光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用

閆 絮

（1.鄭州大學(xué)，河南 鄭州 450001；2.河南工程學(xué)院，河南 鄭州 451191）

0 引 言

光傳輸設(shè)備以SDH技術(shù)為基礎(chǔ)，將信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺俳柚饫w設(shè)備加以傳輸，提高了信號傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。在電力系統(tǒng)通信中應(yīng)用光傳輸設(shè)備可提升電力通信系統(tǒng)傳輸速度，滿足激增的用電需求，推動我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，科研人員探究光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用，加大創(chuàng)新和開發(fā)力度，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 SDH光傳輸設(shè)備概述

光傳輸設(shè)備是將各式各樣的信號轉(zhuǎn)化為光信號的專業(yè)設(shè)備，是現(xiàn)代通信中廣泛應(yīng)用的設(shè)備。SDH光傳輸設(shè)備在市面上比較常見，具有廣域傳輸特性，目前已經(jīng)被國內(nèi)3大通信運營商廣泛應(yīng)用[1]。通常情況下，光傳輸設(shè)備具有傳輸距離遠(yuǎn)、信號不易丟失以及波形不易失真等特點，可以實現(xiàn)實時業(yè)務(wù)監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)的有效管理，還可提升網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。它采用同步傳送模塊和幀結(jié)構(gòu)儲存數(shù)據(jù)信息，并在輸送過程中經(jīng)過進(jìn)幀和映射等流程，確保信號的高效傳輸。實際應(yīng)用過程中，SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是多樣的，包含鏈型、星型以及樹型等，其雙環(huán)結(jié)構(gòu)具備良好的自愈能力，在電力系統(tǒng)通信中占據(jù)了重要位置。加強(qiáng)光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中應(yīng)用的認(rèn)知度，設(shè)計更有效的方案和計劃，能夠保證相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，不斷推進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

2 光傳輸設(shè)備的發(fā)展

從2001年開始，全球的光傳輸設(shè)備市場持續(xù)低迷，經(jīng)濟(jì)增長率持續(xù)下跌，甚至出現(xiàn)了增長率為負(fù)值的嚴(yán)重問題[2]。與國際光傳輸市場相比，國內(nèi)的光傳輸市場發(fā)展相對較好，并未受到較大沖擊和影響。從2006年起，我國的光傳輸設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展形勢越來越好，經(jīng)濟(jì)收益不斷攀升，在短時間內(nèi)迅速打開了市場并站穩(wěn)了腳跟，為今后的光傳輸設(shè)備的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

站在驅(qū)動力視角來看，光傳輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展動力包括以下原因。第一，得益于3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中基站、控制器以及遠(yuǎn)端射頻單元之間的光通信承載。第二，寬帶技術(shù)的持續(xù)推進(jìn)和廣泛覆蓋，使得光纖寬帶接入成為可能。第三，三網(wǎng)融合的格局已經(jīng)成形，為廣播有線電視網(wǎng)的雙向改造和升級奠定了基礎(chǔ)，也為光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了契機(jī)。第四，在軟交換基礎(chǔ)上，光傳輸設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)語音、視頻以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷囗椆δ埽偈刮锫?lián)網(wǎng)建設(shè)被真正提上日程，從而帶動了光通信骨干網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)革新。第五，視頻監(jiān)控和WiFi無線覆蓋等為光纖接入線路提供了方向和路徑。2010年，三網(wǎng)融合試點相繼出臺，全國有線網(wǎng)絡(luò)公司相繼成立，廣電網(wǎng)絡(luò)部署工作加快完成[3]。中國移動PTN大規(guī)模招標(biāo)和部署，電信和聯(lián)通兩大巨頭開始采購光傳輸設(shè)備，為光傳輸產(chǎn)業(yè)的持續(xù)壯大提供了強(qiáng)勁助力，也為光傳輸產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

3 電力系統(tǒng)通信中對通信設(shè)備的基本要求

近年來，電力系統(tǒng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，衍生出了多種多樣的業(yè)務(wù)，其中以調(diào)度自動化和安全穩(wěn)定裝置的業(yè)務(wù)為核心。在電保護(hù)視域下，通信設(shè)備時延需要控制在12 ms之內(nèi)，通信誤碼率需要控制在10E-8量級。除此之外，在調(diào)度自動化業(yè)務(wù)中，通信設(shè)備時延不能超出100 ms，誤碼率需要控制在10E-8量級。在安全穩(wěn)定裝置的電網(wǎng)業(yè)務(wù)類型中，時延不得超過30 ms，誤碼率在10E-8量級。在樣式繁多的電網(wǎng)運行信息類業(yè)務(wù)中，一些環(huán)節(jié)對通信有著嚴(yán)苛的要求，需要誤碼率在10E-6量級以內(nèi)，如計量自動化、水調(diào)自動化以及穩(wěn)控管理等。

不難看出，電網(wǎng)運行的根本任務(wù)是維持電力系統(tǒng)的安全和平穩(wěn)運行，在現(xiàn)代化通信中具有重要作用。近年來，電網(wǎng)信號傳輸?shù)陌踩浴⒖煽啃砸约熬珳?zhǔn)性不斷提升，但也暴露了電力材料為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的缺陷和不足。SDH技術(shù)及其設(shè)備具有較大的優(yōu)勢，可彌補傳統(tǒng)通信的不足和缺陷，使得光傳輸設(shè)備得到了長足的發(fā)展。

4 光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用

為了進(jìn)一步了解光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的具體應(yīng)用，以SDH光傳輸設(shè)備為例進(jìn)行分析。

4.1 安全性應(yīng)用

光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用主要集中在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化處理方面。隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無力支撐與日俱增的用電需求，暴露出了許多不足，包括安全性系數(shù)較低和容量差等，迫切需要一種新的形式和技術(shù)的融入。因此，電力網(wǎng)絡(luò)開始將單向通道倒換環(huán)站進(jìn)行集中，以此形成一站式業(yè)務(wù)模式。由于兩纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)存在特殊保護(hù)原則，采用APS協(xié)議會間接導(dǎo)致維護(hù)、配置工作陷入較為復(fù)雜的境地而導(dǎo)致錯連問題，因此采取了分散的業(yè)務(wù)類型。對電力系統(tǒng)通信而言，采用SDH技術(shù)時應(yīng)拆分處理當(dāng)下的通信通道，并改造環(huán)路，以實現(xiàn)物理轉(zhuǎn)接模式的轉(zhuǎn)變和數(shù)字交叉的過渡，達(dá)到提高安全性能的目的。例如，若部分區(qū)域出現(xiàn)了無法實現(xiàn)自愈環(huán)的問題，可以嘗試通過串聯(lián)模式轉(zhuǎn)變手段實現(xiàn)支線線路組環(huán)。

4.2 靈活性應(yīng)用

電力系統(tǒng)通信采用光傳輸設(shè)備可確保信號傳輸更安全可靠，也可確保電力網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)橫縱雙向發(fā)展，可將電力系統(tǒng)通信產(chǎn)業(yè)帶入一個新的發(fā)展階段，滿足相關(guān)的發(fā)展需求，如降低聯(lián)網(wǎng)成本和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)立體化等。產(chǎn)業(yè)升級和外部環(huán)境的變化對電力系統(tǒng)通信提出了更高的要求，因此需加快核心網(wǎng)站升級任務(wù)，將早先的核心環(huán)網(wǎng)平滑升級到10 GB容量，從而為通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)擴(kuò)容和業(yè)務(wù)量的增加奠定基礎(chǔ)。與其他同期技術(shù)相比，SDH技術(shù)展現(xiàn)出了無與倫比的靈活性。

4.3 穩(wěn)定性應(yīng)用

早先的電力通信大多采用局端單節(jié)點的接入方式，雖可滿足電力系統(tǒng)通信傳輸需求，但是應(yīng)用弊端突出，容易出現(xiàn)單節(jié)點失效和單方向光纖短路等問題，直接影響通信的安全性、準(zhǔn)確性以及可靠性。與這種方式不同的是，SDH光傳輸設(shè)備采用的主要是分層環(huán)形組網(wǎng)和雙節(jié)點子環(huán)的接入方式，與局端單節(jié)點相比，大幅提升了穩(wěn)定性和安全性，可以有效避免各類故障的產(chǎn)生。

4.4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面應(yīng)用

一般情況下，SDH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以根據(jù)我國電力方面的法規(guī)劃分為一級傳輸網(wǎng)、二級傳輸網(wǎng)、三級傳輸網(wǎng)、四級傳輸網(wǎng)以及五級傳輸網(wǎng)5個等級，分別對應(yīng)國家層面、省級層面、地區(qū)層面、縣級以及縣級以下的覆蓋網(wǎng)。因為電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)流向由低到高的特性，所以SDH技術(shù)在應(yīng)用過程中應(yīng)率先考慮網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和容量，結(jié)合不同地域和階層，進(jìn)一步考量網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與管理的復(fù)雜程度，以進(jìn)一步了解網(wǎng)絡(luò)層次架構(gòu)，真正地作用于地方傳輸網(wǎng)，保障人們用電的穩(wěn)定性。

4.5 其他配置中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)通信中采用了SDH光傳輸設(shè)備，大幅提升了其安全性能，保障了設(shè)備安全和有效運行。在保障運作要求的基礎(chǔ)上，SDH技術(shù)不斷革新，發(fā)揮了更強(qiáng)大的功能和作用，解決了節(jié)點失效狀況，促進(jìn)了電力系統(tǒng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。目前，光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入新階段，拓展出了多方面功能，體現(xiàn)了更多方面的價值，如利用SDH技術(shù)同步單元時鐘、巧妙設(shè)計網(wǎng)管以及選擇設(shè)備參數(shù)等。設(shè)計網(wǎng)管應(yīng)有效管控不同通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，使其符合相關(guān)規(guī)定和要求。參數(shù)設(shè)計過程需要結(jié)合實際需求，將參數(shù)設(shè)定為安全有效的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)通信產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定運行和長久發(fā)展。

5 案例分析

以某地的電力系統(tǒng)通信為例，該地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)備為SDH光傳輸設(shè)備，能夠滿足當(dāng)?shù)赜秒娦枨蠛碗娋W(wǎng)發(fā)展要求。下文結(jié)合現(xiàn)實案例進(jìn)行闡述和剖析，了解光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用原理、作用以及影響。

5.1 基本規(guī)劃方案

架空地線復(fù)合光纜與全介質(zhì)自承式光纜具有較強(qiáng)的安全性、可靠性以及穩(wěn)定性，且不需要過高的維修成本，利于長久應(yīng)用，因此最終確定了這一套網(wǎng)絡(luò)光纜。考量該地區(qū)電網(wǎng)的綜合發(fā)展，配合建設(shè)要求和貼合擴(kuò)容方向，該方案最終選擇了2.5 GB容量的光傳輸設(shè)備鋪墊基礎(chǔ)設(shè)施，選中了雙環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為整體系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容，配置了ADSS光纜和OPGW光纜等，以確保工程萬無一失。

5.2 SDH組網(wǎng)及電力通信系統(tǒng)應(yīng)用

該地區(qū)首選MSTP光傳輸設(shè)備為組網(wǎng)基礎(chǔ)，利用SDH技術(shù)優(yōu)勢與設(shè)備的靈活性，不僅能夠進(jìn)一步提升業(yè)務(wù)調(diào)度力和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理能力，還能協(xié)助當(dāng)?shù)仉娏Σ块T和企業(yè)實現(xiàn)基于ATM光信號網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的接入、傳送以及調(diào)度等，使電力系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)語音、視頻以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)功能。SDH光傳輸設(shè)備最終投入電力通信產(chǎn)業(yè)時，選用的光纖多為2芯和4芯。其中，4芯在數(shù)據(jù)應(yīng)用傳輸量大的企業(yè)和場合更常見，具有強(qiáng)大得功能和較高的利用價值。本次探討的某地區(qū)SDH光傳輸設(shè)備較多場合應(yīng)用了2芯SDH光纖，該光纖不僅可以滿足當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)光傳輸需求，還可以節(jié)約開支。

6 結(jié) 論

在電力系統(tǒng)通信產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展下，光傳輸設(shè)備愈加重要，對我國電力部門通信系統(tǒng)的改進(jìn)和完善具有重要意義。因此，探究光傳輸設(shè)備在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實價值，需要相關(guān)部門和企業(yè)高度重視并積極開展相關(guān)探索，使光傳輸設(shè)備的應(yīng)用更加合理和有效，從而促進(jìn)電力通信產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。