光通信傳輸技術的比較分析

李志強 孫信軍

摘 要：光通信的載頻為光波、傳輸媒介為光導纖維，光波的載頻頻率是微波頻率的104倍～105倍，光導纖維的傳輸容量比微波及同軸電纜高幾十萬倍，在電力通信系統中應用光通信技術可以顯著提升傳輸容量、傳輸頻率。本文對比分析了電力通信工程中常見的光通信傳輸技術，包括WDM技術、SDH技術、ASON技術及OTN技術。

關鍵詞：傳輸；光通信；比較

光通信是現代社會中不可缺少的信息傳輸手段，信息傳輸質量高，具有較強的網絡生存、網絡傳送能力。目前光通信技術正處于高速發展期，可以有效滿足通信主干網的長途傳輸需要，能夠為區域性接入網及城域網提供優良的通信傳輸保障，使傳輸業務變得多樣化。光通信還具有傳輸量大、抗干擾能力強及保密性良好等特點，因此通常被用于電力通信、應急通信、城域網互聯及擴展、保密通信領域[ 1 ]。在電力通信領域中應用光通信技術時應注意比較分析不同技術的優缺點，以建設通信速率高、經濟效益好的電力信息通信網絡。

1 光通信現狀

電力系統常用的光通信技術包括SDH技術、WDM技術、OTN技術及ASON技術，運用SDH技術可以保證電力系統通信網絡同時具有交叉功能、復接功能及傳輸功能。WDM技術可以利用同一根光纖傳送標稱不同的光信號，每個光路均可承載獨立的SDH信號，可根據通道間隔時間將WDM技術分為DWDM技術與CWDM技術，在電力傳輸網絡中的骨干層與核心層，通常采用DWDM技術。OTN技術是基于WDM技術發展形成的光通信技術，幀開銷、幀結構與SDH技術相似，體系結構包括電層與光層，OTN技術的組網能力與管理能力強大，可實現大顆粒配置、交叉與帶寬復用[ 2 ]。ASON技術具有自動選路功能，可通過控制傳輸信令實現網絡動態連接與自動連接，可按照通信功能將ASON網絡劃分為管理平面層、控制平面層與傳送平面層。

2 比較分析

2.1 QOS與開銷比較

QOS技術可用于解決網絡阻塞與網絡延遲問題，在通信網絡處于擁塞或過載狀態時，QOS技術可以有效保護重要業務，避免重要業務出現被丟棄或被延遲傳輸問題，使光通信網絡處于高效傳輸狀態。在SDH技術、WDM技術、OTN技術及ASON技術中，WDM技術與SDH技術隔離傳輸數據時采用的是VLAN，因此可以為QOS功能的實現提供良好的通信保障，同時能根據業務質量服務等級為通信用戶提供針對性強的QOS服務。ASON技術及OTN技術的組網設備較為靈活，QOS技術可以在ASON通信網及OTN通信網中自由調度數據信息，QOS服務的穩定性與可靠性優于SDH技術及WDM技術。在開銷方面，SDH技術的開銷為3.7%，如在傳輸信息時應用SDH技術，則需要預留一定的保護帶寬。OTN的開銷<2%，可高效利用帶寬。WDM技術的開銷與SDH技術的開銷相近，但WDM技術的網絡容量較大，因此能充分利用帶寬。ASON技術的具體監控開銷未得到統一認定，但通過監測ODUk層可發現該技術的開銷較小，能有效利用帶寬。

2.2 技術成熟度與發展趨勢比較

OTN技術屬于較為成熟的光通信技術，已經成為電力通信系統中常用的傳輸技術，目前國內電力通信專網對OTN技術的需求較多，因此OTN技術的專屬研發力度較強，技術更新速度較快。由于OTN技術處于壟斷狀態，在連接非OTN網絡時可出現不兼容問題，在未來一段時間內需要采用光子集成傳輸技術提升OTN通信設備與其他通信設備之間的兼容性，同時發展超100Gbit/s承載傳輸模式。SDH技術也已經發展成熟，在電力通信網絡中的應用基礎廣泛，但SDH技術的傳輸功能還不夠完善，需要逐步發展完善傳輸功能，包括靈活分組傳輸功能、業務拓展功能等，同時提升傳輸功能的穩定性，逐漸將電路傳輸交換網轉變為分組傳輸網，以建設融合網。ASON技術的特點包括節省電力通信專網的運營成本、提升通信專網管理水平，目前已經逐步發展成熟，且具有良好的發展前景。WDM技術的成熟度較高，是長途通信專網中的主流傳輸技術，目前WDM技術的發展趨勢為提升通信傳輸的穩定性與靈活性，降低通信成本。

2.3 環網能力與業務承載比較

相對于SDH技術、WDM技術及ASON技術，OTN技術的環網能力較強，可靠性及保護能力均較高，且具有較強的自愈功能。WDM技術與ASON技術的環網能力不受系統升級、光纜線路改造、網絡發展、網絡擴充的影響，環網可以高效保護通信資源，如需升級WDA通信系統或ASON通信系統，應采用與通信網絡相匹配的光通信接收機及光通信發射機，以免影響通信網絡的環網能力。SDH技術的環網保護平臺為MSTP，MSTP平臺能夠增強SDH技術的環網修復能力。在業務承載方面，OTN技術可綜合傳輸寬帶業務與窄帶業務，支持圖像壓縮傳輸及語音傳輸；SDH技術多被用于點對點傳輸即時信息，ASON技術的傳輸網絡具有較強的擴展性，因此能夠靈活承載多種業務，包括承載快速業務、承載增值業務等[ 3 ]。WDM技術的業務接口具有配置靈活、豐富多樣的特點，每一個業務接口均可獨立承載業務。

3 結語

綜上，光通信傳輸技術聯網能力非凡、傳輸特性優越、帶寬發展潛力巨大，已經成為電力通信網絡的基礎性傳播平臺，為了推動光通信網絡進入到新發展階段，必須明確光通信現狀，了解各類傳輸技術所具有的發展潛力，同時根據市場需求優化通信網絡，確保光通信傳輸技術能夠為電力信息傳輸工作提供靈活性的組網服務與差別化的網絡服務。

參考文獻：

[1] 陳雪梅，張靜，易興文等.基于數字相干疊加的相干光正交頻分復用系統中光纖非線性容忍性研究[J].物理學報，2015，64（14）：157-163.

[2] 韓立強，游雅暉，聶向榮等.大氣湍流及瞄準誤差聯合效應下全光中繼自由空間光通信的性能[J].光電子·激光，2016，27（5）：505-512.

[3] 肖繁，張哲，尹項根.智能配電網EPON系統改進加權動態帶寬分配算法及時延特性研究[J].中國電機工程學報，2015，35（12）：3037-3046.