论文部分内容阅读
摘要：长距离天然气输气管道是油气储运工程的重要组成部分。近几年来，随着我国石化天然气工业的跨越式发展，天然气这种清洁能源在国民经济发展中的使用比例持续增长。天然气使用量的增长促进了国内长距离天然气输气管道的发展。由此可见，长距离天然气输气管道在油气储运工程中的地位必将进一步加强。长输管道通信系统是与长输管道同时平行建设的重要项目，是完成长输管道管理、建设、投产、维护、运行和抢险的必备手段。那么，究竟采用哪种通信方式更具有效性，是一个非常值得探讨的问题。
关键词：天然气长输管道；运行效率；光传输；通信方案
天然气长输管道的通信系统是天然气长输管道建设的重要组成部分，通信方案选择的正确与否不仅是通信系统在天然气长输管道管理、建设、投产、维护、运行和抢险中能否发挥其作用的关键，而且还关系到能否实现通信方案设计的目的、关系到工程投资的时效性、经济性、合理性和可靠性，决定着整个通信系统质量。
1 天然气长输管道通信整体方案
1.1通信系统基本概况
某天然气长输管道通信系统包括管道光缆系统、光传输系统、会议电视系统、工业电视监控系统、办公网络系统、语音电话系统六大子系统。光缆线路包括 1 条光缆干线，6 条光缆支线。通信主干路由采用 24 芯，分支路由采用 16 芯光缆，全线采用 G.652 光纤。沿线建设 SDH/MSTP 光传输系统，同时作为光通信系统的网管控制中心。主线 26 节点选用同步数字系列 STM-16 光传输设备（华为OptiX OSN 3500），传输容量为 2.5Gbit/s；支线 9 节点选用 STM-4 等级的光传输设备，同步容量为 622Mbit/s。此外还有 17 座 RTU阀室采用 STM-1 光传输设备（华为 OptiX Metro1000），传输容量为 155Mbit/s。
1.2通信整体方案
某天然气长输管道光缆承载的信息化业务包括：SCADA 系统、工业电视监控系统、会议电视系统、办公网络系统、语音通信系统、阴保系统、GPS 巡线系统、GIS 信息系统、GMS系统、OA 办公网络系统等。
接入方式：各站采用 2M 通道传输，通过光传输设备的以太网通道将 SCADA 数据上传至调控中心；工业电视监控、视频会议、办公网络及语音电话和其它信息系统信号，在沿线各站通过光传输设备 FE 口接入，通过 34M通道汇聚到调控中心 GE 口接出；RTU 阀室SCASA、监控、阴保、语音等数据通过光传输设备接入就近站场相应系统。管理处通过公网电路接入站场光传输网络，实现自控、监控、语音、办公的数据汇聚连接。
2 天然气长输管道通信方案的选择探讨
2.1 调控中心网络连接方案
在天然气管道光缆未贯通期间，通过租用中国电信 SDH 数字电路，实现了调控中心至各站场的自控、工业监控、视频会议、内部语音电话和巡线系统、GMS 等系统的数据网络连接。主备调控中心通过 10M 公网通道互联，确保两处数据互联互通。在光缆贯通后再将数据割接到光传输系统，实现平滑、不中断数据迁移。
2.2 办公网络、视频系统连接方案
调控中心大楼建成后，集指挥调控和机关办公于一体，为了确保调控指挥系统的安全和稳定，在网络建设阶段，我们将与生产紧密相关的 SCADA、工业电视监控、调度电话单独组网，物理网络上与机关办公网络、视频会议系统分开，确保生产数据安全。在办公网络系统内部，采用石化局域网内网，通信机房设置两台 Quidway S9306 核心交换机，楼道光纤连接 6 台 Quidway S5328 交换机，接入各用户电脑。外部链接 2 条：NE40E路由器连接百兆电信互联网；Eudemon 300 防火墙连接至石化局域网中心机房。
为提高网络安全性，规划按照部门为单位划分子网络，一个部门占用一个地址段，各部门电脑之间未经授权不能互相访问。采用此结构，在单机发生故障、病毒侵袭时，确保网络影响面达到最小，并可迅速定位故障和处理。
2.3 语音交换系统
某天然气长输语音交换系统分为调度电话系统和办公电话系统两部分。办公电话采用华为 SoftCo 9500 软交换系统，解决输气管道调控中心、沿线 RTU 阀室、站场及管理处的行政电话业务。在调控中心通信机房安装VoIP 交换机主机系统，容量为 1000 门，采用4x2M 数字电路直接与电信程控电话网相连。在调控中心、输气管理处及站场配置接入网关IAD，实现模拟分机用户的接入。网络结构为星形拓扑结构，调控中心通过管道 MSTP 光传输系统实现站场话音终端设备通信，在站场局域网共享带宽进行 IP 语音信号传输。
調度电话采用迈可行 MPS2000-D 数字调度交换系统，设置在武汉调控中心，对外中继采用 E1 数字中继接口，支持 1024 线用户接入能力，通过管道 MSTP 光传输系统接入站场PCM，实现远程放号至站场，实现电话调度、会议、录音等功能。
2.4 光传输系统网络
某天然气长输管道配套通信光缆全长约2340Km，主干路由采用 24 芯，分支路由采用 16 芯光缆，全线采用 G.652 光纤。干线网络选用同步数字系列 STM-16 等级的光传输设备，传输容量为2.5Gbit/s，干线 23 节点站；支线网络选用同步数字系列 STM-4 等级的光传输设备，传输容量为 622Mbit/s。阀室网络选用 STM-1 等级光设备，阀室共计 17 座，同时在规划中预留手动阀室改造后的网络位置。
3 结语
综上所述，天然气长输管道通信方案的选择是一项专业而系统的工作，在方案制定过程中，设计人员需要从系统的基本概况和整体通信方案出发，合理选择调控中心网络连接方案、办公网络、视频系统连接方案、语音交换系统以及光传输系统网，保证系统通信功能的正常实现，维持高效的天然气长输管道运行效率。
参考文献
[1] 孟伟，孟宪山.浅谈天然气长输管道通信方案的选择 [J]. 中国石油和化工标准与质量，2013（21）：95.
[2] 史蕾，王愉，赵洁，任艳艳.天然气长输管道通信方案的选择研究 [J]. 中国新通信，2015（15）：101.
[3] 石峰.天然气长输管道通信方案的选择对策 [J]. 中国新通信，2016（09）：125.
（作者单位：中石化天然气分公司山东省天然气管道有限责任公司）
关键词：天然气长输管道；运行效率；光传输；通信方案
天然气长输管道的通信系统是天然气长输管道建设的重要组成部分，通信方案选择的正确与否不仅是通信系统在天然气长输管道管理、建设、投产、维护、运行和抢险中能否发挥其作用的关键，而且还关系到能否实现通信方案设计的目的、关系到工程投资的时效性、经济性、合理性和可靠性，决定着整个通信系统质量。
1 天然气长输管道通信整体方案
1.1通信系统基本概况
某天然气长输管道通信系统包括管道光缆系统、光传输系统、会议电视系统、工业电视监控系统、办公网络系统、语音电话系统六大子系统。光缆线路包括 1 条光缆干线，6 条光缆支线。通信主干路由采用 24 芯，分支路由采用 16 芯光缆，全线采用 G.652 光纤。沿线建设 SDH/MSTP 光传输系统，同时作为光通信系统的网管控制中心。主线 26 节点选用同步数字系列 STM-16 光传输设备（华为OptiX OSN 3500），传输容量为 2.5Gbit/s；支线 9 节点选用 STM-4 等级的光传输设备，同步容量为 622Mbit/s。此外还有 17 座 RTU阀室采用 STM-1 光传输设备（华为 OptiX Metro1000），传输容量为 155Mbit/s。
1.2通信整体方案
某天然气长输管道光缆承载的信息化业务包括：SCADA 系统、工业电视监控系统、会议电视系统、办公网络系统、语音通信系统、阴保系统、GPS 巡线系统、GIS 信息系统、GMS系统、OA 办公网络系统等。
接入方式：各站采用 2M 通道传输，通过光传输设备的以太网通道将 SCADA 数据上传至调控中心；工业电视监控、视频会议、办公网络及语音电话和其它信息系统信号，在沿线各站通过光传输设备 FE 口接入，通过 34M通道汇聚到调控中心 GE 口接出；RTU 阀室SCASA、监控、阴保、语音等数据通过光传输设备接入就近站场相应系统。管理处通过公网电路接入站场光传输网络，实现自控、监控、语音、办公的数据汇聚连接。
2 天然气长输管道通信方案的选择探讨
2.1 调控中心网络连接方案
在天然气管道光缆未贯通期间，通过租用中国电信 SDH 数字电路，实现了调控中心至各站场的自控、工业监控、视频会议、内部语音电话和巡线系统、GMS 等系统的数据网络连接。主备调控中心通过 10M 公网通道互联，确保两处数据互联互通。在光缆贯通后再将数据割接到光传输系统，实现平滑、不中断数据迁移。
2.2 办公网络、视频系统连接方案
调控中心大楼建成后，集指挥调控和机关办公于一体，为了确保调控指挥系统的安全和稳定，在网络建设阶段，我们将与生产紧密相关的 SCADA、工业电视监控、调度电话单独组网，物理网络上与机关办公网络、视频会议系统分开，确保生产数据安全。在办公网络系统内部，采用石化局域网内网，通信机房设置两台 Quidway S9306 核心交换机，楼道光纤连接 6 台 Quidway S5328 交换机，接入各用户电脑。外部链接 2 条：NE40E路由器连接百兆电信互联网；Eudemon 300 防火墙连接至石化局域网中心机房。
为提高网络安全性，规划按照部门为单位划分子网络，一个部门占用一个地址段，各部门电脑之间未经授权不能互相访问。采用此结构，在单机发生故障、病毒侵袭时，确保网络影响面达到最小，并可迅速定位故障和处理。
2.3 语音交换系统
某天然气长输语音交换系统分为调度电话系统和办公电话系统两部分。办公电话采用华为 SoftCo 9500 软交换系统，解决输气管道调控中心、沿线 RTU 阀室、站场及管理处的行政电话业务。在调控中心通信机房安装VoIP 交换机主机系统，容量为 1000 门，采用4x2M 数字电路直接与电信程控电话网相连。在调控中心、输气管理处及站场配置接入网关IAD，实现模拟分机用户的接入。网络结构为星形拓扑结构，调控中心通过管道 MSTP 光传输系统实现站场话音终端设备通信，在站场局域网共享带宽进行 IP 语音信号传输。
調度电话采用迈可行 MPS2000-D 数字调度交换系统，设置在武汉调控中心，对外中继采用 E1 数字中继接口，支持 1024 线用户接入能力，通过管道 MSTP 光传输系统接入站场PCM，实现远程放号至站场，实现电话调度、会议、录音等功能。
2.4 光传输系统网络
某天然气长输管道配套通信光缆全长约2340Km，主干路由采用 24 芯，分支路由采用 16 芯光缆，全线采用 G.652 光纤。干线网络选用同步数字系列 STM-16 等级的光传输设备，传输容量为2.5Gbit/s，干线 23 节点站；支线网络选用同步数字系列 STM-4 等级的光传输设备，传输容量为 622Mbit/s。阀室网络选用 STM-1 等级光设备，阀室共计 17 座，同时在规划中预留手动阀室改造后的网络位置。
3 结语
综上所述，天然气长输管道通信方案的选择是一项专业而系统的工作，在方案制定过程中，设计人员需要从系统的基本概况和整体通信方案出发，合理选择调控中心网络连接方案、办公网络、视频系统连接方案、语音交换系统以及光传输系统网，保证系统通信功能的正常实现，维持高效的天然气长输管道运行效率。
参考文献
[1] 孟伟，孟宪山.浅谈天然气长输管道通信方案的选择 [J]. 中国石油和化工标准与质量，2013（21）：95.
[2] 史蕾，王愉，赵洁，任艳艳.天然气长输管道通信方案的选择研究 [J]. 中国新通信，2015（15）：101.
[3] 石峰.天然气长输管道通信方案的选择对策 [J]. 中国新通信，2016（09）：125.
（作者单位：中石化天然气分公司山东省天然气管道有限责任公司）