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摘要：首先回顾了电力系统采用微波通信的发展历程, 简单介绍了目前电力系统中存在的微波通信的问题与现状, 分析对比微波通信技术的特点, 总结研究出微波通信几个方面的发展趋势, 重点探讨了电力系统对微波通信的发展定位, 并提出了其作为关键厂站接入、应急容灾、电路备用等发展方式以及对现有微波通信资源处置的建议。
关键词：电力系统;微波通信;发展方式
Abstract: the first review of power system by using microwave communications development course, briefly introduced the current power system in microwave communication problem and current situation, analyzes and comparison of the microwave communication technology characteristics, summarizes studies the microwave communication of several aspects of the development trends, focus on the power system of microwave communication development orientation, and puts forward the as the key station access, emergency disaster recovery, backup and other development mode and circuit of the existing microwave communication resource disposal recommendations.
Key words: power system; microwave communication; development mode
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
0引言
从上个世纪80年代开始, 电力系统进行了大量的建设微波通信电路。随着在电力系统中崛起的OPGW光缆网络, 電力微波通信遭遇冷落和挑战,如今已淡出长途传输领域。现有的微波电路也存在着备件不足、设备老化等问题。如何定位电力系统微波通信的发展, 是否对现有微波电路积极改造, 这不能不引起每一位电力通信人员的思考。
1发展历程与现状
1 发展历程
在我国, 电力系统通信已有几十年的历史。上个世纪60年代, 远动技术在电力系统中有了新的发展, 并开始广泛应用, 对通信的可靠性、通道容量和传输质量提出了更高的要求, 因此, 开始采用特高频、同轴电缆多路载波、微波等多种通信方式。
上个世纪80年代, 通信技术以迅猛的速度发展, 继通信系统后数字微波首先在电力系统引入并逐步推广。可以说数字微波通信在国内最早应用于电力系统。
2 微波通信现状
截止到上个世纪末, 电力通信网内数字微波电路总长度约达到七万多公里, 微波站总数约三千多个。目前, 全国除新建和改造的SDH数字微波电路运行状况良好, 附带了较多的通信业务外, 其余大部分的PDH微波电路却处于开机运行但几乎不或很少带业务, 另外还有相当部分的电路处于通电但停运或不能通信状态。即使在运行的微波电路, 也面临诸如备品备件不足、设备老化等问题。
2 微波通信的特点
曾经被一起称为现代通信传输的三大支柱数字微波通信技术、光纤和卫星。在大规模应用光纤通信之前, 国内外长途通信网很大程度上依赖微波。国外发达国家的在长途通信网中微波中继通信占的比例高达50% 以上。当然, 这一比例目前已大大下降。但作为一种无线传输方式,微波通信在抗灾性、移动性和灵活性方面具有光纤传输所无法比拟的优点, 这也是其优势所在。数字微波通信的主要技术优势包括以下几方面。
（1）微波通信应用快速、灵活, 方便组网。现在的数字微波设备移动方便,体积小,可迅速建立通信,还可以很方便地与SDH光纤互联互通,在遭到重大自然灾害时,可以快速用于通信恢复, 也成为电力通信网应急预案的重要技术手段；
（2）无线传输是其最大特点, 可以与光纤通信等有线方式互为补充, 在光缆不能到达、受到自然条件限制的地方,微波可以发挥其独特的优势,具有很强的抗灾能力；
（3）数字微波稳定性强、传输容量较大、集成度高。
微波通信的劣势在于:
（1）微波通信一般在40 ~ 60 km距离无中继,设中继站导致整体投资增加;
（2）由于是无线视距传输, 容易受到恶劣天气或阻挡、外部干扰影响。
（3）通信容量相对光纤通信而言较小；
综上所述, 在当今世界的通信革命中, 微波通信仍是具有独特优势的通信手段之一。不能只应用某一种传输方式在任何一个通信网, 光纤通信和微波通信利用优势互补, 共同构建的通信网络可靠性更高。
3 技术发展趋势
当前, 光纤通信以其超低损耗、较低成本和巨大带宽而成为主要干线的传输手段, 并对数字微波造成巨大的冲击。微波通信显得缺乏市场驱动力后劲, 但微波通信技术在这些年仍然有相当程度的发展, 并取得了许多关键技术的突破。综合分析认为微波通信技术的主要发展趋势有以下几个方面。
（1）向固定无线接入方向发展。上个世纪80年代以前的通信网基本框架:在天上,以无线中继线为主(微波、卫星); 在地下，以有线用户线为主(市话电缆)。未来通信网的基本框架:在地下，以有线中继线为主(光缆);在天上，以无线用户线为主。随着宽带业务的发展, 提出了对固定无线接入的需求, 数字微波发展为向固定无线接入方向发展的趋势。
（2）向微型化、高集成度方向发展。采用数字专用集成、微波单片集成电路等, 设
备体积越来越小,重量轻,朝微型化方向进一步发展。
（3）继续朝着SDH数字微波方向发展大容量数字微波发展微波通信,并且向大容量方面进军。目前, 采用256QAM和512QAM技术,传输容量分别可达到155和622M。
（4）向10GHz以上的高频段包括毫米波频段发展。根据电信主管部门的规划,3GHz以下频段要分配给移动通信与个人通信, 而3~ 10GHz的频段也已十分拥挤。许多数字微波通信设备生产厂家及时调整发展方向,进军高频段,并推出多款高频段微波设备。目前, 有许多3~ 38GHz的商用设备。
（5）向多接口、低成本、灵活组网方向发展。采用软件无线电技术, 使数字微波通信系统成为一个较为通用的平台, 能够根据不同用户的要求进行组网, 并完成FE、E1 /T1、OC - 3、STM - 1等各种接口功能。
4 电力系统微波的发展方式
做为光纤通信的辅助, 电力系统微波通信应当发挥光纤通信的备用和补充作用。
总的发展原则是:长途微波通信微波站多、电路距离长, 很难再做大规模的全线改造,经过科学的规划论证, 关键区段的接入、厂站接入的SDH 数字微波电路、改造、新建一些通信枢纽站, 并灵活多样地发展移动微波应急抢修、无线宽带接入等。
依托于电力沟道和输电杆塔进行电力系统光纤通信电路的建设, 光缆路由会受到一定的制约, 往往形成一些光纤电路类似光纤环网相交的区段、枢纽通信站至调度通信中心区段、安自装置、承载了非常多的线路保护等关键业务的关键区段,采用微波通信作为补充和备用是十分必要的, 也是有效的。建议各地可科学规划论证,因地制宜,改造或新建长线微波电路中的部分区段作为光纤网络关键区段的备用。
（1）根据网络特点分析移动容灾和应急, 有选择地建设部分移动的和部分固定的应急容灾微波电路,在遇到紧急修复或自然灾害时光纤传输系统能发挥重要作用。如: 点对点的PDH微波、SDH微波等设备可做到体积小、重量轻、集成度高，迅速建立连接, 并具备光纤接口, 在OPGW、ADSS光缆断缆情况下,可立即运便携式微波设备至现场, 迅速连接中断处的纤芯，恢复通信, 满足电力生产业务的通信需要,从而提供充足的时间给光缆修复。
（2）接入各级电力调度通信中心的重要通信枢纽站或其他通信枢纽站是电力通信网络的核心节点, 也是电力通信服务的最主要对象。作为省级以上的电力调度控制中心的备用接入电路,除了2条以上光纤通信电路外, 还应有1条SDH数字微波电路与主干光纤环网相连。
（3）省级无输电线路投资建设的网络或地区之间联络电路部分光缆电路,若建设联络电路只需建设2~ 3个微波站即可。或者进行光纤通信网络整体结构优化分析, 需建设联络电路可更好地完善电力光纤传输网。
（4）配电网通信。许多配电室、偏远供电所、35kV变电站等至市、县供电公司, 架设光缆投资太大或不便, 可采用点对多点微波通信系统, 解决配电网的数据通信和电话问题。
（5）偏远厂站接入。对于较为偏远、只有单回或同塔双回输电线路的水电站、火电厂或变电站等。作为主用可随输电线路建设1条OPGW光缆电路, 作为备用另建设1条SDH微波通信电路。
从技术角度分析, 微波电路备用容量比电力线载波大, 若同塔建设第二条OPGW光缆电路,两条光缆相关性大, 容易出现同时倒塔断裂的风险, 因此,作为偏远厂站采用光纤+ 微波的接入方式是一种较好的选择。
（6）资源出租、出售。对于电力系统现有的机房、铁塔、微波站址等资源,若根据上述各种发展方式仍然无法利用的,为免造成资源的浪费,应该积极想办法进行处置。由于联通、铁通、中国移动等移动通信运营商,都打算发展3G移动通信网络,都给电力微波资源的出租或出售提供了机遇。此外,个别高山微波中继站开展主叫号码识别等各种新业务,以此增强变电站接入网可靠性和安全性。
5 结束语
如何发展电力系统微波通信已经成为电力通信不容回避的问题, 必须制定合适的技术政策，在通信规划中加以引导。本文結合电力通信的实际,重点探讨了微波通信的发展方式, 建议通过规划论证对一些通信枢纽站接入、联络电路、关键区段电路等进行改造或新建,一般不对长途微波通信电路做大规模的全线改造, 灵活多样地发展移动微波应急抢修、无线宽带接入等, 并应积极寻找微波站址资源的出租、出售方法, 这些建议供电力通信同行参考, 期望起到集思广益、抛砖引玉的作用。
参考文献:
[1]陶智勇,周芳,胡先志.综合宽带接入技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002
[2]吴承治,徐敏毅.光接入网工程[M].北京:人民邮电出版社,1998
[3]李厂;中小型微波通信系统中的技术改进[J];农村电气化;2002年12期
关键词：电力系统;微波通信;发展方式
Abstract: the first review of power system by using microwave communications development course, briefly introduced the current power system in microwave communication problem and current situation, analyzes and comparison of the microwave communication technology characteristics, summarizes studies the microwave communication of several aspects of the development trends, focus on the power system of microwave communication development orientation, and puts forward the as the key station access, emergency disaster recovery, backup and other development mode and circuit of the existing microwave communication resource disposal recommendations.
Key words: power system; microwave communication; development mode
中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：
0引言
从上个世纪80年代开始, 电力系统进行了大量的建设微波通信电路。随着在电力系统中崛起的OPGW光缆网络, 電力微波通信遭遇冷落和挑战,如今已淡出长途传输领域。现有的微波电路也存在着备件不足、设备老化等问题。如何定位电力系统微波通信的发展, 是否对现有微波电路积极改造, 这不能不引起每一位电力通信人员的思考。
1发展历程与现状
1 发展历程
在我国, 电力系统通信已有几十年的历史。上个世纪60年代, 远动技术在电力系统中有了新的发展, 并开始广泛应用, 对通信的可靠性、通道容量和传输质量提出了更高的要求, 因此, 开始采用特高频、同轴电缆多路载波、微波等多种通信方式。
上个世纪80年代, 通信技术以迅猛的速度发展, 继通信系统后数字微波首先在电力系统引入并逐步推广。可以说数字微波通信在国内最早应用于电力系统。
2 微波通信现状
截止到上个世纪末, 电力通信网内数字微波电路总长度约达到七万多公里, 微波站总数约三千多个。目前, 全国除新建和改造的SDH数字微波电路运行状况良好, 附带了较多的通信业务外, 其余大部分的PDH微波电路却处于开机运行但几乎不或很少带业务, 另外还有相当部分的电路处于通电但停运或不能通信状态。即使在运行的微波电路, 也面临诸如备品备件不足、设备老化等问题。
2 微波通信的特点
曾经被一起称为现代通信传输的三大支柱数字微波通信技术、光纤和卫星。在大规模应用光纤通信之前, 国内外长途通信网很大程度上依赖微波。国外发达国家的在长途通信网中微波中继通信占的比例高达50% 以上。当然, 这一比例目前已大大下降。但作为一种无线传输方式,微波通信在抗灾性、移动性和灵活性方面具有光纤传输所无法比拟的优点, 这也是其优势所在。数字微波通信的主要技术优势包括以下几方面。
（1）微波通信应用快速、灵活, 方便组网。现在的数字微波设备移动方便,体积小,可迅速建立通信,还可以很方便地与SDH光纤互联互通,在遭到重大自然灾害时,可以快速用于通信恢复, 也成为电力通信网应急预案的重要技术手段；
（2）无线传输是其最大特点, 可以与光纤通信等有线方式互为补充, 在光缆不能到达、受到自然条件限制的地方,微波可以发挥其独特的优势,具有很强的抗灾能力；
（3）数字微波稳定性强、传输容量较大、集成度高。
微波通信的劣势在于:
（1）微波通信一般在40 ~ 60 km距离无中继,设中继站导致整体投资增加;
（2）由于是无线视距传输, 容易受到恶劣天气或阻挡、外部干扰影响。
（3）通信容量相对光纤通信而言较小；
综上所述, 在当今世界的通信革命中, 微波通信仍是具有独特优势的通信手段之一。不能只应用某一种传输方式在任何一个通信网, 光纤通信和微波通信利用优势互补, 共同构建的通信网络可靠性更高。
3 技术发展趋势
当前, 光纤通信以其超低损耗、较低成本和巨大带宽而成为主要干线的传输手段, 并对数字微波造成巨大的冲击。微波通信显得缺乏市场驱动力后劲, 但微波通信技术在这些年仍然有相当程度的发展, 并取得了许多关键技术的突破。综合分析认为微波通信技术的主要发展趋势有以下几个方面。
（1）向固定无线接入方向发展。上个世纪80年代以前的通信网基本框架:在天上,以无线中继线为主(微波、卫星); 在地下，以有线用户线为主(市话电缆)。未来通信网的基本框架:在地下，以有线中继线为主(光缆);在天上，以无线用户线为主。随着宽带业务的发展, 提出了对固定无线接入的需求, 数字微波发展为向固定无线接入方向发展的趋势。
（2）向微型化、高集成度方向发展。采用数字专用集成、微波单片集成电路等, 设
备体积越来越小,重量轻,朝微型化方向进一步发展。
（3）继续朝着SDH数字微波方向发展大容量数字微波发展微波通信,并且向大容量方面进军。目前, 采用256QAM和512QAM技术,传输容量分别可达到155和622M。
（4）向10GHz以上的高频段包括毫米波频段发展。根据电信主管部门的规划,3GHz以下频段要分配给移动通信与个人通信, 而3~ 10GHz的频段也已十分拥挤。许多数字微波通信设备生产厂家及时调整发展方向,进军高频段,并推出多款高频段微波设备。目前, 有许多3~ 38GHz的商用设备。
（5）向多接口、低成本、灵活组网方向发展。采用软件无线电技术, 使数字微波通信系统成为一个较为通用的平台, 能够根据不同用户的要求进行组网, 并完成FE、E1 /T1、OC - 3、STM - 1等各种接口功能。
4 电力系统微波的发展方式
做为光纤通信的辅助, 电力系统微波通信应当发挥光纤通信的备用和补充作用。
总的发展原则是:长途微波通信微波站多、电路距离长, 很难再做大规模的全线改造,经过科学的规划论证, 关键区段的接入、厂站接入的SDH 数字微波电路、改造、新建一些通信枢纽站, 并灵活多样地发展移动微波应急抢修、无线宽带接入等。
依托于电力沟道和输电杆塔进行电力系统光纤通信电路的建设, 光缆路由会受到一定的制约, 往往形成一些光纤电路类似光纤环网相交的区段、枢纽通信站至调度通信中心区段、安自装置、承载了非常多的线路保护等关键业务的关键区段,采用微波通信作为补充和备用是十分必要的, 也是有效的。建议各地可科学规划论证,因地制宜,改造或新建长线微波电路中的部分区段作为光纤网络关键区段的备用。
（1）根据网络特点分析移动容灾和应急, 有选择地建设部分移动的和部分固定的应急容灾微波电路,在遇到紧急修复或自然灾害时光纤传输系统能发挥重要作用。如: 点对点的PDH微波、SDH微波等设备可做到体积小、重量轻、集成度高，迅速建立连接, 并具备光纤接口, 在OPGW、ADSS光缆断缆情况下,可立即运便携式微波设备至现场, 迅速连接中断处的纤芯，恢复通信, 满足电力生产业务的通信需要,从而提供充足的时间给光缆修复。
（2）接入各级电力调度通信中心的重要通信枢纽站或其他通信枢纽站是电力通信网络的核心节点, 也是电力通信服务的最主要对象。作为省级以上的电力调度控制中心的备用接入电路,除了2条以上光纤通信电路外, 还应有1条SDH数字微波电路与主干光纤环网相连。
（3）省级无输电线路投资建设的网络或地区之间联络电路部分光缆电路,若建设联络电路只需建设2~ 3个微波站即可。或者进行光纤通信网络整体结构优化分析, 需建设联络电路可更好地完善电力光纤传输网。
（4）配电网通信。许多配电室、偏远供电所、35kV变电站等至市、县供电公司, 架设光缆投资太大或不便, 可采用点对多点微波通信系统, 解决配电网的数据通信和电话问题。
（5）偏远厂站接入。对于较为偏远、只有单回或同塔双回输电线路的水电站、火电厂或变电站等。作为主用可随输电线路建设1条OPGW光缆电路, 作为备用另建设1条SDH微波通信电路。
从技术角度分析, 微波电路备用容量比电力线载波大, 若同塔建设第二条OPGW光缆电路,两条光缆相关性大, 容易出现同时倒塔断裂的风险, 因此,作为偏远厂站采用光纤+ 微波的接入方式是一种较好的选择。
（6）资源出租、出售。对于电力系统现有的机房、铁塔、微波站址等资源,若根据上述各种发展方式仍然无法利用的,为免造成资源的浪费,应该积极想办法进行处置。由于联通、铁通、中国移动等移动通信运营商,都打算发展3G移动通信网络,都给电力微波资源的出租或出售提供了机遇。此外,个别高山微波中继站开展主叫号码识别等各种新业务,以此增强变电站接入网可靠性和安全性。
5 结束语
如何发展电力系统微波通信已经成为电力通信不容回避的问题, 必须制定合适的技术政策，在通信规划中加以引导。本文結合电力通信的实际,重点探讨了微波通信的发展方式, 建议通过规划论证对一些通信枢纽站接入、联络电路、关键区段电路等进行改造或新建,一般不对长途微波通信电路做大规模的全线改造, 灵活多样地发展移动微波应急抢修、无线宽带接入等, 并应积极寻找微波站址资源的出租、出售方法, 这些建议供电力通信同行参考, 期望起到集思广益、抛砖引玉的作用。
参考文献:
[1]陶智勇,周芳,胡先志.综合宽带接入技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002
[2]吴承治,徐敏毅.光接入网工程[M].北京:人民邮电出版社,1998
[3]李厂;中小型微波通信系统中的技术改进[J];农村电气化;2002年12期