機工程學會電力通信專委會跨行業、跨部門、跨公司的獨特作用，加強電力通信在CIGRE等國際合作組織中的參與力度，另一方面似有必要研究成立中國電力企業聯合會的通信分會或通信與信息分會，以加強合作，凝聚力量，應付挑戰。
(4)電力通信配套改革問題
電力通信作為一項生產活動，主要包括規劃、設計、采購、施工、運行等五大環節(將來還可能包括經營環節)，且具有全程全網聯合作業的特點。
基本建設(包括規劃、設計、采購、施工)的工作質鏊量是保證通信網正常運行的重要前提和基礎。近年來，電力企業在通信方面投入了大量的人力、物力、財力，電力通信網的面貌發生了新的變化，特別是隨著三峽送出工程的逐步建設，電力通信一級干線有了很大的改善，基本建設取得了很大的成就。
但是，與電力通信在現代電力工業中所承擔的重任和對其作用的期望相比，目前在基本建設的多個環節還存在一些問題，對通信優質可靠運行留下了嚴重的隱患，造成了很大的壓力。今年下半年以來，電通中心加大了整治力度，情況有所好轉，但還遠沒有徹底解決。
當然，運行部門也需要加強通信設備和線路的運行維護，從規章制度、技術措施和人員培訓人手，切實加強管理，履行好應盡的職責和義務。
出現以上種種問題固然有某些環節上某些人工作匡不負責任、水平低等因素，但多頭管理、職與責相分離、體制不順、管理模式不統一等也是非常重要的原因。
因此，在改革過程中應當高度重視通信各個環節匿的關聯性，搞好配套改革，創造有利于公司整體利益的良好環境。
關于網絡與信息安全問題
網絡與信息安全問題是一個正在變得越來越重要的話題。電力通信網本身就是一個廣義的信息系統，在電力工業信息化進程中，電力通信承擔著三種角色：
(1)電力系統信息通信網絡公共平臺提供者，對不同性質的計算機應用系統可以提供不同的網絡服務質量和優先等級；
(2)與電力通信業務管理有關的計算機應用系統(如通信監控與網管系統、網絡規劃與企業管理系統、資費管理系統、客戶服務系統等)的建設、管理和使用者；
(3)與電力通信相關的信息資源(如號簿資源、客戶信息資源等)的開發、維護和使用者。
因此，電力通信網作為電網這樣一個關系國計民生的重要CII的支柱之一，安全問題是絕不可忽視的。
在網絡與信息安全方面，國際標準化組織等已制訂了一系列標準。ISO／IEC 17799標準把信息安全為“保持信息的保密性、完整性和可用性”，其中，保密性是指確保信息不泄漏給非被授權者，完整性是指保持信息及其處理方法的準確性和完整性，可用性是指保證被授權者當其需要時可隨時使用信息和相關資源。
國際上電力企業信息安全方面經常引用的標準有ISO／IEC 17799：2000(Information Teehnolo~-Code 0f Practice for Information Security Management)和英國標準BS 7799(Information Security Management．Part-2：Soecifi．cation{0r Information Management Systems．1999)，前者是 基于BS 7799 Part一1制訂的。此外還有ISO／IEC 15408等。國家電力公司也曾組織制訂了“電網二次系統安全防護總體框架”、“電網調度自動化系統安全防護方案”、“網絡與信息安全評測大綱”等指導性文件。
根據通信專業的特點，筆者認為，電力通信的網絡與信息安全工作重點包括以下內容：
(1)通信網絡的物理安全問題
主要包括：①光纜干線被盜或遭外力破壞，微波干線受干擾或阻擋等可能出現的中斷；②通信機房出入管理制度，防火、防盜、防破壞，圖像監視、自動報警、施工審批和現場監護等；③電纜(光纜)管道、豎井、配線間以及樓頂平臺天線鐵塔的安全管理，與物業部門協調、防火、防鼠害、防外力破壞等。
后兩項落實安全措施相對比較容易，外部線路管理難度較大。主要依靠加強巡視和網絡監視，及時發現問題，做出準確判斷；認真做好通信應急調度預案，縮短業務中斷時間；按照責任區段劃分，通過運行維護單位聯系網絡，迅速組織搶修。
特殊光纜(如OPGW)一般都承擔大量的重要業務，一旦發生中斷影響很大，而且安排搶修也比較復雜，因此其安全性問題應當引起高度重視。只要措施到位，線路專業與通信專業各盡其職，完全可以避免發生災難性的通信事故。主要的安全措施可包括：
1)加強產品質量檢測和進網管理；
2)加強工程設計與施工質量管理；
3)加強工程驗收和技術檔案管理：
4)加強預防性維護(實時監測、定期巡視及對照原始檔案分析比較)；
5)加強光纜糾正性維護(事故搶修的策略、技術、材料、工具等方面)的研究和落實。
(2)通信網管系統的安全管理問題
主要包括：網絡配置管理中的誤操作問題，操作權限管理(尤其是電路配置操作管理)和流程管理，異地操作授權管理制度，網管系統用戶分級及密碼管理，系統備份和數據備份，高可靠供電電源，以及網管設備消缺、網管系統結構完善(主備通道、封閉隔離等)。網管系統遠程撥入帶來的安全隱患是非常嚴重的，因此堅決采取行動加以限制。一般可以采取的措施包括：①對外線至內線的撥入加以限制，不允許撥入，以消除來自外部的安全威脅；②對內線至內線撥號連接，劃分封閉用戶群，只允許同一個用戶群內建立呼叫，以消除來自內部的不可控安全隱患。
目前，不少單位對通信網管的安全方面重視得還不夠，曾經出現了一些問題。筆者已于去年八月底責成電通中心運行部將網管專項整治工作列為九月份運行管理重點工作之一。目前此項工作仍在進行中。
(3)其他方面的安全管理問題
包括：①加強衛星站全面管理，完成信息產業部要求的重新注冊登記，加強安全防范措施；②通信企業信息網絡的防火墻設置、運行監視、論壇管理、防病毒、防入侵、防止有害信息傳播、防止外部搭接等；③辦公信息分類管理，建立信息發布及查閱管理制度等；內部電話查號臺繼續嚴格執行重要號碼保密制度。
4關于網絡規劃
網絡規劃是通信建設的起點和基礎，具有十分重要的作用。2001年底，信息產業部頒布了《通信規劃工作管理規則》，對通信規劃及規劃管理的體系、內容、工作程序和其他有關問題作了規范。在規劃體系及規劃管理體系中，規定分為：行業規劃和企業規劃，全國規劃和地方規劃，綜合規劃和專題規劃，五年規劃和滾動規劃。在規劃內容與工作程序方面，規定了各種規劃必須包括的內容、三個階段的任務、完成日期等。
規劃方法本身是一門科學。電力通信網的規劃除了要遵從電力系統的有關規定之外，還必須遵循通信專業規劃的一般技術方法，包括：
積累歷史數據；
探索增長規律(模型、公式等)；
研究關聯因素(邊界條件等)；
提出規劃方案(節點和連線的位置分布、拓撲結構、容量等)；
針對某個目標進行優化。
現代通信網規劃一般都是分層進行的。電力通信網至少應當包括兩層：傳送網層和業務網層。業務網的規劃與具體業務有很大的關系。傳送網由物理傳輸路由和交叉連接節點組成，按ITU—T的建議分四層共七個子層。在電力通信網內如果我們不能做得那么細，至少應當包括三層(三個步驟)：
第一步：路由規劃
根據電力線路和廠站分、布等，確定通信線路的物理路由(傳輸媒體、復用方式、線路方位、站間距離等)。
第二步：光通道規劃
某一條光纜的纖芯種類、數量及其分配； (如采用波分復用)某一對纖芯的波數、波長及分配。
不同路由之間光纖及波長的轉接關系及轉接方式(人工、自動)，光網絡的拓撲結構及保護方式；
形成以光纖或波長為單位的、網絡化的光通道服務能力。
第三步：電通道規劃
高階及低階通道規劃：速率、接口方式、端口數量及分配；
不同路由之間通道的轉接關系及轉接方式(人工、自動)，電網絡的拓撲結構及保護方式；
形成通過光接口或電接口提供的、網絡化的電通道服務能力。
通信網絡規劃中還需要考慮網絡綜合化與安全防護、災難預防等問題。用戶需求多樣性是無可改變的，多數情況下也無需改變。網絡綜合化可以在滿足多種需求的前提下降低建設成本和運行成本。但是不同要求、不同流向的業務綜合，可能導致網絡結構復雜化，安全控制成本上升，系統可靠性下降。綜合化還可能帶來共發性故障(common mode failure)問題，造全局性的癱瘓。這是從一般意義上講綜合化的利與弊。但是電力專用網規模本來就小，單位成本很高，綜合化有助于形成較經濟的規模；另外，即使不搞綜合化，電力系統也強調高可靠，也采取冗余措施。因此，在電力通信網中，特別適合采用基于”災難恢復技術”(disaster Recovery Technology)的網絡規劃和設計，既綜合化，又高可靠。所謂“災難恢復技術”，實際包括四項措施：1)堅實的網絡拓撲；2)足夠的互援容量；3)必要的設備冗余；4)有效的控制手段。
5關于技術動態
2002年10月底在北京參觀了“2002中國國際電信設備技術展”，有三點觀后感：
(1)這次展會有一個明顯的特點：展出的絕大部分傳輸設備都帶有以太網接口，這固然是城域網產品在這次展會唱主角的原因，但也反映了現代通信技術進步的一種趨向。從國內電力系統的情況來看，雖然核心用戶終端裝置接口網絡化的步伐很快，但在各電力公司通信專業的網絡設備上，以太網口還不很多見。這很可能會導致電力系統網絡整體結構臃腫、低效、高成本。要改變這種局面，需要加強部門之問的合作，并逐步解決電力系統內二次專業劃分過細、分工錯位的問題。
(2)第三代(3G)移動通信無疑是這次展會最熱門的內容，但并沒有炫耀技術的表演，更多的是應用方面的展示。3G最大的賣點不是移動話音，而是高速數據。
近年來，國外電力公司對供現場作業人員使用的移動通信一直非常重視，先后關注過GSM 2+、TERTRA等，最近又有研究報告提出：語音業務用電力的專用移動網，以確保突發事件下移動通信可靠；數據業務用公眾移動網，以降低成本。中國電力企業在這方面的發展一直很少有人關注，據初步了解，目前大多數作業人員采用已有的專用移動系統和公眾網GSM移動電話，移動數據還沒有普及到作業現場。
筆者認為：GPRS+新一代網絡會議系統可能是一個較好的解決方案。GPRS永遠在線、按流量計費的優點，已經在較短時間內得到了大批用戶的認同，在電力系統也可以有不少用武之地，如配網自動化、變電站遠動等。新型會議網絡系統可以為普通移動用戶提供類似集群通信的語音組呼和全呼功能。特殊情況下的安全性問題則是個風險與經濟權衡的問題，在自身經濟實力有限、公眾網可靠性尚可的情況下，上述方案還是可取的，值得深入研究。
(3)無論有線還是無線，都非常注重開發新的業務應用，在吸引用戶愉快消費的過程中獲取更好的投資回報。
注重應用，這一點非常值得電力通信企業借鑒。在電力系統，由于采用現代通信技術而產生的富余容量是不小的，另外，有些業務網絡系統利用率也比較低(如電視會議)。注重業務開發對我們而言，意義也不可低估。像利用空閑光纖實現雷電定位，利用電視會議系統提供遠程早會，利用高速PLC提供供電客戶服務業務等，都值得認真考慮。
6關于寬帶PLC
電力線通信(Power Line Communication)，簡稱PLC，是利用電力線實現信息通信的各種技術的統稱，它包含了傳統的輸電網電力線載波(Power Line Carrier)、中壓及低壓配電網載波(Distribution Line Carrier)以及中壓和低壓線路上的寬帶通信(Power Line Telecom)。
從所使用的電磁波頻率范圍來分，分為低頻(或窄帶)電力線通信(LFPLC或NBPLC)和高頻(或寬帶)電力線通信(HFPLC或BBPLC)。
窄帶PLC已經有比較完整的標準，例如在頻率方面，美國規定使用50～450kHz，歐洲規定使用3。148．5kHz，其中3～95kHz用于接入通信，95。140 kHz用于室內通信。
寬帶PLC(美國和歐盟稱之為PLT)是最近幾年開始出現的技術，使用頻率范圍大致為1～30 MHz，主要應用包括：因特網高速接入、電話、VOD、視頻監視、室內計算機聯網、高速接人共享等。
在歐洲ETSI標準中，規定了統一的命名方法，按照使用場合不同，分為四類，統一標記為：PLT—x，其中，x=H(高壓)，M(中壓)，L(低壓)，P(室內)。到目前為止，寬帶PLC主要用在三種場合，室內聯網(PLT—P)、低壓接入(PLT—L)和中壓傳輸(PLT—M)。
(1) PLT—P(室內聯網或家庭局域網)
利用室內電源線，實現家庭內部多臺計算機聯網及智能家用電器控制，并采用家庭網關通過光纖、AD．sL、PLT—L、HomePNA、Cable Modem或無線等手段接人因特網。主要用于北美低密度大住宅內。
(2)PLT—L(低壓接人)
光纜或其他高速通信手段到樓內總配電室后，利用220V線路解決從樓內總配電室至樓層電表間，以及從樓層電表間至室內家庭網關或室內電源插座的通信接入問題。也包括在380V線路上更遠距離的通信接人，例如小區內從配電變壓器到某棟樓的總配電室。
(3)PLT—M(中壓傳輸)
光纖接入點下來后，經過中壓傳輸設備和中壓耦合裝置，利用中壓配電線路，傳送至一個或多個配電變壓器所在地，經過中壓耦合裝置取出后送入中壓傳輸設備，形成端到端高速數字連接。
在中國，PLT—M尚未試驗，PLT—P沒有實際應用，主要是PLT—L類的應用。但是，垂直干線主要還是使用五類銅纜，PLC只用于從樓層電表間至室內家庭網關或室內電源插座的水平延伸進戶。整體上是FFFB+CAT5+PLC體系結構，所用PLC設備多數為基于Intel—Ion芯片的產品，FFFB+PLC方式還在試驗中。
目前，全面的專業級測試還在進行中。從用戶反映來看，效果還是不錯的。筆者也經常做大文件下載試驗，PLC在可用條件下，下載最高速率曾超過200kb／s，最低也能達到20 kb／s左右，比同時段、同網址撥號上網(連接速率50．666 kb／s，下載速率4．29 kb／s)快不少。當然，要全面鋪開進入商業化，還有不少工作要做。
Development Of power system telecommunication in the new environment
CAO Hui-bin
(National Power Telecommunication Center，Beijing 100761，China)
Abstract：The paper covers the general trends and latest developments of power system telecommunication in China，strategic issues under the new structure 0f Chinese power industry，network and information security，netwo~planning，and new technologies．
Key words：power system telecommunication；developments trend；information security；network planning；network technologies
收稿日期：2002—11—06
作者簡介：曹惠彬(1958一)，男，上海人，碩士，教授級高級工程師，總工程師，長期從事電力通信技術和業務管理工作。
