光纖傳輸組網(wǎng)技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

摘要：本文簡要介紹了兩種主要光纖傳輸組網(wǎng)技術(shù)，并分析了電力通信系統(tǒng)的特點(diǎn)和傳輸要求和相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵字：光纖傳輸；組網(wǎng)技術(shù)；電力通信；SDH；MSTP

0 引言

電力通信是電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生和發(fā)展的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。電力通信作為電力和電信兩個(gè)敏感行業(yè)的交叉點(diǎn)，同時(shí)受益于兩個(gè)行業(yè)的發(fā)展和變革。伴隨著通信3G時(shí)代的到來，電力通信技術(shù)獲得了長足的發(fā)展，逐步成為確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在電力系統(tǒng)中的重要性隨著時(shí)代的發(fā)展而逐步提升。

傳輸方式的演變是電力通信系統(tǒng)發(fā)展的主要表現(xiàn)形式之一，電力通信傳輸先后經(jīng)歷了載波通信、數(shù)字微波通信、光纖通信三種主要傳輸方式。20世紀(jì)90年代以來，光纖通信以其傳輸頻帶寬，通信容量大、衰減小、抗電磁干擾和傳輸質(zhì)量高等巨大優(yōu)勢成為電力通信網(wǎng)絡(luò)的主流傳輸方式。光纖傳輸?shù)闹饕M網(wǎng)技術(shù)也在迅速發(fā)展，2005年之前，SDH組網(wǎng)技術(shù)是國內(nèi)電力通信網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸?shù)闹髁骷夹g(shù)，近幾年隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展，MSTP技術(shù)后來居上，其技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)逐漸滲透到電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展之中。

1 SDH組網(wǎng)技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)分析

SDH（同步數(shù)字系列）是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)。SDH可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、不同廠商設(shè)備間的互通等多項(xiàng)功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護(hù)費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)，因此是受到世界范圍內(nèi)電力通信的廣泛重視。電力通信網(wǎng)絡(luò)作為國內(nèi)最大的行業(yè)通信網(wǎng)之一，有效的利用SDH技術(shù)，將對促進(jìn)電力企業(yè)發(fā)展發(fā)揮舉足輕重的作用。

SDH 采用了同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu), 使各種不同等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)將負(fù)荷區(qū)有序排列, 同時(shí)凈負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的, 只需用軟件即可高速信號一次直接分插出低速信號, 使上下電路十分方便。SDH 便于端到端業(yè)務(wù)管理, 使網(wǎng)絡(luò)易于納入各種寬帶業(yè)務(wù)。SDH 幀中安排了豐富的開銷比特從而使網(wǎng)絡(luò)的OAM 功能大大增強(qiáng)。同時(shí)通過嵌入在段開銷中的控制通路將部分管理功能下載給交叉連接設(shè)備( DXC) 和上/ 下復(fù)用設(shè)備( ADM) 等單元便于實(shí)現(xiàn)分布式管理, 還可實(shí)現(xiàn)高可靠性的自愈環(huán)結(jié)構(gòu)。

SDH 在傳輸容量比其他技術(shù)稍差, 通道開銷大, 頻帶利用率低,采用指針調(diào)整技術(shù)使設(shè)備復(fù)雜性增加, 大規(guī)模使用軟件控制且業(yè)務(wù)集中于少數(shù)幾個(gè)高級鏈路及交叉點(diǎn)上, 人為錯(cuò)誤,軟件故障將有較大的為害。

2 MSTP組網(wǎng)技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)分析

MSTP（多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）是指基于SDH、同時(shí)實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、IP等業(yè)務(wù)接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)。在SDH技術(shù)的基礎(chǔ)上集成了對多種業(yè)務(wù)(主要是TDM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)和ATM業(yè)務(wù))的支持功能, 實(shí)現(xiàn)了對城域網(wǎng)業(yè)務(wù)的匯聚。MSTP能對多種技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化組合,提供多種業(yè)務(wù)的綜合支持能力。以對以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的處理能力為劃分標(biāo)準(zhǔn)，MSTP已經(jīng)經(jīng)歷了三代技術(shù)革新。目前基于MPLS的第三代技術(shù)已經(jīng)可以為以太網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展提供全面的支持。

MSTP具有完美的端到端流控機(jī)制，在產(chǎn)生阻塞時(shí)，能夠根據(jù)權(quán)重因子調(diào)整每個(gè)連接的帶寬。MSTP具有獨(dú)特的QoS保障機(jī)制、公平的接入機(jī)制以及合理的帶寬動(dòng)態(tài)分配機(jī)制。MSTP是在SDH的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，秉承了SDH技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并形成了更加強(qiáng)大的業(yè)務(wù)處理能力。

MSTP目前的主要劣勢還在于它的高成本，它提供的GE端口價(jià)格昂貴。由于映射方式和帶寬管理等有不同的實(shí)現(xiàn)方式, 因此目前不同廠家的設(shè)備還無法實(shí)現(xiàn)互連互通, 從而影響了端到端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的提供, 限制了MSTP在網(wǎng)絡(luò)中大規(guī)模的應(yīng)用。

3 電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸要求及解決方案

電力通信網(wǎng)絡(luò)作為一種專用網(wǎng)，不僅要為電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度服務(wù)，而且還要傳送遠(yuǎn)動(dòng)信號、辦公自動(dòng)化信號、繼電保護(hù)信號等，所以對電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的可靠性、可擴(kuò)展性等相關(guān)性能有較高的要求。具體要求體現(xiàn)在電力通信傳輸?shù)奶攸c(diǎn)之中。

3.1 高可靠性

電力通信的主要特點(diǎn)是任何情況下都不允許中斷，這也是電力系統(tǒng)的行業(yè)特點(diǎn)決定的。不僅數(shù)據(jù)傳輸要求可靠性，而且要求傳輸線路具有抗大風(fēng)、大雨、大雪、大水等外力破壞的能力，在各種惡劣的氣候條件下，更需要保證電力通信暢通。光纖傳輸質(zhì)量高，傳輸信號在光芯內(nèi)部傳輸，不受外部自然環(huán)境變化的影響，性能穩(wěn)定，尤其是其所具有的抗電磁干擾性能，更加適用于電力系統(tǒng)所特有的高電壓、高電磁場環(huán)境。MSTP/SDH的自愈功能能夠在無人為干預(yù)下自動(dòng)從故障狀態(tài)恢復(fù)通信，這一特性更加從根本上保證了電力通信傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

3.2易于擴(kuò)展性和投資效益性

隨著電力企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展，企業(yè)對運(yùn)營成本經(jīng)濟(jì)化的要求越來越高，電力通信系統(tǒng)配置需要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的易于擴(kuò)容性、系統(tǒng)復(fù)用性、設(shè)備的可承接性等擴(kuò)展性能。高容量的傳輸線路能夠減少電力通信基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)投資，簡單易行的擴(kuò)容方案可以降低傳輸網(wǎng)絡(luò)后期的維護(hù)開銷，設(shè)備技術(shù)的可承接性可以大量減少升級中的設(shè)備廢棄率。采用主流的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使電力通信系統(tǒng)具有良好的互操作性，從而減少設(shè)備互聯(lián)的問題、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的費(fèi)用，使企業(yè)的投資得到有效的保護(hù)。

3.3 迅速性

電力行業(yè)特點(diǎn)要求通信迅速，電力調(diào)度之間或者廠、所之間的電話通信，當(dāng)有需要時(shí)，應(yīng)能立即無延時(shí)接通。MSTP/SDH是嚴(yán)格同步的，從而保證了電力通信網(wǎng)絡(luò)的暢通。

3.4 高清晰度

電力調(diào)度操作關(guān)乎電網(wǎng)安全命脈，為保證調(diào)度操作命令的正確無誤，首先要保證通話質(zhì)量，要求在音質(zhì)、音量上達(dá)到“舒適通話”，即在正常情況下，聽到的語音和面對面談話一樣。

3.5 能源環(huán)境保護(hù)性

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求不斷增長，能源供應(yīng)面臨巨大挑戰(zhàn)。和西方發(fā)達(dá)國家相比，我國在能源問題上所面臨的形勢相當(dāng)嚴(yán)峻，人均主要能源資源占有量低。電力行業(yè)作為主要能源行業(yè)對國家能源環(huán)境保護(hù)的作用巨大，電力通信同樣需要考慮能源環(huán)境問題，光纖傳輸?shù)闹饕橘|(zhì)--光纖，其主要材料是SiO2,在自然界中儲(chǔ)量豐富，因此光纖通信的發(fā)展不會(huì)遭遇資源瓶頸。同時(shí)，采用了MSTP/SDH技術(shù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，由于節(jié)省了E1接口，可以節(jié)省大量的線纜材料，降低無用的線上能量的損耗，因此現(xiàn)階段的光纖傳輸技術(shù)和設(shè)備從綠色的角度來看也是符合電力行業(yè)發(fā)展要求的。

4 結(jié)語

電力通信網(wǎng)絡(luò)作為行業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)，對網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量有其特別的需求。MSTP技術(shù)盡管仍有許多不足之處，但是它相對SDH的技術(shù)優(yōu)勢是顯而易見的。隨著電力工業(yè)的日益發(fā)展, MSTP 技術(shù)也將在電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越重要的作用。

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作者簡介：郭傳鐵（1969－），遼寧省蓋州市人，營口供電公司通信所副所長，長期從事電力通信規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)工作。