電力光傳輸網的結構分析及優化方案分析

鄭秋云

摘 要：隨著我國電力光傳輸網技術的快速發展，光傳輸網絡是目前電力通信系統中的核心通信介質，在電力通信系統中有著無法替代的重要地位，然而它也在快速發展的過程中暴露了一些問題。進一步優化目前的光傳輸網結構，恰當地引進新的技術，可以在優化和升級光傳輸網的過程中更有效地進行業務信息的傳遞。

關鍵詞：電力光傳輸網；網絡分層分環優化；底層光纜網架；優化設計

1 前言

光傳輸網絡是目前電力通信系統中的核心通信介質，其在電力通信系統中有著無法替代的重要地位。光傳輸網絡涉及電網穩定、繼電保護、經營、調度和生產等多個電力系統的關鍵業務。在光傳輸網絡高速發展的同時，也暴露出很多問題。目前來看，只有進一步優化光傳輸網結構和不斷引入新技術，才能進一步提高光傳輸網絡中信息傳遞的速率，并推動光傳輸網絡業務進一步擴張。

2 現階段電力光傳輸網的狀況和特點

2.1 現狀

目前的電力光傳輸網是由鏈狀電路和SDH環網電路兩個重要的部分構成的。輸電線路的走勢是光傳輸網架構成的主要部分。底層光纜路由使光傳輸網架快速形成后，通過以星狀匯聚形成的業務結構就會產生大量的跨環穿透業務。大量的跨環穿透業務很容易使帶寬和節點出現瓶頸，同時增加了運行維護的難度系數。在光電傳輸網絡SDH制式中，工程應用和網絡設計會最大限度地使用環形拓撲，就是盡可能多地讓網路結構增加可靠性。如果SDH環網數量明顯增多到一定數量時，就會增加光傳輸網絡承載的業務網絡結構與其自身的網絡結構之間的矛盾，加上環形拓撲的一些問題，光傳輸網絡的維護性和中心點介入的安全性將會產生更大的壓力。

2.2 特點

我們來分析一下電力光傳輸網底層光纜網架的特性。

（1）它包含了電力線特種光纜和普通光纜。特種光纜有ADSS光纜和OPGW光纜，普通光纜有地埋管道光纜和架空光纜等。普通光纜趨近于運行商網絡用的底層光纜，而特種光纜則有很大的區別。在現代技術的迅速發展中，新建線路越來越多，尤其是OPGW光纜成為了電力底層光纜的重要資源。現在，我國大部分變電站和電廠的網狀底層光纜網架都使用OPGW光纜。

（2）輸電線路的走向決定了OPGW光纜的路由。電網的生產需要決定了輸電線路的走向，而其建設和規劃是根據電源點到負荷點的基本原理，它們的改變會導致電網接線的變化，也會讓輸電線路重新規劃，如線路改接到其他變電站、老線路的開斷環入新變電站、重新建立新的輸變電線路等。電力光傳輸網的OPGW光纜路由隨著這些輸電線路的改變而改變，也會影響到光傳輸網架的結構。這些改變和影響改變了之前的光路傳輸距離，從而使光放大器、色散補償和配置光卡等一系列器件和設備重新調整，也改變了子網連接保護通道，線路保護環失去了復用段的保護等。

3 存在的問題

3.1 電力光傳輸網和電力光傳輸網的底層光纜網架之間的問題

底層傳輸光纜隨著電力光傳輸網的不斷變化而改變，傳輸網的結構也會發生變化。在應用OPGW光纜初期，因為光纖傳輸網還沒有形成網絡，電路是以鏈狀形式存在的，因此它的業務數量、傳輸信息種類和依賴程度都沒有達到相應的標準，存在于輸電線路上的光纜就較少。

改變輸電線路接線對電網的調度和生產有較少影響，因為不會涉及光纜大量業務的中斷和改變。目前我國把OPGW光纜大量用于電力光傳輸網中，使底層電力傳輸光纜構架過度應用于電力光傳輸網層面，很難使電力光傳輸網滿足其本身網架的可靠性和合理性。而現在SDH環網的區域層次也不夠明確，SDH環型網絡上大量的環上節點容易被底層光纜構架的改變破壞，使整個網絡的可靠性和穩定性降低，產生大量的維護和業務變動。

3.2 電力光傳輸網和其業務網的問題

電力光傳輸網的業務流向是縱向分散至區域電網電鍍中心、省調度中心和地區調度中心等。橫向的信息流基本沒有，除了部分輸電線路連接的廠站業務。而目前網絡規模在社會中的迅速發展，會導致以環型拓撲結構的電力光傳輸網和其以星狀匯聚流的業務網結構產生更大的矛盾。

電力光傳輸網最大的問題是目前電力光傳輸網建設和規劃。為了提高其承載業務的迅速傳遞和可靠性，使電力光傳輸網更快適應底層光纜網架的改變，需要進一步優化其結構，并引進最新技術，使環網得到有效保護，還能讓底層光纜網架在變化的同時恢復多路徑的業務。

4 優化方案

分環、分層地優化SDH光傳輸網，不僅加強了中心點接入的可靠性和安全性，使SDH光傳輸網架結構的穩定性得到了保持，跨環業務和電路相應得到了減少，應用兩點互聯于上層和下層、主環和支環。

在此優化基礎上，還可在具備條件的節點上選擇性引入網狀網拓撲的ASON技術。ASON技術主要是提高了網絡的靈活性、可拓展性及生存性，因為ASON的節點越多，網絡中跨環的電路和業務就會越少，能相對減少故障，會使整個網絡的業務時間提高、運行質量提高，降低維護網絡的難度。

ASON技術是以SDH作為傳送技術、以光纖作為物理傳媒的智能自動交換光傳送網，融合了IP交換技術和SDH光傳輸技術，獨立傳送和控制平臺。它的特點和優點如下：

（1）擁有了控制平面，可以更有效地動態分配網絡帶寬，改變了業務本身的不可預見性和不確定性，增加了網絡的可靠性和生存性。

（2）組網方式可以支持網狀網的方式，使電力系統在管理和生產調度過程中，系統多個節點和路由失效的情況下，網絡還能擁有夠多的帶寬和路由，使其他節點業務得到有效的保護而不被中斷。

（3）網狀網的應用方式能夠使業務在任何狀況下以最少的節點傳送，最終帶寬的吞吐量得到了保證，還保證了通道的可靠和質量。

（4）網路在發生問題時仍然可以保證一定質量的業務進行，復原和恢復功能很強，尤其是分布式的恢復和復原，快速恢復業務的正常進行。

參考文獻

[1]孫瑞華，苑豐，郭保衛.平頂山電力光傳輸網絡的優化方案[J].電力系統通信，2010，（10）：18-20，33.

[2]黃宇杰.某水電廠電力光傳輸網工程設計與實現[J].通訊世界：下半月，2013，（10）：18-19.

（作者單位：國網寧德供電公司）