摘要：基于核电厂生产区域光缆通信的现状，论述了核电厂生产区域光缆通信建设的特点及存在的问题。提出核电厂生产区域光缆网络建设思路。对可采用的光缆网络结构、光缆网络的配置及应用，及光缆网络实际使用优化原则等问题进行讨论。对核电厂生产区域光缆网络规划建设和使用有一定的指导和借鉴作用。
关键词：光缆网络；生产区域；建设思路；网络结构；网络配置；优化
0 前言
核电厂内生产区域经常因老系统升级改造、新增系统以及其它需求，对于光缆数量的需求不断增长。但现实的情况是，各种业务系统在设计之初，对光缆通信没有统一的规划，所使用的光缆，独自设计、独自敷设、独自管理。这导致光缆得不到充分利用，光缆资源浪费；又要频繁开挖电缆沟敷设光缆，造成人力、物力、财力，且增加额外的施工安全风险。
1.核电厂生产区域光缆通信现状简介
核电厂生产区域光缆通信虽不是核安全相关系统，但其承载着核电厂正常运行工况和应急工况下的所必须的通信连接，涉及到系统设备间的通信，管理、运行、维护人员间的联系，及厂内人员与核安全部门、应急响应部门、电力系统、公网用户间的联系，对核电厂建设、安全运行和各种应急工况下的信息传递发挥着至关重要的作用。
2.核电厂生产区域光缆通信建设的特点及存在的问题
无统一规划，各系统独立设计。据统计，某核电厂仅远动专业在网控楼与常规岛之间能光缆共有 12根 144 芯，实际正在使用48芯，使用率 33.33% ，而且各系统的光缆都是终端到终端敷设，终端位置分散，大多无法互相借用。建设期，建设周期长，设计变更多。据统计，某核电厂仅通信专业在调试期，在网控楼与常规岛、核岛之间与光缆相关的变更4个，共重复开挖3次，按每次60万元施工费用估算，3次共计约180万元。生产期，因旧系统升级、新增业务系统，新增光缆多，不仅浪费大量人力、物力、财力，承担额外的施工风险，还有可能对光缆敷设沿线的其它生产运行设备造成影响，带来其它风险。不利于管理，光缆在投入使用后，还需要专业的管理维护。但实际上，各非通信专业的人员在日常几乎不对光缆进行维护，往往会延误故障恢复时间，降低相关设备的可用时间。[1]
3.建设核电厂生产区域光缆网络
建立核电厂生产区域光缆网络是解决上述问题的一个行之有效的方法。
3.1核电厂生产区域光缆网络建设思路
（1）光缆资源的配置，应结合现有系统设备、远期规划及一定的备用容量来考虑，网络的拓扑结构应具有灵活性和升级能力。
（2）在设备和业务比较集中的地点设立骨干节点，骨干节点之间组成骨干层网络。骨干层网络宜采用网格型网络为主，环型网络为辅的拓扑结构，每个骨干节点必须具备至少两条不同物理路由连接到其它两个不同骨干节点之间光缆连接，且必须考虑未来如何适应光缆用户的增长以及拓扑结构的演变。
（3）接入层网络，完成各个终端节点骨干网的连接，主要考虑接入便捷型、灵活性、可靠性。接入层网络重要节点采用环型网络，一般节点可采用树型网络。[2]
3.2光缆网络结构
光缆网络结构可分为骨干层网络和接入层网络两部分考虑。
骨干层光缆网络：如上图所示，由骨干节点、骨干光缆构成，以网格型网络为主，环型网络为辅，以网格型光缆网络为建设目标。骨干网节点是整个光缆网络的核心节点，每个骨干网节点除接入本节点所在位置的设备外，还与其他骨干网节点之间有连接光缆。核心节点通常数量不会很多，但是其作用、地位都比较重要。考虑到核心节点所在区域的光缆用户比较多，再加上核心节点之间的光缆连接，通常光缆芯数会比较多少则几十芯，多则上百芯、数百芯。
接入层光缆网络：由接入节点、接入光缆、用户侧光缆构成。主要用来接入光缆用户。可分为双节点环型网、单节点环型网、树型递减接入网，如图1所示。
另外，ODF（光缆配线箱），用于室内环境比较好的骨干节点和接入节点。光缆交接箱：用于室外及室内环境不好的骨干节点或接入节点。[3]
3.3光缆网络的配置及应用
3.3.1骨干层网格型网络。配置：核心节点之间配置72芯光缆；每个核心节点配置6个72芯机架式ODF，其中4个用于核心节点之间互联，1个备用，1个用于接入接入层网络,；使用时，依次按核心层网络、备用、接入层网络分区，从上到下，从左到右，按光缆敷设的先后顺序依次成端。
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图1
3.3.2双节点环型接入网[4]。配置：接入光缆，接入节点从两个方向上不同的物理路由接入到两个核心节点，光缆采用12芯。互联光缆，接入节点之间采用24芯光缆互联。配置2个72芯机架式ODF（或光缆交接箱），其中1个用于节点间互联，1个用于接入用户设备。
3.3.3单节点环型接入网。配置：接入光缆，采用24芯光缆。互联光缆，采用24芯光缆互联。配置2个72芯机架式ODF（或光缆交接箱），其中1个用于节点间互联，1个用于接入用户设备。
3.3.4树型递减接入网。配置：接入光缆，采用12芯光缆。配置1个72芯机架式ODF（或光缆交接箱），其中36芯用于节点接入，36用于接入用户设备。
4.光缆网络使用优化原则
光缆网络应专业管理，定期维护，建立完整的光缆网络资源台账，通过对光缆网络资源的动态管理，指导光缆网络优化使用。条件允许的情况下，可与地理信息系统结合，提升直观良好管理界面和使用体验。新建核电厂可从设计之初，做好规划进行光缆网络建设；已运行的核电厂，梳理已有的光缆设备资源，利用大修、设备改造等窗口逐步完善，能够组环开放的光路尽量成环网开放，增加光路的安全性和可靠性，使网络结构清晰、分配合理。应以尽量减少光路的转接次数，降低全程光纤损耗为原则，对于转接多次的光路，可考虑建设直达路由的光缆，或者在转接点将光缆熔接成直达路由。[5]光缆资源预警原则：对于纤芯利用率超过70%的，应进行光缆建设方案准备；对于纤芯利用率超过85%的，应立即进行光缆建设。
5.结束语
光缆在核电厂生产区域通信中占据了主导地位，建设、管理维护好光缆网络对核电厂设备的正常运转和故障恢复都具有积极意义。
参考文献
[1]叶麟.光缆通信网络线路的维护管理策略研究.无线互联科技，2017（6）：9-10
[2]谢桂月.城域网的光缆线路设计.广东通信技术》2005（10）：13
[3]陶卓.浅谈接入层光缆建设.中国通信学会.2014年光缆电缆学术年会论文集：93-94
[4]陈渊暐，胡轶凡，严沁等. 光缆网二级分纤组网模型及应用研究. 电信传输，2016 :68.
[5]曹俊.本地光缆网络组网及优化原则，电信工程技术与标准化2006.9：:44
作者简介：
马仁贵，工程师，本科，学士学位，一直从事发电厂通讯、远动专业技术管理和设备运行维护工作。
论文作者:马仁贵1,刘志国2,刘洺骞3
论文发表刊物:《电力设备》2019年第24期
论文发表时间:2020/5/6