電力光纖通信網(wǎng)絡的規(guī)劃與設計研究

武利軍，楊利東

（內(nèi)蒙古電力（集團）有限責任公司包頭供電局，內(nèi)蒙古 包頭 014030）

0 引言

近些年電力通信網(wǎng)絡快速發(fā)展，我國也從通信電纜進步到光纖、電力線載波、衛(wèi)星傳輸?shù)榷喾N形式并存的狀態(tài)，經(jīng)過多年發(fā)展電力光纖通信網(wǎng)絡已經(jīng)初具規(guī)模，其可靠性、及時性、準確性都有了顯而易見的進步。

1 研究電力光纖通信網(wǎng)絡規(guī)劃設計中出現(xiàn)的問題

1.1 拓撲結(jié)構(gòu)問題

通信網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)簡單來說就是網(wǎng)絡連接過程中形成的星型、環(huán)型、總線型、樹型等幾何形狀，可以將通信廣泛的網(wǎng)絡情況具現(xiàn)化到計算機之上，從遠端就能掌握電力光纖等傳輸媒體與工作站之間的配置及連接關系。由于我國電力運營及區(qū)域等問題，在實際設計的過程中，有各種各樣結(jié)構(gòu)的拓撲形式，這是設計人員進行設置時沒有統(tǒng)一，并且沒有考慮到全面拓撲網(wǎng)絡的建設。因此導致網(wǎng)絡工作的效率下降，各拓撲網(wǎng)絡進行聯(lián)動時產(chǎn)生不利影響。

1.2 通信設備選型問題

對于電力光纖通信網(wǎng)絡的規(guī)劃與設計，設備選型是重中之重，一個優(yōu)質(zhì)的適合的設備能讓電力光纖通信效果提高許多，而設備差異也會影響電力通信，比如在一些比較遠的站要將站內(nèi)的信號送到局里，需要通過有實際光纖互聯(lián)的站點，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)送后送入局端，在進行跳接時，若各站點使用參差不齊規(guī)格不一的通信設備，不僅無法保證信息內(nèi)容的完善性，傳輸時間也會相對增加。一方面可能是因為選型人員對設備類型、設備特型不了解而選擇不適合設備的情況，另一方面在設備老舊更換，重新架設時，選用新型設備沒經(jīng)過測試，或為了節(jié)約成本選擇低廉的設備，對整個通信網(wǎng)絡造成不利影響，甚至出現(xiàn)電力網(wǎng)絡損耗嚴重的問題，反而會加大資金投入，得不償失。除了設備之外，還有通信電纜的選擇，若是將設備比喻成人體中的各個器官，電纜便是血管般的存在，但現(xiàn)在整個“身體”中的“血管”配置不同，有粗有細有優(yōu)有劣，結(jié)合自身簡單想象，便能明白電力光纖通信網(wǎng)絡中設備及電纜選型的問題。

1.3 網(wǎng)絡系統(tǒng)與傳輸管理問題

目前我國電力光纖通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中也有一系列的問題，首先是各地區(qū)電力需求量不同，通信網(wǎng)絡的應用情況不一樣，在正常運行的中監(jiān)控人員也不容易對通信網(wǎng)絡系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進行及時反饋。其次網(wǎng)絡系統(tǒng)的信息化、智能化、現(xiàn)代化建設還不到位，在農(nóng)村及偏遠地區(qū)仍使用人工進行數(shù)據(jù)信息輸入，不僅工作效率緩慢，也容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差。最后在傳輸管理上出現(xiàn)問題后，多是等到監(jiān)控中心通知后，相關工作人員才前往實地確認及檢查，無法等到網(wǎng)絡進行自愈。網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行質(zhì)量較為低下，系統(tǒng)很難自動恢復到健康的性能，或恢復時間過長，不如人工進行調(diào)整，并且自愈網(wǎng)只涉及重新確立電信傳輸，具體失效部件或電纜的修復與更換仍需后期人工才能完成。我國電力光纖通信技術人員仍有欠缺，無法形成專業(yè)的系統(tǒng)管理，并且國產(chǎn)系統(tǒng)與進口設備同時存在，在實際發(fā)展中不利于人員學習，對傳輸設備進行監(jiān)管。

2 電力光纖通信網(wǎng)絡規(guī)劃設計問題與對策

2.1 科學構(gòu)建通信網(wǎng)絡

在電力光纖通信網(wǎng)絡設計過程中應該考慮如何科學構(gòu)建網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，因為網(wǎng)絡機構(gòu)的適用條件以及實際應用情況，將直接決定通信傳輸?shù)募皶r性和通信內(nèi)容的準確性。通信網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡中各種設備實現(xiàn)網(wǎng)絡互連所展現(xiàn)出來的抽象連接方式。電力光纖網(wǎng)絡拓撲需要關注的是連接關系及其實際應用情況。

現(xiàn)階段我國電力光纖通信網(wǎng)絡架構(gòu)形式多樣，簡而言之大都是適合區(qū)域情況的架構(gòu)樣式，例如在農(nóng)村電力光纖的拓撲機構(gòu)多為總線型，它簡單靈活、構(gòu)建方便、性能優(yōu)良，缺點是主干線出現(xiàn)故障將影響整個通信網(wǎng)絡。不可否認選擇適合的類型是一種可行的方式，但在規(guī)劃和設計過程中，沒有考慮到對整個通信網(wǎng)絡架構(gòu)的最優(yōu)配置，一方面將通信網(wǎng)絡局限在區(qū)域內(nèi)，另一方面未能考慮到未來通信網(wǎng)絡發(fā)展后的規(guī)劃。為了科學合理地架構(gòu)通信網(wǎng)絡，需要簡化拓撲結(jié)構(gòu)，減少信息在網(wǎng)絡中的傳輸時間，保障網(wǎng)絡通信傳輸?shù)耐晟菩?。在現(xiàn)代社會中，電力光纖通信網(wǎng)絡主要實行星型、鏈型和環(huán)形結(jié)構(gòu)，不同拓撲結(jié)構(gòu)的設計方式不同，特性也不相同，相關工作人員需根據(jù)通信網(wǎng)絡的規(guī)劃和設計需求進行合理的一體化拓撲建設，降低因結(jié)構(gòu)形式不同而產(chǎn)生的影響，提高電力光纖通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。

現(xiàn)代化網(wǎng)絡中，新型的菊花鏈拓撲也開始廣泛應用，除了擁有為星狀基礎的網(wǎng)絡，也有鏈型結(jié)構(gòu)，通過菊花鏈以增加更多的電力設備到通信網(wǎng)絡之中，或串列下一個通信設備，如同菊花花瓣一樣。若是一個消息是針對通信設備，需中途向下傳遞，期間經(jīng)過的每個通信設備都會繞過該消息，直到該消息到達目的地為止。并且此拓撲模式也可進行環(huán)形拓撲架構(gòu)，形成菊花鏈環(huán)。

2.2 選擇適合電力通信網(wǎng)絡設備

光纖通信之所以能從眾多電力通信網(wǎng)絡中脫穎而出，要歸功于它強大的抗電磁干擾能力，為通信網(wǎng)絡的可靠性作出了保證，也要關注其頻帶寬、傳輸衰耗小的優(yōu)點，這也是保障通信網(wǎng)絡準確的重要原因，并且由于它傳輸容量大，非常適合電力部分廣闊的經(jīng)營范圍，不過除了普通光纖外，還有一些特殊性質(zhì)的光線在電力光纖通信網(wǎng)絡中應用，要根據(jù)通信網(wǎng)絡的實際工作情況進行挑選，對于不同規(guī)模的光纖通信網(wǎng)絡，應考慮到通信網(wǎng)絡實際設計中的指標參數(shù)，來選擇最適合的電纜型號[1]。需要挑選人員對設備的容量、傳輸效果、購買成本以及整個通信網(wǎng)絡的兼容性了解，不能一味追求容量大，傳輸效果好，成本低的設備，否則很可能造成各種設備機能不匹配不相容的情況，要根據(jù)光纖通信電纜的運行狀況進行比對，根據(jù)通信特點進行最優(yōu)選擇。

我國大多數(shù)通信設備都會受到不同地區(qū)實際情況的限制，部分通信電纜不能很好地進行應用，普通非金屬式、自承式和架空地線復合式是目前我國電力光纖網(wǎng)絡建設中主要使用的三種光纜?，F(xiàn)實架設中，應以通信網(wǎng)絡的需求進行選擇，規(guī)劃好固定的建設線路，對光纜質(zhì)量進行確認，也要對未來電力通信網(wǎng)絡進行規(guī)劃和設計，避免經(jīng)過繁華市區(qū)，造成后期維護檢修等工作難以進行。普通非金屬光纜是目前電力通信網(wǎng)絡中應用最廣的種類；而自承式光纜是指光纜自身加強構(gòu)件能承受自重及外界負荷，顧名思義，其在一些復雜環(huán)境中使用較多；架空地線復合光纜的維護費用低，與我國太陽能資源相似，造價都比較高，不過伴隨著社會發(fā)展，光纜價格逐漸下降，更多電力光纖網(wǎng)絡構(gòu)建都選擇了架空地線復合光纜，其可靠性高的優(yōu)勢，更能減少網(wǎng)絡出現(xiàn)問題的概率，間接降低了電力光纖通信網(wǎng)絡的維護維修成本。

2.3 優(yōu)化系統(tǒng)及傳輸管理

電力光纖通信網(wǎng)絡已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡模式，相關工作人員及通信管理層也要與時俱進，重視通信系統(tǒng)網(wǎng)絡化、信息化、現(xiàn)代化的建設。先對系統(tǒng)各模塊和設備進行革新，提升系統(tǒng)傳輸速度，符合現(xiàn)代化標準。其次工作人員需重視起電力光纖通信網(wǎng)絡的規(guī)劃與設計，對自身所在地區(qū)網(wǎng)絡進行科學合理的規(guī)劃，結(jié)合全國電力網(wǎng)絡規(guī)劃情況進行系統(tǒng)設計，提升系統(tǒng)自動化水平，使監(jiān)控及檢測技術能夠匹配地區(qū)要求，減少人工統(tǒng)計和計算工作。在農(nóng)村及偏遠地區(qū)有關部門也要加強電力光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)的推廣，并協(xié)助進行建設管理。最后在傳輸管理方面，需要工作人員根據(jù)設備情況進行調(diào)整，使監(jiān)控檢測手段能穩(wěn)定應用在進口和國產(chǎn)設備之中，傳輸管理也需不斷學習和引進先進技術，對舊的傳輸設備進行重組改進，提高光纖網(wǎng)絡傳輸效率，保證傳輸管理也能跟上時代腳步。

自愈網(wǎng)是目前電力通信網(wǎng)絡系統(tǒng)基本具備的功能之一?！白杂本褪遣挥萌肆Ω缮?，便可以在較短的時間內(nèi)從故障中恢復網(wǎng)絡業(yè)務的能力，電力網(wǎng)絡用戶甚至察覺不到網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，現(xiàn)階段自愈網(wǎng)設置較為簡單，只設立備用路由，在網(wǎng)絡出現(xiàn)問題時重新建立通信能力。為適應傳輸網(wǎng)絡情況，可設置2芯單向通道保護環(huán)形網(wǎng)絡中各節(jié)點，支持兩根光纖通信同時進行輸入，且兩條光纖即便傳輸內(nèi)容有差異也幾乎可以忽略，一旦出現(xiàn)通信故障，兩條通道可自行實施優(yōu)劣轉(zhuǎn)換，將通信損失降低[2]。

3 結(jié)束語

電力光纖網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，也為電力通信網(wǎng)絡的發(fā)展帶了新的氣息，滿足廣大用戶的同時，也出現(xiàn)了一些問題。因此在電力光纖通信網(wǎng)絡的規(guī)劃與設計里，需注重問題的研究，尋找出解決方案，保證電力光纖通信網(wǎng)絡的質(zhì)量。才能更好地提升我國通信網(wǎng)絡的運行質(zhì)量，為電力光纖快速發(fā)展奠定基礎。