電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)研究

馬 文

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司 寧東供電公司，寧夏 銀川 750411）

1 電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則

信息時(shí)代到來以后，信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，信息化改變了人們的生產(chǎn)生活，使得人們迎來了嶄新的發(fā)展。例如，智能手機(jī)的普及使得移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生了明顯的變化，最初的2G移動網(wǎng)絡(luò)逐步被4G網(wǎng)絡(luò)所取代，當(dāng)下朝著5G網(wǎng)絡(luò)的方向邁進(jìn)且取得了一定的發(fā)展成果。電力資源與人們的生產(chǎn)生活有著緊密的關(guān)聯(lián)性，各個電力部門為滿足電力需求都在積極進(jìn)行電力生產(chǎn)和規(guī)劃，而在此過程中，電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)顯然越發(fā)引起了人們的重視，專業(yè)設(shè)計(jì)人員在開展這一規(guī)劃設(shè)計(jì)工作的過程中必須要遵循有關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，保障規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的合理性，以使得電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠與電力需求相符合[1]。正是因?yàn)殡娏こ填I(lǐng)域?qū)﹄娏饫w通信網(wǎng)絡(luò)的特殊要求，在規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，專業(yè)人員需始終遵循科學(xué)性、綜合性、經(jīng)濟(jì)性以及先進(jìn)性的設(shè)計(jì)原則，以通過這些原則的落實(shí)來使得電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)達(dá)到電力業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)和需求，在電力工程領(lǐng)域形成高可靠性的通信網(wǎng)絡(luò)體系。湖北電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 湖北電力光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2 電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題

2.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)問題

電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中可選擇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常多。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡(luò)連接的形式，一般包含了星型、環(huán)型、總線型以及樹型等多種。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輔助下，通信可以被具體分配到計(jì)算機(jī)中，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，經(jīng)由電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)，從遠(yuǎn)端就可以實(shí)時(shí)掌握到電力光纖等傳輸媒體與工作站之間的具體配置和連接情況[2]。近年來，隨著電力需求的顯著增長，電力傳輸距離越來越遠(yuǎn)，再加上整個運(yùn)營過程中面臨著很多的技術(shù)難題，使得拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇相對困難。同時(shí)一些電力部門在電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中缺乏對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的統(tǒng)一規(guī)劃，沒有從全局性的角度出發(fā)考慮問題，使得通信網(wǎng)絡(luò)的整體效率偏低，難以發(fā)揮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和作用[3]。

2.2 通信設(shè)備選型問題

電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中使用的設(shè)備設(shè)施非常多，這些設(shè)備選型是否合理同樣會影響到電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。如果在規(guī)劃設(shè)計(jì)中能夠根據(jù)總體的規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇最為恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備，那么就可以使得電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)營水平得以提高，保障通信效果[4]。對于一些距離相對較遠(yuǎn)的通信工作而言，如果要實(shí)現(xiàn)站與站之間的信息傳輸，電力企業(yè)需進(jìn)行光纖互聯(lián)站點(diǎn)的布設(shè)。在通信過程中，經(jīng)由多次轉(zhuǎn)送以后完成通信任務(wù)，而在跳接的過程中，一旦不同站點(diǎn)之間的通信設(shè)備存在規(guī)格、型號等方面的差異，通信傳輸中的信息完整性和準(zhǔn)確性將難以保障，整體的傳輸效率偏低。一般情況下，電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的通信設(shè)備選型問題主要是由以下因素所造成的。一是部分人員在開展設(shè)備選型的過程中對于相關(guān)要點(diǎn)的掌握不夠，不了解設(shè)備型號和性能等各種特點(diǎn)，選用了不合格設(shè)備。二是設(shè)備更換或者架設(shè)時(shí)出于成本因素的考慮，對所選擇的新型設(shè)備缺乏專業(yè)化測試或者選用了質(zhì)量不達(dá)標(biāo)設(shè)備，雖然在一定程度上節(jié)約了成本，但對通信網(wǎng)絡(luò)的影響巨大，電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的電力損耗嚴(yán)重[5]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與傳輸管理問題

當(dāng)前的電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)水平在當(dāng)前的條件下顯著提升，但在具體的工作進(jìn)行中依舊伴隨著各種問題，其中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和傳輸管理方面的問題尤為突出，具體表現(xiàn)在以下方面。一是各個地區(qū)在電力需求方面存在著明顯的差異，而這種差異使得在電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)也存在著各自的特殊要求，正常的運(yùn)行狀態(tài)下，相關(guān)人員無法及時(shí)反饋和處理電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的問題。二是電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的信息化和智能化水平有限，尤其是在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，信息化和智能化尚未完全實(shí)現(xiàn)，還依舊采用的是傳統(tǒng)的人工工作方式，整體的工作效率低下且數(shù)據(jù)偏差非常大。三是在傳輸管理方面出現(xiàn)了一定的問題以后，在接收到監(jiān)控中心所反饋的信息后才開始組織專業(yè)人員前往現(xiàn)場檢查和處理，網(wǎng)絡(luò)自愈尚未實(shí)現(xiàn)。總之，電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率偏低，系統(tǒng)很難在出現(xiàn)問題以后快速恢復(fù)到正常狀態(tài)，恢復(fù)時(shí)間過長，這些都加劇了電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行復(fù)雜性，也使得人們對通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提出了新的要求[6]。

3 電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)問題與對策

3.1 科學(xué)構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)

電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)先考慮通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)的適用性和實(shí)際情況與通信傳輸效率、安全等有著緊密的聯(lián)系。通信系統(tǒng)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具體指的是設(shè)備之間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的連接方式，設(shè)計(jì)人員在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的確定上需重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備之間的連接關(guān)系[7]。當(dāng)下的電力工程領(lǐng)域，電力光纖通信系統(tǒng)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包含了多種，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求來選擇最為恰當(dāng)?shù)倪B接方式。例如，在我國的農(nóng)村電力光纖中，大多為總線型設(shè)計(jì)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靈活性和便捷性雖然較好，但在投入運(yùn)營以后，一旦主干線出現(xiàn)了嚴(yán)重故障，則通信網(wǎng)絡(luò)將受其影響。為提升通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的合理性，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員可以適當(dāng)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的簡化，通過這種方式來控制傳輸時(shí)間，進(jìn)而來提升通信效率，保障信息在傳輸過程中的完整性和準(zhǔn)確性。現(xiàn)代化發(fā)展趨勢下，電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更多采用的是星型、鏈型以及環(huán)形，不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方式和特性等都存在一定的區(qū)別，在條件允許的情況下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)開展一體化設(shè)計(jì)。

3.2 選擇適合電力通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

電力工程領(lǐng)域的光纖通信網(wǎng)絡(luò)之所以得到推廣和應(yīng)用，主要是以為這一通信結(jié)構(gòu)的抗電磁干擾性突出，使得在通信過程中的便捷性和安全性更高，當(dāng)然光纖通信也兼具寬頻帶、小傳輸損耗以及大傳輸容量的優(yōu)勢，即使是覆蓋面非常廣的電力網(wǎng)絡(luò)，在整個電力工程領(lǐng)域也能夠得到最為有效的利用。當(dāng)前的電力工程領(lǐng)域存在有不同規(guī)模的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，但因?yàn)橥ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)實(shí)際設(shè)計(jì)中存在著一定的指標(biāo)參數(shù)規(guī)定，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)這些要求來選擇特定型號的電纜[8]。在通信設(shè)備的選擇方面，應(yīng)綜合考慮設(shè)備容量、傳輸效果、成本以及兼容性等因素，以保持設(shè)備和整個光纖通信網(wǎng)絡(luò)的匹配性。在我國的通信工程領(lǐng)域，因?yàn)榈貐^(qū)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和水平的區(qū)別，使得在通信設(shè)備的選擇過程中，應(yīng)重點(diǎn)考慮區(qū)域性因素。現(xiàn)實(shí)的架設(shè)工作進(jìn)行中，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員應(yīng)著力從通信網(wǎng)絡(luò)需求方面著手，在規(guī)劃好固定的建設(shè)線路以后，反復(fù)檢查光纜的質(zhì)量是否合格，但與此同時(shí)也需要考慮未來電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的拓展情況。普通非金屬光纜在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用范圍最廣，而自承式光纜的構(gòu)件強(qiáng)度較大，可以承受一定的自重和來自外部的負(fù)荷，這種特點(diǎn)使得其在復(fù)雜通信網(wǎng)絡(luò)中更為適用。架空地線復(fù)合式光纜的維護(hù)便捷且維修成本較低，但需要較大的前期投資。部分電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)中采用了PDH系統(tǒng)，具體構(gòu)成如圖2所示。

圖2 PDH系統(tǒng)的基本構(gòu)成

3.3 優(yōu)化系統(tǒng)及傳輸管理

隨著通信網(wǎng)絡(luò)的日漸進(jìn)步，當(dāng)下的電力工程領(lǐng)域，傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)模式顯然已經(jīng)被電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)所取代，而這一發(fā)展趨勢下人們在電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中也應(yīng)該緊跟時(shí)代步伐，積極推進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的信息化和智能化。首先，在電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)中各個模塊和設(shè)備的更新，以通過這一方式來最大程度上提升傳輸速率[9]。其次，專業(yè)人員要從思想上重視電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，結(jié)合電力網(wǎng)絡(luò)的通信需求開展有針對性的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，并在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中加強(qiáng)自動化技術(shù)的應(yīng)用，以最大程度上提高系統(tǒng)的自動化水平，使得電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的監(jiān)控和檢測均能夠與區(qū)域情況相符合，克服傳統(tǒng)人工工作的弊端。在一些偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，需加大電力光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的推廣工作，用現(xiàn)代化手段來指導(dǎo)通信工作[10]。最后，在傳輸管理方面，有關(guān)人員應(yīng)有效根據(jù)通信設(shè)備的使用情況來靈活調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備參數(shù)，使得在設(shè)備的運(yùn)行和使用過程中，通信網(wǎng)絡(luò)可以自動識別系統(tǒng)中潛在的風(fēng)險(xiǎn)并自動處理。自愈是當(dāng)前電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最為突出的功能，在通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)，即使出現(xiàn)了相應(yīng)的故障和問題，自愈模塊也可以最快進(jìn)行處理，在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。

4 結(jié) 論

近年來，隨著人們對電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求，各個電力部門在開展電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中需嚴(yán)格根據(jù)區(qū)域內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)配置情況，采用先進(jìn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念來突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)局限，提升電力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率，保障系統(tǒng)可靠性。