基于OTN技術下電力通信傳輸網絡優(yōu)化措施

摘要：電力通信傳輸系統(tǒng)中綜合不同的運行工況，科學配置電力設備，并合理應用光傳送網（OpticalTransportNetwork，OTN）技術可以改善電力通信傳輸網絡的整體性能。基于此，在智能電網建設發(fā)展中，主要簡述OTN技術，討論OTN技術在電力通信傳輸網絡中的問題，基于色散、波長等因素提出OTN技術的網絡結構和拓撲、網絡路由和光放大器系統(tǒng)優(yōu)化措施，以供參考。

關鍵詞：光傳送網技術電力通信傳輸網絡優(yōu)化信息技術

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

在智能電網建設發(fā)展中，利用信息技術手段和自動化技術推動電力通信系統(tǒng)智慧化發(fā)展，為滿足系統(tǒng)智能運行需求，對通信帶寬擴展功能提出了更高要求。在電力市場中，應用多種技術手段可以有效滿足電力通信業(yè)務范圍廣、實時性、高可靠性的發(fā)展需求。同時，技術的發(fā)展對寬帶的性能提出更為嚴格的要求。目前，基于同步數(shù)字系統(tǒng)技術無法滿足實際的通信需求?；诠鈧魉途W（OpticalTransportNetwork，OTN）技術進行多路網絡的建設，實現(xiàn)光層的交叉以及信號調度優(yōu)化，達到提高整體性能的目的。

1 OTN技術分析

OTN技術通過光通道和多路等不同的光層保護方式，切實保障電力系統(tǒng)運行的安全性。OTN技術在應用中具有大容量和傳播距離遠特征。在全新的調制編碼技術支持下，利用色散可調補償技術和電域均衡技術進行綜合處理，充分提高了網絡傳輸質量。通過控制高容量設備配置距離的方式則有利于降低設備運行中產生的干擾性影響，提高電力系統(tǒng)的運行效率[1]。

2 OTN技術在電力通信傳輸網絡中的問題

電力通信傳輸網絡中，應用OTN技術可以增強電力通信系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。但是在系統(tǒng)應用中容易受到多種因素的影響，導致信號傳遞出現(xiàn)資源沖突等問題。對此，為了保障系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性，在電力系統(tǒng)中可以通過增設光發(fā)大器設備、色散補償?shù)姆绞?，?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。

在設計中容易出現(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)不同工況中設備的運行狀況，優(yōu)化網絡路由、光放大器等相關設備，根據(jù)不同工況進行設備聯(lián)動，實現(xiàn)協(xié)調處理，這樣則可以有效擴大傳輸性能，優(yōu)化網絡結構，增大傳輸距離，達到提高電力通信效果的目的[2]。

3 基于OTN技術的電力通信傳輸網絡優(yōu)化措施

3.1 網絡結構和拓撲優(yōu)化方案

3.1.1 方案設計

網絡結構優(yōu)化主要就是合理應用路由系統(tǒng)，保障站距分布的均勻性；對于無法應用路由的區(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行性能優(yōu)化，同時做好光路跳接點以及拓撲結構設計規(guī)劃。網絡拓撲與端口在設計中要基于規(guī)范要求進行合理配置在提高網絡功能的同時有效優(yōu)化設備配置[3]。基于OTN技術電力通信優(yōu)化傳輸網絡結構如圖1所示。

關于電力通信網絡結構設計，根據(jù)不同業(yè)務需求合理配置電力設備和網絡結構，根據(jù)今后十年發(fā)展計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)實際狀況進行容量的預留，滿足系統(tǒng)升級和性能優(yōu)化的配置需求。在設置中要做好中繼站、傳輸距離限制等問題的分析，在各個站點中通過設置交叉設備等方式實現(xiàn)業(yè)務的優(yōu)化以及調整，對于存在嚴重衰耗的線路則要及時更換處理，通過優(yōu)化光放的方式提高信號的穩(wěn)定性，增強可靠性。

3.1.2 衰減控制

光信號在通過光纖進行傳輸中而出現(xiàn)的衰減過程，就是在信號傳遞中產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致能量損失等相關問題，也會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行計算，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折射率等因素的影響，導致光纖折射率傳輸速度不足，直接影響電力系統(tǒng)運行效率，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、碼間串擾等相關問題，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，導致長距離傳輸之后會出現(xiàn)信號擴展性變化，進而導致相位出現(xiàn)變化、臨近信號脈沖重疊、對應位置誤差等問題。而在傳輸中距離、色散以及碼速等因素與光源產生的頻譜之間具有反比的關系，隨著速率的增加會導致色散系數(shù)變大，而普寬數(shù)值也會增加。為了提高傳輸質量，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)質量問題[4]。

3.1.4 非線性效應

非線性效應會出現(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影響會出現(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，這些問題會對自相位調制、交叉相位以及四波混合頻率產生較為直接的影響；光纖中纖芯幾何形狀、折射率在內部殘余的應力參數(shù)、扭曲以及應用環(huán)境等都是主要的硬性農商，在這些因素的作用之下會其軸對稱分布狀態(tài)受到直接的影響?；贠TN技術構建組網方案，對各種問題進行梳理優(yōu)化，通過有效的設備配置，則可以有效實現(xiàn)網絡傳輸距離的控制，達到優(yōu)化完善的目的。

3.2 網絡路由優(yōu)化

3.2.1 分析性能

網絡路由優(yōu)化的重點就是分析電力系統(tǒng)中網絡負載均衡性的問題。首先要確定負載均衡的主要因素以及關鍵指標參數(shù)，綜合實際狀況做好網絡路由以及相關業(yè)務的分析，合理配置設備以及結構，保障符合實際需求。綜合分析不同類型對于網絡路由優(yōu)化產生的影響，通過線性規(guī)劃的方式進行處理，則可以實現(xiàn)多目標的優(yōu)化處理目標。同時可以應用蟻群算法進行資源分析，實現(xiàn)路由資源的科學配置。但是在處理中缺乏對業(yè)務因素的分析，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行處理，根據(jù)網絡路由業(yè)務的實際需求、電力通信傳輸?shù)慕嵌鹊冉嵌冗M行優(yōu)化配置，則可以有效滿足電力系統(tǒng)運行中對于網絡路由的功能性需求。

3.2.2 構建數(shù)據(jù)模型

在處理中要構建路由優(yōu)化數(shù)據(jù)模型，基于定義進行網絡拓撲結構分析，通過表示網絡拓撲結構，其中表示網絡節(jié)點集合，表示網絡中存在的光纜集合?；诮浀涮幚磉M行抽象分析，構建鄰接矩陣對其進行綜合分析。應用OTN技術實現(xiàn)通信傳輸處理，不同光纜的實際業(yè)務承載具有一定的限額，通過計算則可以獲得兩個承載業(yè)務的數(shù)量特征。在特殊狀態(tài)之下兩點之間的光纜連接數(shù)值參數(shù)為0[5]。對此，在進行網絡路由的優(yōu)化處理中，必須要保障線路承載業(yè)務數(shù)據(jù)的參數(shù)符合需求，通過降低差別數(shù)值等方式則可以實現(xiàn)整體性的負載均衡，有效避免部分線路受到負載因素的影響而出現(xiàn)風險較大的變化。在處理中要通過方差的方式進行負載均衡個優(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，因為在電力系統(tǒng)的線路架設中受到多種因素的影響導致跨度大等問題，為了滿足系統(tǒng)運行的需求要通過光發(fā)大器進行性能優(yōu)化。對此，在設計中要基于特征進行典型的設計，這樣則可以提高整體的性能[6]。

4 結論

OTN技術具有強大的大粒度交叉調度能力，可以實現(xiàn)對大容量的交叉調度以及傳輸?shù)奶幚?，有效滿足傳輸?shù)膶嶋H需求。在應用中可以綜合實際需求在核心層以及基礎層中進行系統(tǒng)的配置以及優(yōu)化處理。探究優(yōu)化路徑以及手段，基于網絡結構、網絡路由優(yōu)化以及光放大器幾個角度進行綜合分析，在接入層中融合OTN技術技術手段，構建傳輸網絡結構，則可以有效提高資源綜合利用效率，避免出現(xiàn)網絡阻塞等問題，有利于提高傳輸穩(wěn)定性。

參考文獻

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

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

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