電力光纖通信網(wǎng)的應(yīng)用改進

王斐

【摘 要】隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展和通信與計算機方面新技術(shù)的不斷應(yīng)用，對電力通信網(wǎng)的容量與可靠性又提出了更高要求。光纖通信方式具有容量大、擴容方便、通信質(zhì)量好、中繼距離長、可靠性高、適應(yīng)向數(shù)字化發(fā)展等很多優(yōu)點，特別是近期光波分復(fù)用、光交換等技術(shù)的成熟與發(fā)展，使光纖成為未來世界的主要通信手段。本文概述了電力通信系統(tǒng)的特點，結(jié)合實際討論了光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】光纖通信；網(wǎng)絡(luò)傳輸；電力通信網(wǎng)

1光纖通信的特點

光纖通信是以光波為載波，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。光纖是一種介質(zhì)光波導(dǎo)，具有把光封閉在其中并沿軸向進行傳播的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。光纖通信之所以能夠飛速發(fā)展，主要有以下突出的優(yōu)點：

1.1.傳輸頻帶寬、通信容量大。

1.2.由于光纖的損耗低，因此中繼距離可以很長，在通信線路中可減少中繼站的數(shù)量，降低成本，而且又提高了通信質(zhì)量。

1.3.不受電磁干擾，因為光纖是非金屬的介質(zhì)材料，因此它不受電磁干擾。雷電多發(fā)區(qū)，由于光纖可采用無金屬結(jié)構(gòu)，故可以防雷擊，也可防止變電站地電位升高時損壞通信機房設(shè)備。

1.4.方便架設(shè)與維護。電力系統(tǒng)光纖通信可以充分利用電力系統(tǒng)的桿塔資源與電力線路同桿架設(shè)；由于與電力線路互相獨立，不影響輸電線路和光纜的正常維修。

2電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸要求

電力通信網(wǎng)既要為電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度提供服務(wù)，又要承載遠動、繼電保護、辦公自動化、數(shù)據(jù)綜合網(wǎng)等業(yè)務(wù)，因此，對電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的可靠性、可擴展性等相關(guān)性能提出了更高的要求。

2.1.可靠性高。時時暢通是電力通信的主要特點，這個特點也是電力系統(tǒng)的行業(yè)特點所決定的。既要要求數(shù)據(jù)傳輸具有可靠性和大容量，同時又要要求傳輸線路具有抵抗嚴重的外力破壞的能力，例如，在各種惡劣天氣影響下，就必須更要保證電力通信運行的暢通。光纖傳輸?shù)馁|(zhì)量很高，因為在光纖內(nèi)部傳輸信號運行。因此，受到自然環(huán)境變化的影響很小，穩(wěn)定性強，抗電磁干擾能力強，對于電力系統(tǒng)所特有的高電壓、高電磁場的環(huán)境有更強的適應(yīng)性。

2.2.便于擴展性以及投資效益性。伴隨著電力企業(yè)的業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展壯大，運營成本經(jīng)濟化在電力企業(yè)要求也變得越來越高，電力通信系統(tǒng)配置不得不考慮綜合考慮到網(wǎng)絡(luò)的便于擴展性、投資效益性、系統(tǒng)復(fù)用性、設(shè)備的可承接性等擴展性能。

2.3.能源環(huán)境保護性。隨著我國經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展，同時對于能源的需求也變得越來越緊張，能源供應(yīng)即將面臨很大的挑戰(zhàn)。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，光纖的主要原材料是SiO2，SiO2在自然界中儲量相當豐富，因此光纖通信的發(fā)展不會遭遇資源不足而帶來的麻煩和問題。同時，采用了MSTP/SDH技術(shù)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省了E1接口，同時就節(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是符合電力行業(yè)發(fā)展要求的。光纖傳輸技術(shù)和設(shè)備符合我國能源環(huán)境保護戰(zhàn)略發(fā)展。

3光纜在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強、傳輸容量大等諸多優(yōu)點，光纖通信的問世便在電力部門得到應(yīng)用并迅速發(fā)展。除普通光纖外，還有一些專用特種光纖也在電力通信中大量使用：

3.1地線復(fù)合光纜（OPGW）。地線復(fù)合光纜（OPGW）即架空地線內(nèi)含光纖。電力傳輸線路中地線中含有供通信用的光纖單元。該種光纜做到兩全，即地線的電性能和機械性能不因設(shè)置了光纖而受到損害，光纖單元也要適當?shù)厥艿奖Ｗo而不致?lián)p傷。

3.2光纖復(fù)合相線（OPPC）。OPPC（OpticalphaseConductor）是電力通信系統(tǒng)的一種新型特種光纜，是在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中將光纖單元復(fù)合在導(dǎo)線中的光纜，是充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資源，特別是電力配網(wǎng)系統(tǒng)，避免在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾，使之具有傳輸電能及通信的雙重功能。

3.3全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）。全介質(zhì)自承式光纜――ADSS（AllDielectricSelfSupporting）。全介質(zhì)自承式光纜特點：光纖傳輸損耗小、色散低；光纜具有優(yōu)良的機械性能和環(huán)境性能；結(jié)構(gòu)緊湊，確保惡劣環(huán)境下光纖不受力；光纜全為非金屬結(jié)構(gòu)、重量輕，敷設(shè)方便，抗電磁干擾強；光纜為自承式架設(shè)，抗拉強度高，抗外界環(huán)境能力強，光纜柔韌性和抗彎曲能力強。

4光纖傳輸組網(wǎng)技術(shù)

4.1同步數(shù)字體系（SDH）。同步數(shù)字體系SDH（SynchronousDigitalHierarchy）是一種將線路傳輸、復(fù)接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體系同時具有一套相當完善的自我保護體系，這樣可以滿足電力系統(tǒng)的高可靠性的要求。SDH體制對電接口和光接口作了統(tǒng)一的規(guī)范，兼容性大大增強；SDH采用同步復(fù)用方式，低速SDH信號是以字節(jié)間插方式復(fù)用進高速SDH信號的幀結(jié)構(gòu)中；SDH體系中，信號的幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的用于運行維護（OAM）功能的開銷字節(jié)，大大加強網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控功能。

4.2智能光網(wǎng)絡(luò)（ASON）。智能光網(wǎng)絡(luò)ASON（AutomaticallySwitchedOpticalNetwork）是一種具有靈活性、高可擴展性的能直接在光層上按需提供服務(wù)的光網(wǎng)絡(luò)。在光傳輸組網(wǎng)技術(shù)上疊加以IP技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)智能化技術(shù)，形成具有智能性的光網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由用戶端動態(tài)發(fā)起業(yè)務(wù)請求，自動選擇路由，并通過信令控制實現(xiàn)業(yè)務(wù)連接的建立、拆除，自動完成網(wǎng)絡(luò)連接。

現(xiàn)有的電力光纖通信網(wǎng)必須進行大規(guī)模升級改造才能適應(yīng)未來用戶業(yè)務(wù)增長的需要，在電力通信網(wǎng)中引入ASON將會帶來一下好處：增強網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的快速配置能力，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速提供；以MESH組網(wǎng)方式可以提高業(yè)務(wù)的生存性，提供多種保護和恢復(fù)方式，有效抵抗網(wǎng)絡(luò)多點故障；靈活提供不同的業(yè)務(wù)等級，滿足目前迅速發(fā)展的不同等級用戶服務(wù)的需要；充分降低維護難度，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)的快速調(diào)配和自動保護，提高運營效率。引入ASON技術(shù)，不僅可以大大提高配電網(wǎng)通信網(wǎng)的服務(wù)速度、增加新的業(yè)務(wù)種類，而且能與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無縫融合，向著全智能的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

4.3分組傳送網(wǎng)（PTN）。分組傳送網(wǎng)PTN（PacketTransportNetwork）是指這樣一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和具體技術(shù)：在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間設(shè)置了一個層面，它針對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復(fù)用傳送的要求而設(shè)計，以分組業(yè)務(wù)為核心并支持多業(yè)務(wù)提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴展、較高的安全性等。

PTN設(shè)備組網(wǎng)時，應(yīng)考慮電力通信網(wǎng)的特點，采用分層結(jié)構(gòu)，對于地區(qū)級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，可分為三層，即接入層、匯聚層、骨干層。為確保電力通信網(wǎng)安全可靠運行要求通信網(wǎng)絡(luò)必須具備高效、全面的網(wǎng)絡(luò)級保護能力，PTN網(wǎng)絡(luò)保護技術(shù)主要有線性保護（1+1和1：1保護）、環(huán)網(wǎng)保護等。在現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，逐步由SDH/MSTP向SDH與PTN混合組演進，并最終形成PTN獨立組網(wǎng)。

4.4以太無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）

以太無源光網(wǎng)絡(luò)EPON（EthernetPassiveOpticalNetwork）是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。它在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點：低成本；高帶寬；擴展性強，靈活快速的服務(wù)重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性；方便的管理等等。

EPON拓撲技術(shù)，使開通業(yè)務(wù)更加簡單迅速，各種檢測手段保證后期維護、判斷故障點快速準確。隨著電力通信系統(tǒng)的深入發(fā)展，EPON這種高靈活性，高帶寬，高保護機制，高智能化管理，高性價比的綜合業(yè)務(wù)的寬帶光纖產(chǎn)品迫切應(yīng)用于電力配用電網(wǎng)系統(tǒng)。

5結(jié)論

光纖通信在電力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用實現(xiàn)了電力通信網(wǎng)建設(shè)的低成本、大容量、多業(yè)務(wù)和智能化，保證了電網(wǎng)生產(chǎn)的安全經(jīng)濟運行，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。光傳輸組網(wǎng)新技術(shù)的不斷應(yīng)用，加速了我國堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)，電力通信技術(shù)的發(fā)展將成為電力網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要保障。