CN103159035A

CN103159035A - 长距离管道输煤主信道光通信***

Info

Publication number: CN103159035A
Application number: CN2013100918786A
Authority: CN
Inventors: 胡家运; 刘姣; 张然; 王师伟
Original assignee: Wuhan Design and Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group
Current assignee: Wuhan Design and Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-06-19

Abstract

本发明公开了长距离管道输煤主信道光通信***，其通信的脉络关系为：设在首站的调控中心与沿线泵站、各终端，以及沿线阀室和压力监测点保持实时数据联络，实现对全线各站场的集中监控；同时将接收到的相关SCADA数据经处理后，传送给总调控中心，从而保证总调控中心对全管道***的实时监管。在管道沿线各泵站设置行政/调度电话***、工业电视***、安防***、视频会议***、办公网络***及用于巡线抢修的移动通信设施。***先进的自动控制***，可保证总调控中心、调控中心及各站点之间的实时通信，155Mbps平滑升级到622M，2.5Gbps平滑升级到10Gbps，从而保证了组网和调度极大的灵活性。广泛用长距输煤及相关行业。

Description

长距离管道输煤主信道光通信***

技术领域

本发明属通信***，涉及长距离输煤管道的主信道光通信***。

背景技术

国外在20世纪的70～80年代，开始将光纤和卫星通信***应用于输气管道的通信中。我国在70～80年代主要采用的还是电缆载波、同轴电缆、模拟微波、数字微波和模拟程控交换等通信技术，到90年代开始采用光纤、卫星等通信技术，例如，1997年建成的918km长的陕-京输气管道就采用了光纤通信。但输气管道光纤通信与长距离输煤管道光纤通信相比，存在输的介质和泵站单一的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种为保证长距离输煤管道的长期安全、高效的运行，必须为其建立一套可靠、稳定的长距离管道输煤主信道光通信***。

为此，本发明的技术方案是这样解决的：长距离管道输煤主信道光通信***由网元管理***、首端管道、2^#～5^#泵站、I～III号终端、2.5Gbps主用链路、2.5Gbps备用链路、155Mbps链路和1～31号压力检测站组成，本发明的特殊之处在于所述网元管理***与首端管道连接；所述首端管道通过2.5Gbps主用链路和备用链路分别与2^#～5^#泵站和I号、II号终端依次串联连接，所述I号终端另一端与III号终端连接；在155Mbps链路上，第一压力检测站与首端管道连接，所述首端管道通过155Mbps链路依次分别与第一压力检测站、第二压力检测站、第三压力检测站、第四压力检测站、第五压力检测站、第六压力检测站和2^#泵站串联连接，所述2^#泵站依次分别与第七压力检测站、第八压力检测站、第九压力检测站、第十压力检测站和3^#泵站串联连接，所述3^#泵站依次分别与第十一压力检测站、第十二压力检测站、第十三压力检测站、第十四压力检测站、第十五压力检测站、第十六压力检测站和4^#泵站串联连接，所述4^#泵站依次分别与第十七压力检测站、第十八压力检测站、第十九压力检测站、第二十压力检测站、第二十一压力检测站和5^#泵站串联连接，所述5^#泵站依次分别与第二十二压力检测站、第二十三压力检测站、第二十四压力检测站、第二十五压力检测站、第二十六压力检测站、第二十七压力检测站和I号终端串联连接，所述I号终端依次分别与第二十八压力检测站、第二十九压力检测站和II号终端串联连接，所述I号终端另一端依次分别与第三十压力检测站、第三十一压力检测站和III号终端串联连接。

所述网元管理***的通信业务种类划分为6类：管道自动化数据传输由调度、行政电话、工业电视、视频会议、办公网络、应急通信组成，所述6类业务共设置73条通信线路，并按站点分配：1～4号泵站、1～3号终端和供水站各8路，5号泵站9路。

所述管道自动化数据计算出业务带宽为147.2Kbps，调度、行政话音业务带宽为1Mbps，工业电视业务带宽为253Mbps，视频会议带宽为50Mbps。

所述主用链路的干线光通信容量为STM-16或2.5Gbps，沿线各阀室和压力监测点光通信容量为STM-1或155Mbps，并平滑升级到STM-64。

所述网元管理***依次与光接口、电接口、工务和用户接口、管理接口、设备报警接口和时钟接口连接。

通信业务划分和线路分配：

按输煤管道通信特点，将通信业务按传输内容划分为6个类别：自动化数据，生产、电力调度电话，行政电话和传真，视频会议，工业电视和办公网络，并按这6个类别对传输线路进行了分配(见表1，2)。

表1^#通信业务种类划分

表2^#工艺站场通信线路分配

通信业务所需带宽的确定：

1)自动化数据业务带宽：光通信***将管道沿线各阀室和压力检测数据分别传送给最近的泵站或终端站；这些数据经与泵站或终端站的SCADA数据整合后，再通过主干通信传送给调控中心；调控中心将全线所有数据统一整合后，再传送给总调控中心。为满足上述业务需要，经大量的实验验证和推算，将各泵站的SCADA数据带宽确定为128kbps，各阀室和监测点数据带宽确定为19.2kbps。

2)调度、行政话音业务带宽：本项业务主要是总调控中心与现场调控中心的双向传输，以及现场调控中心与管道沿线各泵站、供水站及各终端站之间的双向传输。本项业务数据传输带宽各站点均设置为1Mbps。

3)工业电视业务带宽：本项业务主要是管道沿线各站点、阀室和压力检测点与现场调控中心之间的视频数据传输。各阀室和压力检测点的视频传输带宽定位3Mbps；供水站视频传输带宽为12Mbps；1～5号泵站带宽分别为48，30，24，21，24Mbps；1～3号终端带宽分别为70，12，9Mbps。

4)视频会议带宽：本项业务主要是管道沿线各泵站与现场调控中心之间的视频数据传输。2～6号泵站的视频会议数据传输带宽分别为14，12，10，8，6Mbps。

5)办公***带宽和应急通信带宽在容量预留中加以考虑。

SDH光通信***构建：

为满足长期发展的需要，光通信***的容量除能满足现阶段的业务需求外，还应为后期的扩容留下余地。因此，根据上节带宽的计算结果和综合考虑，本输煤管道工程的干线光通信***容量选定为STM-16(2.5Gbps)，干线线路采用1+1MSP保护方式，共计9座；管道沿线各阀室和压力检测点光通信***容量为STM-1(155Mbps)，采用SNCP或RSTP保护方式，共计27座。所设计的光通信***干线具有平滑升级到STM-64的能力。

***接口设置：

1)光接口：根据光通信站间的通信距离及G.652型光纤的传输特性，为本工程设置了符合ITU-TG.707，G.957，G.962的光接口。接口的连接器型号为SC/PC，连接衰减≤0.5dB，反射系数≤-40db，其长度配置及光功率预算结果见表3。

表3^#长度配置及光功率预算表

2)电接口：STM设备能提供2Mbit/s，155Mbit/s等各种支路的电接口，接口特性能满足ITU-TG703的要求，对2048kbit/s接口，阻抗为75Ω。

3)公务和用户接口：公务线路接口符合64kbit/s(ITU-TG703)数字接口要求，用户终端接口符合二线音频接口要求。

4)管理接口：QX接口为以太网接口，符合ITU-TG773协议组B3，SDH网管设备与上一级网管***的接口为Q3；F接口为与本地终端接口，采用V.24(RS232-C)接口，传输比特率为9.6kbit/s。

5)设备报警接口：提供外部报警开关量输入端口和本机开关量输出端口。

6)时钟接口：SDH设备至少有2个时钟输入接口和1个时钟输出接口，其接口为2048kbit/s，符合ITU-TG.703和ITU-TG.704的要求。

本发明与现有技术相比，本发明采用基于SDH的多业务传送平台MSTP设备。利用这种设备的多业务接口，可同时满足TDM，ATM和以太网等业务的传送和处理需求，并可方便地传输该站的数据和语音，并具有以特点：

1)全兼容的设计：单子架结构的全兼容设计，可在一个子架内实现STM-1，STM-4，STM-16的所有应用。

2)具有可靠性和稳定性：***的集成度高，采取的故障隔离和排除后自恢、允许单板带电操作、误操作的容错设计等保护措施，保证了***的可靠性和稳定性。

3)混合供电方式：供电方式的混合指的是分散与集中相结合，即对电源敏感的单板采用本板供电，即所谓的分散，而其他单板则集中供电，以此来进一步提高***的可靠性。

4)多方向的光路接入：至少可接入3个光方向，以满足后期更为复杂的组网要求。

5)完善的保护机制：该工程采用的网络结构，可实现点对点或链路的1+1和1∶1线路的保护倒换。

6)统一完善的网管：网管***的网元层和网元管理层具有***、配置、故障、维护和安全等管理功能，可实现软件的远程在线升级，而不中断业务。

7)155Mbps设备能平滑升级到622M，高阶交叉不低于24×24个VC-4，低阶交叉不低于1512×1512个VC-12。

8)2.5Gbps设备可平滑升级到10Gbps，高阶交叉不低于384×384个VC-4，低阶交叉不低于16128×16128个VC-12，从而保证了组网和调度极大的灵活性。广泛用长距输煤及相关行业。

附图说明

图1为本发明的结构示意框图。

图1中，1为网元管理***；2为首端管道；3为主用2.5Gbps链路；4为备用2.5Gbps链路；5为155Mbps链路；①～

分别代表第1至第31号压力监测站；I、II、III分别代表1～3号终端；2^#～5^#分别代表2～5号中间泵站。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明内容做进一步的说明。

参照图1所示，长距离管道输煤主信道光通信***包括网元管理***由首端管道、2^#～5^#泵站、I～III号终端、2.5Gbps主用链路、2.5Gbps备用链路、155Mbps链路和1～31号压力检测站组成，所述网元管理***1与首端管道2连接；所述首端管道2通过2.5Gbps主用链路3和备用链路4分别与2^#～5^#泵站和I号、II号终端依次串联连接，所述I号终端另一端与III号终端连接；第一压力检测站①与首端管道2连接，所述首端管道2通过155Mbps链路5依次分别与第一压力检测站①、第二压力检测站②、第三压力检测站③、第四压力检测站④、第五压力检测站⑤、第六压力检测站⑥和2^#泵站串联连接，所述2^#泵站依次分别与第七压力检测站⑦、第八压力检测站⑧、第九压力检测站⑨、第十压力检测站⑩和3^#泵站串联连接，所述3^#泵站依次分别与第十一压力检测站第十二压力检测站

第十三压力检测站

第十四压力检测站

第十五压力检测站

第十六压力检测站

和4^#泵站串联连接，所述4^#泵站依次分别与第十七压力检测站

第十八压力检测站

第十九压力检测站

第二十压力检测站

第二十一压力检测站

和5^#泵站串联连接，所述5^#泵站依次分别与第二十二压力检测站

第二十三压力检测站

第二十四压力检测站

第二十五压力检测站

第二十六压力检测站

第二十七压力检测站

和I号终端串联连接，所述I号终端依次分别与第二十八压力检测站

第二十九压力检测站和II号终端串联连接，所述I号终端另一端依次分别与第三十压力检测站

第三十一压力检测站

和III号终端串联连接。

所述主用链路的干线光通信容量为STM-16(2.5Gbps)，沿线各阀室和压力监测点光通信容量为STM-1(155Mbps)，并平滑升级到STM-64。

实施例1

所述通信***误码性能指标的确定。

根据本输煤管道工程各站点的位置和业务需求，将其假想参考数字段长度设为420km。此情况下的HRDS比特误码指标见表4。

表4^#420km HRDS比特误码指标表

根据有关规定，本工程最长139Km的数字段折算结果能满足表5的误码指标。

表5^#本工程最长数字段比特误码指标

实施例2

所述通信***抖动指标的确定。

SDH网络输出口的最大抖动应不大于表6中的规定值，数字段输出口的最大抖动值应不大于表6括号中的规定值；其输入抖动和漂移容限符合YD/T5095-2005规范要求。其漂移容限值见表7。

表6^#SDH网络输出口最大允许输出抖动

表7^#STM-N接口上的漂移限值

实施例3

光缆链路指标估算。

采用最坏值法计。衰减受限***的实际可达再生段距离计算公式为：

L＝(P_S-P_r-P_P-∑A_C)/(A_f+A_s++M_C).

式中P_S为s点寿命终了时的光发送功率，dBm；P_r为r点寿命终了时的光接收灵敏度，dBm；∑A_C为s，r间活动连接器损耗之和，dB；M_C为光缆富余度，dB/km；A_s为光纤固定熔接接头平均耗损，dB/km；Af为光纤平均衰减系数，db/km；PP为最大光通道代价。

Claims

1.长距离管道输煤主信道光通信***，该***包括网元管理***由首端管道、2^#~5^#泵站、Ⅰ~Ⅲ号终端、２.５Gbps主用链路、２.５Gbps备用链路、155Mbps链路和1~31号压力检测站组成，其特征在于所述网元管理***（1）与首端管道（2）连接；所述首端管道（2）通过2.5Gbps主用链路（3）和备用链路（4）分别与2^#~5^#泵站和Ⅰ号、Ⅱ号终端依次串联连接，所述Ⅰ号终端另一端与Ⅲ号终端连接；在155Mbps链路（5）上，第一压力检测站①与首端管道（2）连接，所述首端管道（2）通过155Mbps链路（5）依次分别与第一压力检测站①、第二压力检测站②、第三压力检测站③、第四压力检测站④、第五压力检测站⑤、第六压力检测站⑥和2^#泵站串联连接，所述2^#泵站依次分别与第七压力检测站⑦、第八压力检测站⑧、第九压力检测站⑨、第十压力检测站⑩和3^#泵站串联连接，所述3^#泵站依次分别与第十一压力检测站