周响凌
关键词：电力系统； 通信； 时钟同步系统； 方案
中图分类号：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 通信专网时钟系统简介
时钟系统在电力系统通信中的作用主要体现在2个方面：一是对电网信息的传送起到支撑作用；二是很多电网新业务需要精确的定时信息来参与计算。合理地建立省网乃至全国电力系统通信的同步时钟网的关键：一是时钟站点的等级及其布置；二是时钟信号的传输和提取利用。
国家电力通信中心的高精度时钟信号由同步数字体系(SDH)向各大省、区网传送。基于SDH的下述同步特性，时钟必须经过各大省网的基准时钟进行校验。校验后的复合时钟才能作为网时钟，向省网的下级节点传送。
a.由于欧洲复接体系中的第1级基础速率(E1)负载有指针操作，不能用于同步分配，也不能单独作为时钟基准，需要参考时钟。
b.从同步传输模块(STM—N)恢复定时，会产生级联时钟的信号累积作用。
2 湖北电力通信专网同步系统设计方案
方案一：在省局设高等级的铯(铷)原子钟，建成湖北省的本地基准钟(LPR)。引入2路GPS信号，另外有1路国调中心的PRC信号，1路邮电分网的PRC信号，共4路时钟参考信号。在孝感局、襄樊局、荆州局、武汉局、咸宁局、黄石局、黄冈局设加强型Ⅲ级时钟，采用BITS(2×Rb铷钟)系统。由于鄂西北微波环网孝感局站—襄樊局站中间有随州等5个站，随州处于中间位置，可考虑设时钟。另外，玉贤变、关山变和金台处于武汉光环网与微波环网的交叉点上，时钟同步要求高，故在随州、玉贤、关山变和金台可考虑设普通型Ⅲ级时钟，鄂州局也可设普通型Ⅲ级时钟。参见图1。
图1 方案一时钟系统
Fig.1 Clock system of the first scheme
方案二：考虑时钟的传输性和SDH网络中E1信号不能用于同步分配的条件：①指针处理过程导致一种新的实时损伤，称为“载荷输出抖动”；②如果在节点至节点之间时钟没能很好地维护，那么每一个SDH单元就必须进行“指针调整”；③指针调整累积并产生过度抖动。经验值表明，在2500 km参考标准的SDH微波电路和一般光纤电路中，当时钟传输跳数超过10跳时，指针调整积累会产生过度抖动从而产生滑码，结合湖北网络的实际情况，从经济性和可靠性2个方面出发提出方案二(见图2)。
图2 方案二时钟系统示意图
Fig.2 Clock system of the second scheme
方案二中省局基准钟基本与方案一相同。只是各地区局的基准时钟，可以时钟传输的方式，将时钟信号满足要求地传到各地，各地根据传输通道中提供的时钟来提取，从而保证整个网络时钟同步。
比较上述2种方案：方案一中各环网节点、各主要地区局、厂都设一个Ⅲ级时钟，时钟的数量很大，费用高。而方案二正好能克服这一缺点，因此，我们推荐方案二。
3 综合利用网时钟
根据国家电力数据通信网络［1］建设规划，由于湖北网位于南北、东西干线交汇处，属于国家二级网，各地区属于三级网。时钟源的等级可与之适应。根据时钟系统基准源与提取信号的锁相环原理，合理地利用环网通道的节点安排三级数据网的时钟传输通道，即：在省环网上根据上、下游传送的不同E1互为基准校验，节省时钟数量；在SDH设备上最好使用Wayside信道；在各变电站，应该利用微波或光纤设备上的时钟源，利用接收的64 kbit/s码流，作为综合自动化系统、计费系统、故障录波系统等的定时时钟，不必要每一个系统都上定时时钟，以节省费用，充分利用网同步。■
作者简介：周响凌，男，通信科副科长，高级工程师，长期从事调度通信工作。
作者单位：周响凌（湖北电力调度通信局， 武汉 430077）
参考文献：
［1］辛耀中，胡红升，卢长燕，等(Xin Yaozhong, Hu hongsheng, Lu Changyan,et al).中国数据网源建设和运行中应注意的四个关系(The Four Relationships Having to be Considered in the Construction and Operation of China Electric Power Data Network).电力系统自动化(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 通信专网时钟系统简介
时钟系统在电力系统通信中的作用主要体现在2个方面：一是对电网信息的传送起到支撑作用；二是很多电网新业务需要精确的定时信息来参与计算。合理地建立省网乃至全国电力系统通信的同步时钟网的关键：一是时钟站点的等级及其布置；二是时钟信号的传输和提取利用。
国家电力通信中心的高精度时钟信号由同步数字体系(SDH)向各大省、区网传送。基于SDH的下述同步特性，时钟必须经过各大省网的基准时钟进行校验。校验后的复合时钟才能作为网时钟，向省网的下级节点传送。
a.由于欧洲复接体系中的第1级基础速率(E1)负载有指针操作，不能用于同步分配，也不能单独作为时钟基准，需要参考时钟。
b.从同步传输模块(STM—N)恢复定时，会产生级联时钟的信号累积作用。
2 湖北电力通信专网同步系统设计方案
方案一：在省局设高等级的铯(铷)原子钟，建成湖北省的本地基准钟(LPR)。引入2路GPS信号，另外有1路国调中心的PRC信号，1路邮电分网的PRC信号，共4路时钟参考信号。在孝感局、襄樊局、荆州局、武汉局、咸宁局、黄石局、黄冈局设加强型Ⅲ级时钟，采用BITS(2×Rb铷钟)系统。由于鄂西北微波环网孝感局站—襄樊局站中间有随州等5个站，随州处于中间位置，可考虑设时钟。另外，玉贤变、关山变和金台处于武汉光环网与微波环网的交叉点上，时钟同步要求高，故在随州、玉贤、关山变和金台可考虑设普通型Ⅲ级时钟，鄂州局也可设普通型Ⅲ级时钟。参见图1。
图1 方案一时钟系统
Fig.1 Clock system of the first scheme
方案二：考虑时钟的传输性和SDH网络中E1信号不能用于同步分配的条件：①指针处理过程导致一种新的实时损伤，称为“载荷输出抖动”；②如果在节点至节点之间时钟没能很好地维护，那么每一个SDH单元就必须进行“指针调整”；③指针调整累积并产生过度抖动。经验值表明，在2500 km参考标准的SDH微波电路和一般光纤电路中，当时钟传输跳数超过10跳时，指针调整积累会产生过度抖动从而产生滑码，结合湖北网络的实际情况，从经济性和可靠性2个方面出发提出方案二(见图2)。
图2 方案二时钟系统示意图
Fig.2 Clock system of the second scheme
方案二中省局基准钟基本与方案一相同。只是各地区局的基准时钟，可以时钟传输的方式，将时钟信号满足要求地传到各地，各地根据传输通道中提供的时钟来提取，从而保证整个网络时钟同步。
比较上述2种方案：方案一中各环网节点、各主要地区局、厂都设一个Ⅲ级时钟，时钟的数量很大，费用高。而方案二正好能克服这一缺点，因此，我们推荐方案二。
3 综合利用网时钟
根据国家电力数据通信网络［1］建设规划，由于湖北网位于南北、东西干线交汇处，属于国家二级网，各地区属于三级网。时钟源的等级可与之适应。根据时钟系统基准源与提取信号的锁相环原理，合理地利用环网通道的节点安排三级数据网的时钟传输通道，即：在省环网上根据上、下游传送的不同E1互为基准校验，节省时钟数量；在SDH设备上最好使用Wayside信道；在各变电站，应该利用微波或光纤设备上的时钟源，利用接收的64 kbit/s码流，作为综合自动化系统、计费系统、故障录波系统等的定时时钟，不必要每一个系统都上定时时钟，以节省费用，充分利用网同步。■
作者简介：周响凌，男，通信科副科长，高级工程师，长期从事调度通信工作。
作者单位：周响凌（湖北电力调度通信局， 武汉 430077）
参考文献：
［1］辛耀中，胡红升，卢长燕，等(Xin Yaozhong, Hu hongsheng, Lu Changyan,et al).
