光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的運(yùn)用及組網(wǎng)分析

王福安，馮妍妍，陳若男，李 智

(國(guó)家電網(wǎng)鄭州供電公司，河南 鄭州 450000)

0 引 言

對(duì)于電力通信系統(tǒng)而言，其屬于電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要承載著電力主設(shè)備和電力系統(tǒng)中二次運(yùn)維設(shè)備等方面的信息傳輸功能，屬于維護(hù)電網(wǎng)安全及電力穩(wěn)定運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)手段。因此，在對(duì)其建設(shè)的過(guò)程中一定要切實(shí)保證其穩(wěn)定性和可靠性。將光通信技術(shù)科學(xué)有效地應(yīng)用到電力系統(tǒng)建設(shè)及組網(wǎng)中能夠發(fā)揮出重要的價(jià)值和作用，所以有必要對(duì)其做出深入研究。

1 光通信技術(shù)分析

對(duì)于光通信技術(shù)來(lái)講，其主要指的是一種以高頻率光波作為主要載體的通信技術(shù)，傳輸介質(zhì)主要為光網(wǎng)，可以劃分為波分復(fù)用技術(shù)和光纖接入技術(shù)等。

利用光網(wǎng)傳輸?shù)姆绞綉?yīng)該以網(wǎng)絡(luò)傳輸增多和提升為基礎(chǔ)，開(kāi)展光傳送網(wǎng)（如圖1）的總體布局工作，如此能夠在一定程度上達(dá)到全光化的發(fā)展模式。通過(guò)有效運(yùn)用光通信技術(shù)，能夠有效實(shí)現(xiàn)MSTP和DWDM等光傳送網(wǎng)的順利構(gòu)建。除此之外，借助ASON網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展連接和交換能夠?qū)﹄娋W(wǎng)資源開(kāi)展智能化分配工作，從而切實(shí)保證電力通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)行[1]。

圖1 光傳送網(wǎng)

對(duì)于光通信技術(shù)來(lái)講，其可以借助自身控制下的光網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)交換及鏈接技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行控制，具體運(yùn)行過(guò)程中每個(gè)職能都可以發(fā)揮出不同的價(jià)值和作用。例如，控制方面通常情況下主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的傳輸和交換，同時(shí)能夠借助ASON來(lái)構(gòu)建最短路徑優(yōu)化協(xié)議。對(duì)于ASON來(lái)講，主要包括路由、信令以及自動(dòng)發(fā)現(xiàn)等多種功能[2]。

2 分析光通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的有效運(yùn)用

2.1 在本地電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用

在本地電力通信系統(tǒng)中，光通信技術(shù)主要采用的組網(wǎng)方式是格狀網(wǎng)，其不需要利用任何保護(hù)通道便能夠有效開(kāi)展保護(hù)業(yè)務(wù)。對(duì)于本地電網(wǎng)來(lái)講，其最為明顯的特點(diǎn)便是需要在多個(gè)環(huán)網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)相互關(guān)聯(lián)才可以切實(shí)保證業(yè)務(wù)傳輸?shù)陌踩裕虼艘坏┢渲幸粋€(gè)環(huán)網(wǎng)產(chǎn)生問(wèn)題就很有可能直接引發(fā)一系列的業(yè)務(wù)傳輸產(chǎn)生故障。而通過(guò)有效應(yīng)用光通信技術(shù)能夠解決此類(lèi)問(wèn)題，需要在骨干層及匯聚層對(duì)光通信技術(shù)加以應(yīng)用，以此來(lái)高效安全地開(kāi)展信息運(yùn)輸，提高我國(guó)電力運(yùn)輸水平[3]。

2.2 在骨干電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用

對(duì)于我國(guó)的骨干電網(wǎng)來(lái)講，其主要特點(diǎn)便是具備相對(duì)較多的節(jié)點(diǎn)，而且傳輸業(yè)務(wù)也相對(duì)較多，這使得以往較為傳統(tǒng)的技術(shù)難以有效滿足骨干電網(wǎng)的實(shí)際需求。借助光通信技術(shù)能夠有效提升骨干電網(wǎng)的業(yè)務(wù)質(zhì)量及業(yè)務(wù)速率，同時(shí)還可以有效解決骨干電網(wǎng)中存在的靈活性和擴(kuò)展性不足的問(wèn)題，有助于提升骨干電網(wǎng)服務(wù)能力。除此之外，借助光通信技術(shù)當(dāng)中具備的保護(hù)恢復(fù)功能還可以更好地實(shí)現(xiàn)平面恢復(fù)，從而使得傳統(tǒng)SDH保護(hù)的實(shí)現(xiàn)也變得更為容易。借助光通信技術(shù)當(dāng)中的保護(hù)功能和恢復(fù)功能可以充分解決骨干電網(wǎng)當(dāng)中存在的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，切實(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的安全性，真正實(shí)現(xiàn)SLA功能[4]。

2.3 在城域電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用研究

對(duì)于城域電網(wǎng)來(lái)講，其具備著電路調(diào)度頻繁和開(kāi)通的時(shí)間長(zhǎng)還有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對(duì)較多的特點(diǎn)，所以以往較為傳統(tǒng)的微波通信難以切實(shí)有效地滿足這種傳輸需求。基于此，將光通信技術(shù)應(yīng)用到城域電網(wǎng)當(dāng)中有著非常大的必要性。對(duì)此，應(yīng)該在骨干電網(wǎng)當(dāng)中對(duì)該項(xiàng)技術(shù)加以應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上逐漸地向著匯聚層做出延伸，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)城域電網(wǎng)的光通信。通過(guò)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的合理應(yīng)用可以有效承載基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，同時(shí)還可以達(dá)到城域電網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)互通和資源共享等目的[5]。

3 分析光通信各個(gè)技術(shù)體制及其組網(wǎng)方式

3.1 分析ASON技術(shù)

對(duì)于SAON來(lái)講，其本質(zhì)上與其他的光信息網(wǎng)絡(luò)體制基本一致，主要是利用ASON技術(shù)來(lái)打造信息傳輸?shù)男滦途W(wǎng)絡(luò)[6]。此項(xiàng)技術(shù)的核心內(nèi)容主要是在光傳輸信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)當(dāng)中借助ASON技術(shù)有效介入控制平臺(tái)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需分配計(jì)劃和實(shí)時(shí)分配計(jì)劃。具體來(lái)講，其屬于一種具備較強(qiáng)交換功能的新時(shí)代電網(wǎng)。以往較為傳統(tǒng)的網(wǎng)元一般只具備設(shè)備層面和管理層面兩個(gè)層面，ASON可以有效地將控制層面引入其中，從而顯著增強(qiáng)了電力通信系統(tǒng)的控制能力，同時(shí)將網(wǎng)管層面的功能有效轉(zhuǎn)移到了控制層面，并且利用到了分布式的控制，切實(shí)將傳輸、數(shù)據(jù)以及交換進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合。

3.2 分析OTN技術(shù)

OTN技術(shù)是在SHD技術(shù)基礎(chǔ)上充分引入開(kāi)銷(xiāo)理念所形成的一種新技術(shù)[7]。在這個(gè)過(guò)程中，OTN技術(shù)主要定義了OCH、OMSN以及OTSN共3個(gè)光層概念，同時(shí)定義了域內(nèi)以及域間的網(wǎng)絡(luò)接口，并有效應(yīng)用了FEC技術(shù)，從而顯著增強(qiáng)了線路容差。基于WDM的OTN技術(shù)具備著一套較為完善的體制結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)容主要可以分為以下幾點(diǎn)。一是規(guī)定OTN機(jī)制下的光層與電層具備網(wǎng)絡(luò)生存機(jī)制，二是能夠?qū)λ锌蛻糸_(kāi)展任意的透明傳輸，三是能夠提供FEC糾錯(cuò)能力，四是對(duì)基于OTN技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)組具備著較為明顯的分級(jí)管理特征，針對(duì)每一個(gè)層級(jí)都擁有一個(gè)較為特定的管理體制。

3.3 分析EPON技術(shù)

EPON技術(shù)屬于一種單纖雙向傳輸技術(shù)，借助WDM技術(shù)開(kāi)展信號(hào)傳播，可以充分借助單光纖資源在同一根光纖上開(kāi)展多個(gè)方向信號(hào)的傳輸工作。此種技術(shù)主要利用上行及下行復(fù)合技術(shù)，保證系統(tǒng)可以順利完成信號(hào)的傳輸需求。對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)來(lái)講，其組網(wǎng)方式主要是借助接收器來(lái)完成信號(hào)傳輸，然后通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的方式開(kāi)展接入工作，但是此過(guò)程中要求系統(tǒng)中配置多個(gè)接收器。例如，一個(gè)32節(jié)點(diǎn)的單纖單項(xiàng)應(yīng)該配備64條光纖，所以系統(tǒng)建設(shè)成本相對(duì)較高。但是這種方式優(yōu)勢(shì)在于能夠體現(xiàn)出良好的組網(wǎng)靈活性，如可以構(gòu)建樹(shù)型（如圖2）和鏈型等較多不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且網(wǎng)絡(luò)安全性和可靠性也相對(duì)較高，結(jié)合實(shí)際組網(wǎng)需求可以有效擴(kuò)大覆蓋面。除此之外，此系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單，盡管在期初投入成本相對(duì)較高，但是從長(zhǎng)期來(lái)看，其投入成本相對(duì)較低，并且可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層次。

圖2 EPON樹(shù)型組網(wǎng)

4 陣對(duì)電力通信系統(tǒng)實(shí)際組網(wǎng)案例研究

以EPON技術(shù)為例，開(kāi)展電力通信系統(tǒng)組網(wǎng)規(guī)劃工作，同時(shí)借助鏈型組網(wǎng)及全鏈路保護(hù)組網(wǎng)來(lái)實(shí)施電力通信系統(tǒng)的構(gòu)建[8]。

4.1 分析鏈型組網(wǎng)方式

在構(gòu)建鏈型組網(wǎng)的過(guò)程中，應(yīng)該在不同配置的電子站裝配OLT設(shè)備，同時(shí)OLT設(shè)備中的一個(gè)PON口能夠與多個(gè)POS有效級(jí)聯(lián)。對(duì)于POS來(lái)講，其通常為非均分的分光器，而這些分光器分別需要安裝在不同分段的開(kāi)關(guān)位置上，如此能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。除此之外，還應(yīng)該充分考慮到OLT設(shè)備光纖通信的相應(yīng)半徑，通常情況下需要控制在20 km，借助這種操作可以充分保證供電的穩(wěn)定性，從而切實(shí)滿足電力通信系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求[9]。

4.2 分析全電路保護(hù)方式

EPON技術(shù)中，全電路保護(hù)方式屬于一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，主要以手拉手環(huán)網(wǎng)的形式，結(jié)合電力通信系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，以單元組網(wǎng)為基礎(chǔ)，充分有效地將OLT設(shè)備合理設(shè)置在不同電子站當(dāng)中，同時(shí)用兩個(gè)光方向的非均勻分光器來(lái)達(dá)到級(jí)聯(lián)及延伸的目的[10]。

5 結(jié) 論

光通信技術(shù)能夠有效提升社會(huì)通信水平，將其有效應(yīng)用到電力通信系統(tǒng)建設(shè)中可以有效增強(qiáng)系統(tǒng)組網(wǎng)能力，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備方面的科學(xué)合理應(yīng)用，從而有效提升電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并且可以顯著降低電力系統(tǒng)成本。因此，有必要分析探討光通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的有效運(yùn)用及組網(wǎng)，以此來(lái)推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的不斷發(fā)展，更好地為社會(huì)及廣大民眾提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。