周響凌
關鍵詞：電力系統； 通信； 時鐘同步系統； 方案
中圖分類號：TM 73▲
CLOCK SYSTEM IN HUBEI POWER PRIVATE COMMUNICATION NETWORK
Zhou Xiangling
(Hubei Power Dispatch and Communication Bureau, Wuhan 430077, China)
Keywords：power systems; communication; synchronous clock system; scheme▲
1 通信專網時鐘系統簡介
時鐘系統在電力系統通信中的作用主要體現在2個方面：一是對電網信息的傳送起到支撐作用；二是很多電網新業務需要精確的定時信息來參與計算。合理地建立省網乃至全國電力系統通信的同步時鐘網的關鍵：一是時鐘站點的等級及其布置；二是時鐘信號的傳輸和提取利用。
國家電力通信中心的高精度時鐘信號由同步數字體系(SDH)向各大省、區網傳送。基于SDH的下述同步特性，時鐘必須經過各大省網的基準時鐘進行校驗。校驗后的復合時鐘才能作為網時鐘，向省網的下級節點傳送。
a.由于歐洲復接體系中的第1級基礎速率(E1)負載有指針操作，不能用于同步分配，也不能單獨作為時鐘基準，需要參考時鐘。
b.從同步傳輸模塊(STM—N)恢復定時，會產生級聯時鐘的信號累積作用。
2 湖北電力通信專網同步系統設計方案
方案一：在省局設高等級的銫(銣)原子鐘，建成湖北省的本地基準鐘(LPR)。引入2路GPS信號，另外有1路國調中心的PRC信號，1路郵電分網的PRC信號，共4路時鐘參考信號。在孝感局、襄樊局、荊州局、武漢局、咸寧局、黃石局、黃岡局設加強型Ⅲ級時鐘，采用BITS(2×Rb銣鐘)系統。由于鄂西北微波環網孝感局站—襄樊局站中間有隨州等5個站，隨州處于中間位置，可考慮設時鐘。另外，玉賢變、關山變和金臺處于武漢光環網與微波環網的交叉點上，時鐘同步要求高，故在隨州、玉賢、關山變和金臺可考慮設普通型Ⅲ級時鐘，鄂州局也可設普通型Ⅲ級時鐘。參見圖1。
圖1 方案一時鐘系統
Fig.1 Clock system of the first scheme
方案二：考慮時鐘的傳輸性和SDH網絡中E1信號不能用于同步分配的條件：①指針處理過程導致一種新的實時損傷，稱為“載荷輸出抖動”；②如果在節點至節點之間時鐘沒能很好地維護，那么每一個SDH單元就必須進行“指針調整”；③指針調整累積并產生過度抖動。經驗值表明，在2500 km參考標準的SDH微波電路和一般光纖電路中，當時鐘傳輸跳數超過10跳時，指針調整積累會產生過度抖動從而產生滑碼，結合湖北網絡的實際情況，從經濟性和可靠性2個方面出發提出方案二(見圖2)。
圖2 方案二時鐘系統示意圖
Fig.2 Clock system of the second scheme
方案二中省局基準鐘基本與方案一相同。只是各地區局的基準時鐘，可以時鐘傳輸的方式，將時鐘信號滿足要求地傳到各地，各地根據傳輸通道中提供的時鐘來提取，從而保證整個網絡時鐘同步。
比較上述2種方案：方案一中各環網節點、各主要地區局、廠都設一個Ⅲ級時鐘，時鐘的數量很大，費用高。而方案二正好能克服這一缺點，因此，我們推薦方案二。
3 綜合利用網時鐘
根據國家電力數據通信網絡［1］建設規劃，由于湖北網位于南北、東西干線交匯處，屬于國家二級網，各地區屬于三級網。時鐘源的等級可與之適應。根據時鐘系統基準源與提取信號的鎖相環原理，合理地利用環網通道的節點安排三級數據網的時鐘傳輸通道，即：在省環網上根據上、下游傳送的不同E1互為基準校驗，節省時鐘數量；在SDH設備上最好使用Wayside信道；在各變電站，應該利用微波或光纖設備上的時鐘源，利用接收的64 kbit/s碼流，作為綜合自動化系統、計費系統、故障錄波系統等的定時時鐘，不必要每一個系統都上定時時鐘，以節省費用，充分利用網同步。■
作者簡介：周響凌，男，通信科副科長，高級工程師，長期從事調度通信工作。
作者單位：周響凌（湖北電力調度通信局， 武漢 430077）
參考文獻：
［1］辛耀中，胡紅升，盧長燕，等(Xin Yaozhong, Hu hongsheng, Lu Changyan,et al).中國數據網源建設和運行中應注意的四個關系(The Four Relationships Having to be Considered in the Construction and Operation of China Electric Power Data Network).電力系統自動化(Automation of Electric Power Systems)，1998，22(1）
Zhou Xiangling
(Hubei Power Dispatch and Communication Bureau, Wuhan 430077, China)
Keywords：power systems; communication; synchronous clock system; scheme▲
1 通信專網時鐘系統簡介
時鐘系統在電力系統通信中的作用主要體現在2個方面：一是對電網信息的傳送起到支撐作用；二是很多電網新業務需要精確的定時信息來參與計算。合理地建立省網乃至全國電力系統通信的同步時鐘網的關鍵：一是時鐘站點的等級及其布置；二是時鐘信號的傳輸和提取利用。
國家電力通信中心的高精度時鐘信號由同步數字體系(SDH)向各大省、區網傳送。基于SDH的下述同步特性，時鐘必須經過各大省網的基準時鐘進行校驗。校驗后的復合時鐘才能作為網時鐘，向省網的下級節點傳送。
a.由于歐洲復接體系中的第1級基礎速率(E1)負載有指針操作，不能用于同步分配，也不能單獨作為時鐘基準，需要參考時鐘。
b.從同步傳輸模塊(STM—N)恢復定時，會產生級聯時鐘的信號累積作用。
2 湖北電力通信專網同步系統設計方案
方案一：在省局設高等級的銫(銣)原子鐘，建成湖北省的本地基準鐘(LPR)。引入2路GPS信號，另外有1路國調中心的PRC信號，1路郵電分網的PRC信號，共4路時鐘參考信號。在孝感局、襄樊局、荊州局、武漢局、咸寧局、黃石局、黃岡局設加強型Ⅲ級時鐘，采用BITS(2×Rb銣鐘)系統。由于鄂西北微波環網孝感局站—襄樊局站中間有隨州等5個站，隨州處于中間位置，可考慮設時鐘。另外，玉賢變、關山變和金臺處于武漢光環網與微波環網的交叉點上，時鐘同步要求高，故在隨州、玉賢、關山變和金臺可考慮設普通型Ⅲ級時鐘，鄂州局也可設普通型Ⅲ級時鐘。參見圖1。
圖1 方案一時鐘系統
Fig.1 Clock system of the first scheme
方案二：考慮時鐘的傳輸性和SDH網絡中E1信號不能用于同步分配的條件：①指針處理過程導致一種新的實時損傷，稱為“載荷輸出抖動”；②如果在節點至節點之間時鐘沒能很好地維護，那么每一個SDH單元就必須進行“指針調整”；③指針調整累積并產生過度抖動。經驗值表明，在2500 km參考標準的SDH微波電路和一般光纖電路中，當時鐘傳輸跳數超過10跳時，指針調整積累會產生過度抖動從而產生滑碼，結合湖北網絡的實際情況，從經濟性和可靠性2個方面出發提出方案二(見圖2)。
圖2 方案二時鐘系統示意圖
Fig.2 Clock system of the second scheme
方案二中省局基準鐘基本與方案一相同。只是各地區局的基準時鐘，可以時鐘傳輸的方式，將時鐘信號滿足要求地傳到各地，各地根據傳輸通道中提供的時鐘來提取，從而保證整個網絡時鐘同步。
比較上述2種方案：方案一中各環網節點、各主要地區局、廠都設一個Ⅲ級時鐘，時鐘的數量很大，費用高。而方案二正好能克服這一缺點，因此，我們推薦方案二。
3 綜合利用網時鐘
根據國家電力數據通信網絡［1］建設規劃，由于湖北網位于南北、東西干線交匯處，屬于國家二級網，各地區屬于三級網。時鐘源的等級可與之適應。根據時鐘系統基準源與提取信號的鎖相環原理，合理地利用環網通道的節點安排三級數據網的時鐘傳輸通道，即：在省環網上根據上、下游傳送的不同E1互為基準校驗，節省時鐘數量；在SDH設備上最好使用Wayside信道；在各變電站，應該利用微波或光纖設備上的時鐘源，利用接收的64 kbit/s碼流，作為綜合自動化系統、計費系統、故障錄波系統等的定時時鐘，不必要每一個系統都上定時時鐘，以節省費用，充分利用網同步。■
作者簡介：周響凌，男，通信科副科長，高級工程師，長期從事調度通信工作。
作者單位：周響凌（湖北電力調度通信局， 武漢 430077）
參考文獻：
［1］辛耀中，胡紅升，盧長燕，等(Xin Yaozhong, Hu hongsheng, Lu Changyan,et al).
