基于OTN技術(shù)下電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施

摘要：電力通信傳輸系統(tǒng)中綜合不同的運(yùn)行工況，科學(xué)配置電力設(shè)備，并合理應(yīng)用光傳送網(wǎng)（OpticalTransportNetwork，OTN）技術(shù)可以改善電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的整體性能。基于此，在智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展中，主要簡述OTN技術(shù)，討論OTN技術(shù)在電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中的問題，基于色散、波長等因素提出OTN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和拓?fù)洹⒕W(wǎng)絡(luò)路由和光放大器系統(tǒng)優(yōu)化措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：光傳送網(wǎng)技術(shù)電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化信息技術(shù)

中圖分類號：TN929.1

OptimizationMeasuresforPowerCommunicationTransmissionNetworkBasedonOTNTechnology

GUANPeng

HaidianPowerSupplyCompany，StateGridBeijingElectricPowerCompany， Beijing，100080China

Abstract：Inthepowercommunicationtransmissionsystem，integratingdifferentoperatingconditions，scientificallyconfiguringpowerequipment，andreasonablyapplyingOpticalTransportNetwork（OTN）technologycanimprovetheoverallperformanceofthepowercommunicationtransmissionnetwork.Basedonthis，inthedevelopmentofsmartgridconstruction，thisarticlemainlydescribesOTNtechnology，discussestheproblemsofOTNtechnologyinpowercommunicationtransmissionnetworks，andproposesoptimizationmeasuresforthenetworkstructureandtopology，networkrouting，andopticalamplifiersystemofOTNtechnologybasedonfactorssuchasdispersionandwavelengthforreference.

KeyWords：OTNtechnology;Powercommunication;Transmissionnetworkoptimization;Informationtechnology

在智能電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展中，利用信息技術(shù)手段和自動(dòng)化技術(shù)推動(dòng)電力通信系統(tǒng)智慧化發(fā)展，為滿足系統(tǒng)智能運(yùn)行需求，對通信帶寬擴(kuò)展功能提出了更高要求。在電力市場中，應(yīng)用多種技術(shù)手段可以有效滿足電力通信業(yè)務(wù)范圍廣、實(shí)時(shí)性、高可靠性的發(fā)展需求。同時(shí)，技術(shù)的發(fā)展對寬帶的性能提出更為嚴(yán)格的要求。目前，基于同步數(shù)字系統(tǒng)技術(shù)無法滿足實(shí)際的通信需求。基于光傳送網(wǎng)（OpticalTransportNetwork，OTN）技術(shù)進(jìn)行多路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)光層的交叉以及信號調(diào)度優(yōu)化，達(dá)到提高整體性能的目的。

1 OTN技術(shù)分析

OTN技術(shù)通過光通道和多路等不同的光層保護(hù)方式，切實(shí)保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。OTN技術(shù)在應(yīng)用中具有大容量和傳播距離遠(yuǎn)特征。在全新的調(diào)制編碼技術(shù)支持下，利用色散可調(diào)補(bǔ)償技術(shù)和電域均衡技術(shù)進(jìn)行綜合處理，充分提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。通過控制高容量設(shè)備配置距離的方式則有利于降低設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的干擾性影響，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率[1]。

2 OTN技術(shù)在電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中的問題

電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用OTN技術(shù)可以增強(qiáng)電力通信系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但是在系統(tǒng)應(yīng)用中容易受到多種因素的影響，導(dǎo)致信號傳遞出現(xiàn)資源沖突等問題。對此，為了保障系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，在電力系統(tǒng)中可以通過增設(shè)光發(fā)大器設(shè)備、色散補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑑?yōu)化降低波長一致性的方式有效控制在長距離傳輸中出現(xiàn)的信號衰減與色散等問題，保障電力系統(tǒng)通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

在設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)截面距離不足、裝置成本高等問題。為了解決此種問題，要根據(jù)不同工況中設(shè)備的運(yùn)行狀況，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由、光放大器等相關(guān)設(shè)備，根據(jù)不同工況進(jìn)行設(shè)備聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)處理，這樣則可以有效擴(kuò)大傳輸性能，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增大傳輸距離，達(dá)到提高電力通信效果的目的[2]。

3 基于OTN技術(shù)的電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施

3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和拓?fù)鋬?yōu)化方案

3.1.1 方案設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要就是合理應(yīng)用路由系統(tǒng)，保障站距分布的均勻性；對于無法應(yīng)用路由的區(qū)段則主要通過信號發(fā)大器確定最佳距離。在業(yè)務(wù)分配中要做好篩選處理，避免出現(xiàn)性能不足、資源不足等問題，通過高可靠性的線路進(jìn)行性能優(yōu)化，同時(shí)做好光路跳接點(diǎn)以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c端口在設(shè)計(jì)中要基于規(guī)范要求進(jìn)行合理配置在提高網(wǎng)絡(luò)功能的同時(shí)有效優(yōu)化設(shè)備配置[3]。基于OTN技術(shù)電力通信優(yōu)化傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

關(guān)于電力通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求合理配置電力設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)今后十年發(fā)展計(jì)劃可以符合未來十年的發(fā)展需求，對于不同區(qū)域則要根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行容量的預(yù)留，滿足系統(tǒng)升級和性能優(yōu)化的配置需求。在設(shè)置中要做好中繼站、傳輸距離限制等問題的分析，在各個(gè)站點(diǎn)中通過設(shè)置交叉設(shè)備等方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的優(yōu)化以及調(diào)整，對于存在嚴(yán)重衰耗的線路則要及時(shí)更換處理，通過優(yōu)化光放的方式提高信號的穩(wěn)定性，增強(qiáng)可靠性。

3.1.2 衰減控制

光信號在通過光纖進(jìn)行傳輸中而出現(xiàn)的衰減過程，就是在信號傳遞中產(chǎn)生的能量損失性根源所在。信號在傳輸中受光波的散射性因素、材料吸收光波等因素的影響中導(dǎo)致能量損失等相關(guān)問題，也會(huì)直接地增加自然性的損耗。在處理中主要通過衰減公式為進(jìn)行計(jì)算，公式為：式（1）、式（2）中：表示被測量的光纖長度參數(shù)；表示輸入光功率；表示輸出功率，光纖典型衰減常數(shù)如表1所示。

3.1.3 色散分析

色散是光纖的主要特性之一。在光的傳播中受到介質(zhì)折射率等因素的影響，導(dǎo)致光纖折射率傳輸速度不足，直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低了電力系統(tǒng)整體性能。分析光纖系統(tǒng)中色散問題對信號脈沖產(chǎn)生的影響，可以發(fā)現(xiàn)在傳輸中存在信號脈沖逐漸變寬、碼間串?dāng)_等相關(guān)問題，這些問題的存在降低了電力系統(tǒng)的綜合性能。

電力系統(tǒng)運(yùn)行中，光纖中主要存在的問題主要就是色度、偏振膜色散兩種問題。光纖在光信號的傳輸中，不同頻率中光傳播的速度不同的，導(dǎo)致長距離傳輸之后會(huì)出現(xiàn)信號擴(kuò)展性變化，進(jìn)而導(dǎo)致相位出現(xiàn)變化、臨近信號脈沖重疊、對應(yīng)位置誤差等問題。而在傳輸中距離、色散以及碼速等因素與光源產(chǎn)生的頻譜之間具有反比的關(guān)系，隨著速率的增加會(huì)導(dǎo)致色散系數(shù)變大，而普寬數(shù)值也會(huì)增加。為了提高傳輸質(zhì)量，信號傳輸?shù)闹欣^距離必須要在規(guī)定的范圍中，避免范圍過長而出現(xiàn)質(zhì)量問題[4]。

3.1.4 非線性效應(yīng)

非線性效應(yīng)會(huì)出現(xiàn)脈沖壓縮以及頻譜展寬等問題，這也是影響電力系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的重要因素。單模光纖主要包括受激散射以及非線性折射兩種效率。其中受激散射受到光強(qiáng)影響會(huì)出現(xiàn)不同程度的增益、損耗性變化；而非線性折射則在光強(qiáng)影響之下出現(xiàn)相移的變化、非線性折射率等問題，這些問題會(huì)對自相位調(diào)制、交叉相位以及四波混合頻率產(chǎn)生較為直接的影響；光纖中纖芯幾何形狀、折射率在內(nèi)部殘余的應(yīng)力參數(shù)、扭曲以及應(yīng)用環(huán)境等都是主要的硬性農(nóng)商，在這些因素的作用之下會(huì)其軸對稱分布狀態(tài)受到直接的影響。基于OTN技術(shù)構(gòu)建組網(wǎng)方案，對各種問題進(jìn)行梳理優(yōu)化，通過有效的設(shè)備配置，則可以有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的控制，達(dá)到優(yōu)化完善的目的。

3.2 網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化

3.2.1 分析性能

網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化的重點(diǎn)就是分析電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡性的問題。首先要確定負(fù)載均衡的主要因素以及關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)，綜合實(shí)際狀況做好網(wǎng)絡(luò)路由以及相關(guān)業(yè)務(wù)的分析，合理配置設(shè)備以及結(jié)構(gòu)，保障符合實(shí)際需求。綜合分析不同類型對于網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化產(chǎn)生的影響，通過線性規(guī)劃的方式進(jìn)行處理，則可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的優(yōu)化處理目標(biāo)。同時(shí)可以應(yīng)用蟻群算法進(jìn)行資源分析，實(shí)現(xiàn)路由資源的科學(xué)配置。但是在處理中缺乏對業(yè)務(wù)因素的分析，無法從根本上解決線路的可靠性問題。對此基于光功率、光傳輸?shù)募s束條件以及跳數(shù)約束等不同的方面對其進(jìn)行處理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由業(yè)務(wù)的實(shí)際需求、電力通信傳輸?shù)慕嵌鹊冉嵌冗M(jìn)行優(yōu)化配置，則可以有效滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行中對于網(wǎng)絡(luò)路由的功能性需求。

3.2.2 構(gòu)建數(shù)據(jù)模型

在處理中要構(gòu)建路由優(yōu)化數(shù)據(jù)模型，基于定義進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析，通過表示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)集合，表示網(wǎng)絡(luò)中存在的光纜集合。基于經(jīng)典處理進(jìn)行抽象分析，構(gòu)建鄰接矩陣對其進(jìn)行綜合分析。應(yīng)用OTN技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信傳輸處理，不同光纜的實(shí)際業(yè)務(wù)承載具有一定的限額，通過計(jì)算則可以獲得兩個(gè)承載業(yè)務(wù)的數(shù)量特征。在特殊狀態(tài)之下兩點(diǎn)之間的光纜連接數(shù)值參數(shù)為0[5]。對此，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)路由的優(yōu)化處理中，必須要保障線路承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的參數(shù)符合需求，通過降低差別數(shù)值等方式則可以實(shí)現(xiàn)整體性的負(fù)載均衡，有效避免部分線路受到負(fù)載因素的影響而出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)較大的變化。在處理中要通過方差的方式進(jìn)行負(fù)載均衡個(gè)優(yōu)化處理，要盡可能地控制方差的數(shù)值保障其降到最小。

3.3 光放大器系統(tǒng)配置優(yōu)化

在進(jìn)行光放大器系統(tǒng)的優(yōu)化處理中，要基于光纜物理角度進(jìn)行分析，了解影響傳輸能力的影響因素，通過綜合分析探究優(yōu)化降低成本的方式與手段。同時(shí)，因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)的線路架設(shè)中受到多種因素的影響導(dǎo)致跨度大等問題，為了滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需求要通過光發(fā)大器進(jìn)行性能優(yōu)化。對此，在設(shè)計(jì)中要基于特征進(jìn)行典型的設(shè)計(jì)，這樣則可以提高整體的性能[6]。

4 結(jié)論

OTN技術(shù)具有強(qiáng)大的大粒度交叉調(diào)度能力，可以實(shí)現(xiàn)對大容量的交叉調(diào)度以及傳輸?shù)奶幚恚行M足傳輸?shù)膶?shí)際需求。在應(yīng)用中可以綜合實(shí)際需求在核心層以及基礎(chǔ)層中進(jìn)行系統(tǒng)的配置以及優(yōu)化處理。探究優(yōu)化路徑以及手段，基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化以及光放大器幾個(gè)角度進(jìn)行綜合分析，在接入層中融合OTN技術(shù)技術(shù)手段，構(gòu)建傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，則可以有效提高資源綜合利用效率，避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞等問題，有利于提高傳輸穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1] 蘭軒.OTN技術(shù)在電力信息通信傳輸中的應(yīng)用[J].信息記錄材料，2022，23（11）：175-177.

[2] 余波.OTN技術(shù)在電力通信傳輸中的應(yīng)用策略[J].中國新通信，2022，24（20）：18-20.

[3] 趙陽，金燊，宋偉，等.基于OTN技術(shù)的電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究[J].微型電腦應(yīng)用，2022，38（4）：132-134.

[4] 張一銘，成雪敏.基于otn技術(shù)的電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略探討[J].信息記錄材料，2021，22（11）：61-62.

[5] 陳相業(yè).OTN技術(shù)在電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案探討[J].通訊世界，2020，27（3）：105-106.

[6] 朱恒卓.100GOTN技術(shù)在本地傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2021.