摘要：随着我国电力通信网的不断扩大以及光通信技术的发展和进步，我们必须选择合适的技术应用于不同层面和规模的电力通信网络。与其他类型通信技术相比较，光纤技术具有很大的优势，而且其投资较少、建设速度较快、覆盖面较广、可靠性高且维护简便，因此在电力通信网络中得到广泛的应用。同时，提高光纤通信技术在电力通信网中的应用，对于维系电力通信网络的稳定可靠、投资效益、能源环境保护等具有重要意义，具有良好的发展前景。本文主要针对于光传输技术在电力通信网中的应用进行简要探讨分析。
关键词：电力通信网；光传输技术；应用
1 电力系统对通信传输的需求
1.1 传统电网对通信传输的要求
传统电网通信业务主要包括调度数据、保护安稳信息、语音等，其特点是点对点，业务颗粒小，专有，带宽固定，电路数量相对不多，但是对时延、可靠性等通信质量要求很高，例如变电站之间的继电保护业务、变电站至调度的远动信息、调度电话等，这些业务一般采用 TDM 技术的 SDH 传输网进行传送。
1.2 智能电网对通信传输的要求
目前，智能电网已经进入了实战阶段，其特征是信息化、互动化、自动化。新特征对通信传输提出了新的要求，传统的 TDM 业务纷纷向 IP 业务发展，64k、2M 等专线业务转向FE、GE、10GE 等大颗粒 IP 业务，例如调度信息业务由传统的点对点专线传送变成了调度数据网传送，程控语音交换网由电路交换向软交换发展。各层次电网智能技术的应用也使传输的带宽爆炸性的提高，原有的 2.5G、10G 传输速率在核心层已经不满足通信业务带宽需求，尤其是智能配用电调度管理及营销信息的接入，使通信传输业务在核心层和骨干层出现了巨大带宽需求。
2 光传输技术
2.1 SDH/MSTP 技术
同步数字系列（SDH）技术是相对于准同步数字系列（PDH）技术发展起来的技术，使用该技术组建的网络是将传输、复接、交叉等功能一体化的时分复用（TDM）同步数字网络。相对于 PDH 设备，SDH 设备在速率接口、复用方式和网管上具有明显的优势，尤其是强大的自愈和恢复能力是 PDH 所缺少的，是目前非常成熟可靠的传输技术。SDH 设备种类多样，电路调度管理灵活，但是 SDH 光网络主要以语音业务为代表的固定带宽业务而设计，无法支持越来越多的 IP 业务。MSTP技术解决了 IP 业务直接接入 SDH 网络传输的问题，是在 SDH技术基础上，把以太网、异步传输模式（ATM）等多种业务进行汇聚并进行有效适配，实现多业务的综合接入和传送的多业务平台。MSTP 技术是 SDH 技术的延伸，继承了 SDH 优秀的特点，并提供了 IP 数据复用功能，成为电力通信网建设方案的主流技术。
2.2 WDM 技术
波分复用（WDM）技术把具有不同标称波长的光通路信号复用到一根光纤中进行传送，每个光路承载一个 SDH 信号。WDM 技术将光纤传输容量扩大了几十倍，解决了 SDH 带宽问题，具有大容量的传输特性，但限于点对点的线性组网。WDM按通道间隔差异分为粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）等，其中 DWDM 适用于传输网络的核心和骨干层。
2.3 PTN 技术
分组传送网（PDH）技术是 IP/MPLS、以太网和传送网 3种技术相结合的产物，具备网络的 IP 化、智能化、宽带化和扁平化等特点。PTN 优点如下：以分组业主为核心，有着独立的控制面，具备全业务承载能力；分组交换，统计复用，采用面向连接的标签交换、分组 QoS 机制，灵活动态的控制面；丰富的操作维护、良好的同步性能、完善的保护倒换和恢复管理等；针对分组流量突发性和统计复用传送的要求而设计。PTN 技术继承了 SDH/MSTP 的优点，具备更加优秀的IP 分组传输性能，是新一代网络的核心技术之一。PTN 技术包括由以太网逐步发展起来的 PBB-TE 和 IP/MPLS 发展起来的 MPLS-TP 技术，而 MPLS-TP 是目前业内应用的主流技术。
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2.4 OTN 技术
光传送网（OTN）是以 WDM 技术为基础，通过类似 SDH帧结构及开销，保证了保护和管理维护能力，其体系结构由光层和电层组成，具备完善的 OAM 功能和良好的监测故障性能。OTN 兼具 SDH 灵活可靠和 WDM 大容量传输的优势，同时具有多业务信号封装和透明传输、大颗粒带宽调度、光层组网等新功能，是近几年迅速发展的新技术。OTN 具有以下优势：组网灵活，业务配置高效；大颗粒的带宽复用、交叉和配置；强大的开销和维护管理能力；较强的组网和保护能力。
2.5 ASON 技术
自动交换光网络（ASON）是一种由用户动态发起业务请求，自动选路，并由信令控制实现连接的建立、拆除，能自动、动态完成网络连接，融交换、传送为一体的新一代光网络。ASON 网络结构根据功能分为三个平面：传送平面、控制平面和管理平面，此外还包括用于控制和管理通信的数据通信网。与传统光网络相比，ASON 最突出的特征是在传送网中引入了独立的控制平面，正是控制平面的引入给整个光网络带来了革命性的变化，使光传送网具备了自动完成网络带宽分配和动态配置电路的能力。ASON 核心技术包括自动发现功能、优秀的保护和恢复机制、丰富的信令和路由协议和独立性呼叫和连接控制。
3 电力通信网中光传输技术的应用
3.1 组网模式
光传输技术将在电力通信网核心层得到应用，以解决高带宽业务需求，其应用技术主要是 OTN 和 ROADM。电力通信网中的核心骨干节点较多，承载 GE 以上级别业务带宽越来越多，一般应用 Mesh 结构以提高骨干节点之间的通达性。随着配电网信息化、自动化程度的不断提高，电力光纤通信网除承载传统的业务外，还要同时承载客户服务中心、营销系统、地理信息系统等多种数据业务。在汇聚层将逐步应用PTN 或 OTN 技术，面向各种分组业务进行汇聚转接或终结。
在接入层和用户端将逐步应用 PTN 技术和 PON 技术。PTN 技术面向 QoS 要求高的高价值宽带用户，由于采用统计复用技术，使得带宽使用率大大提高。而 PON 技术的优势在于能以较低的建设成本，解决高密度用户接入的需求，减少网络层次和有源故障点，节省接入机房的巨大投资，因此该技术特别适合接入层场景的应用。
3.2 规划设计
电力通信网建设将以 500kV 变电站、直流换流站、1000kV变电站、超高压公司、省公司、特高压局作为骨干层网络节点，骨干层主要负责高速率数据的调度，考虑到该层大量业务级别属于高优先级、高宽带类型，因此建议采用 OTN 或ROADM 传输技术。
PTN 的规划可结合核心层的特点，根据数据业务发展适时建设，以地市公司、部分或全部 220kV 变电站作为汇聚层网络节点。PTN 的建设依据数据网核心路由器或汇聚路由器是否下沉考虑骨干汇聚点的设置。路由器不下沉，则骨干汇聚点安装在骨干节点上；如果路由器下沉，骨干汇聚点可安装在下沉节点上。在大颗粒数据业务特别集中的区域选择Mesh 组网方式，在数据业务发展规模适中的区域选择环网组网方式。PTN 设计中应重点关注由于其统计复用特点对冗余的考虑，设计提供的汇聚通道需满足其峰值共享带宽的承受能力。PON 的规划需结合配用电通信网的发展，在初期业务发展较平稳的情况下，OLT 可部署在汇聚节点，分光器可以考虑靠近用户，ONU 部署到变电站、电厂、营业厅和居民小区；对于业务发展很快的区域，OLT 可直接部署到小区，ONU部署到楼层或用户。
结语
随着我国电力通信网的不断扩大以及光通信技术的发展和进步，我们必须选择合适的技术应用于不同层面和规模的电力通信网络，只有选择最合适的技术和恰当的建设方式才能达到预期的效果，最终建成扁平化、智能化的电力通信网络，以满足电力系统日益增长和复杂的通信业务需求。
参考文献：
[1]刘晔.浅析电力通信技术的应用及发展[J].中国新通信，2016（17）.
[2]张岩，马立.光纤传输组网技术在电力通信中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2016（13）.
论文作者:李庆忠,孙晶琳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
标签：技术论文; 业务论文; 通信网论文; 复用论文; 带宽论文; 骨干论文; 网络论文; 《电力设备》2018年第5期论文;