光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

中國大唐集團有限責任公司重慶分公司新能源事業(yè)部 劉國俊

1 引言

智能電網(wǎng)的快速普及和分布使得電力通信系統(tǒng)隨之革新優(yōu)化，能夠為智能電網(wǎng)的搭建創(chuàng)建良好環(huán)境和基礎(chǔ)性安全保障。隨著時代的快速發(fā)展，我國電力通信技術(shù)由傳統(tǒng)的電纜到光纖、微波以及衛(wèi)星等多元通信技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展歷程，促使電力通信系統(tǒng)的質(zhì)量水平得到穩(wěn)步提升，從而增強電力綜合通信能力。

2 光通信技術(shù)基本概述

2.1 光通信技術(shù)

光通信技術(shù)作為一種通信技術(shù)手段，光網(wǎng)是其主要的傳輸介質(zhì)。但是如果借助光網(wǎng)傳播的手段，需要將網(wǎng)絡(luò)傳輸增多做前提，然后再進行光傳送網(wǎng)的總體布局工作，這樣可實現(xiàn)全光化的發(fā)展模式。使用光通信技術(shù)實現(xiàn)MSTP 和DWDM 等光傳送網(wǎng)的建設(shè)和搭建（圖1）。同時，為了更好地完成鏈接交換工作，便可使用ASON 網(wǎng)絡(luò)，讓其進一步推動該項工作的順利開展，能夠在一定程度上實現(xiàn)電網(wǎng)資源的智能化分配，最終實現(xiàn)電力通信系統(tǒng)可以更加智能化，讓其能夠?qū)崿F(xiàn)標準運行，進一步提高工作的穩(wěn)定性。

圖1 光傳送網(wǎng)

為了更好實現(xiàn)系統(tǒng)的整體運行控制，對于光通信技術(shù)來說，能夠利用其控制下的光網(wǎng)絡(luò)自動交換和鏈接技術(shù)，這樣一來可讓各功能的作用充分地發(fā)揮出來。當前，我國所應(yīng)用的技術(shù)為ASCN 技術(shù)，集傳遞信號與交換信號融為一體，能夠保障電力系統(tǒng)的整體安全，為后續(xù)處理各類線路問題提供可靠支撐。因此，新型光通信技術(shù)同樣有著網(wǎng)絡(luò)布置的優(yōu)勢，能夠充足提高我國光傳輸電網(wǎng)的應(yīng)用質(zhì)量水平，從而為廣大民眾提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)[1]。

2.2 光通信技術(shù)發(fā)展歷程

光通信技術(shù)是通過光學纖維進行信息傳導(dǎo)的一種有線通信系統(tǒng)，將光作為一種通信載體應(yīng)用歷史豐富。光纖通信技術(shù)的應(yīng)用起始于20世紀七十年代，其中第一代光纖技術(shù)主要是從1990—1999年大規(guī)模發(fā)展的SDH 傳輸網(wǎng)絡(luò)，第二代光通信技術(shù)在2000—2006年高速發(fā)展的MSTP 和DWDM 技術(shù)，第三代光通信技術(shù)將OTN 和ASON 作為典型，隨后又發(fā)展出了第四代及第五代技術(shù)。

從SDH 發(fā)展到EPON 技術(shù)，每一個變革都推動了我國光通信技術(shù)的快速發(fā)展，逐漸拉近我國光通信技術(shù)水平與國際發(fā)展間的距離。使用光通信技術(shù)最大優(yōu)勢主要表現(xiàn)為傳輸距離加長、通信容量不斷加大。在電力通信網(wǎng)絡(luò)運行中使用光纖進行信息傳輸，傳輸距離比數(shù)字微波、電力線載波以及銅線纜等技術(shù)相比較來說距離更遠，但在實際運作傳輸中，穩(wěn)定性更高，抗干擾能力增強，從而保障電力通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

2.3 光通信技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

光通信技術(shù)與其他技術(shù)手段相比較而言，在傳輸容量方面優(yōu)勢顯著。首先在一根光纜之中可能包括幾百根甚至是上千根光纖，能夠利用波分復(fù)用技術(shù)將一根光纖當作是幾十根光纖予以應(yīng)用，從而拓寬通信容量。其次，光纖有著較強的抗衰耗特征，光纖在應(yīng)用過程中配置適當?shù)墓獍l(fā)送以及光接收設(shè)備，能夠使所傳輸?shù)木嚯x達到數(shù)百千米。再次，光通信技術(shù)能夠減少外界因素的干擾，提高自身較強耐腐蝕性和抗彎性能。最后，若是在芯數(shù)相通的狀況下，光纜質(zhì)量與電纜相比質(zhì)量更輕，其中光纜敷設(shè)方式更加靈活且方便，不僅能夠進行直埋和管道敷設(shè)施工，同時能夠使用水底和架空方式的敷設(shè)施工手段。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中容易出現(xiàn)信息被竊取的狀況，但是光波在光纖傳輸中僅僅在纖芯區(qū)域內(nèi)進行傳輸，基本不會出現(xiàn)嚴重的泄露狀況，因此光通信技術(shù)有著顯著的保密性特征[2]。

3 光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的問題

3.1 設(shè)備組網(wǎng)無法滿足實際需求

電力通信網(wǎng)絡(luò)可劃分為電力配電網(wǎng)和電力調(diào)度網(wǎng)兩種類型，主要以電壓為根據(jù)劃分二者，在電力系統(tǒng)中需要重視電力通信網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用意義。因此，需要推動電力通信網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展，契合當前社會的實際發(fā)展需求和人們的日常生活工作需求，從當前電力通信網(wǎng)絡(luò)所存在的缺陷入手，分析各類故障問題，其中DWDM 設(shè)備組網(wǎng)無法滿足當前實際需求嚴重制約著電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展進程。從實際狀況出發(fā)，我國多數(shù)省份仍然在延續(xù)使用傳統(tǒng)的MSTP設(shè)備組織網(wǎng)絡(luò)，只有少數(shù)地區(qū)仍在使用DWDM 設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。加上我國電網(wǎng)發(fā)展水平不斷提升，整個電力通信網(wǎng)絡(luò)負荷隨之加大，已無法滿足社會發(fā)展的實際需求和使用狀況，對我國電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展產(chǎn)生阻礙作用，需要提升電網(wǎng)系統(tǒng)組織建設(shè)[3]。

3.2 電力配電網(wǎng)方面存在漏洞

當前，在我國電網(wǎng)中仍然存在僅重視發(fā)放、輕視供應(yīng)的問題，這種傳統(tǒng)理念對我國電力系統(tǒng)優(yōu)化完善較為不利。在實際應(yīng)用中，配電系統(tǒng)也是電力接入系統(tǒng)，通常情況下多是由10kV 電壓構(gòu)成。我國配電網(wǎng)所覆蓋的面積廣闊，其中技術(shù)和方式的組合呈現(xiàn)出多樣化的特征，但是由于傳統(tǒng)的陳舊理念，致使配電設(shè)備自動化發(fā)展程度較低，再加上當前仍存在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)薄弱的問題，為了充分實現(xiàn)智能化的建設(shè)目的，需要提高供電水平向著自動化方向發(fā)展，確保配電系統(tǒng)的正常推進和運行能夠得到充分保障。

4 光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用要點

4.1 制定組網(wǎng)方案

當前，光通信技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在電力通信系統(tǒng)，該項技術(shù)已在電力通信系統(tǒng)的各個方面進行了應(yīng)用，該項技術(shù)的應(yīng)用不但能夠在一定程度上實現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)的安全性能進一步提高，而且還能夠在一定程度上使得電力光傳輸網(wǎng)自身功能得到進一步增加。目前，傳統(tǒng)通信技術(shù)并未完全淘汰，有些電力通信系統(tǒng)依然會使用傳統(tǒng)通信技術(shù)，在其和新型光通信技術(shù)交替使用的時候，牢抓應(yīng)用要點，從整體出發(fā)，然后做相關(guān)方面的評估，尤其是經(jīng)濟評估。同時，對交替方案進行進一步的完善，制定出組網(wǎng)方案。

目前，比較常見的兩種組網(wǎng)方案如下。一是在原有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上來進行制定組網(wǎng)方案，對現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化，并引用當代光通信技術(shù)，從而保證電力通信系統(tǒng)能夠更加有效運行。二是在當前所組建的傳輸平面基礎(chǔ)上來進行建立，然后再進行創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)的工作。從實際出發(fā)，兩種組網(wǎng)方案各有優(yōu)點和缺點，若是恰當選擇合適方案則能夠滿足光通信技術(shù)在各層次、構(gòu)造上的性能需求，因此在制定并選擇組網(wǎng)方案的同時，從實際狀況出發(fā)，依照自身所需應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)性能需求，進行綜合整體比較考量，從而科學合理的挑選出最佳網(wǎng)絡(luò)組建模式[4]。

4.2 挑選技術(shù)設(shè)備

電力通信系統(tǒng)應(yīng)用中，所設(shè)計到的光通信技術(shù)設(shè)備設(shè)施同樣是系統(tǒng)中的重要方法，當前我國主要進行光通信技術(shù)設(shè)備設(shè)施主要是由華為等企業(yè)所提供。在進行現(xiàn)代化、標準化的光通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，要從有著高信譽度的企業(yè)入手，恰當挑選設(shè)施與設(shè)備，保障設(shè)備設(shè)施應(yīng)用質(zhì)量水平。在進行設(shè)備挑選時，需要注意設(shè)備設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點槽位數(shù)量規(guī)模較大，總線路所設(shè)計到的范闊較廣，其中設(shè)施設(shè)備需要具有良好安全性能和通用性能，為后續(xù)智能化電力通信系統(tǒng)建設(shè)提供充分保障。此外，電力工作人員進行卡板選擇的時候，要保證卡板能夠滿足工程要求。另外，卡板還應(yīng)當具備一定的熱備份功能。在電力通信系統(tǒng)中，盡可能地在多個業(yè)務(wù)板塊當中進行多方向線路的應(yīng)用，從而保證整個業(yè)務(wù)運行盡可能地降低故障發(fā)生的可能性。

4.3 ASON 技術(shù)應(yīng)用

ASON 技術(shù)具有較強的靈活性以及拓展性，通過應(yīng)用該項技術(shù)能夠滿足用戶對資源動態(tài)分配、高效保護恢復(fù)能力等多方面的業(yè)務(wù)需求。傳輸設(shè)備主要是ASON 技術(shù)基本傳輸載體，通常會提供線性或是環(huán)形組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。在實際電力系統(tǒng)之中，ASON技術(shù)應(yīng)用范圍廣、力度大，隨著ASON 技術(shù)的提出及應(yīng)用能夠充分結(jié)合傳輸、交換以及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，促使真正意義的路由設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)自動恢復(fù)得以實現(xiàn)，這是光傳送網(wǎng)中的重大突破及發(fā)現(xiàn)。

ASON 技術(shù)能夠利用信號指令的方式完成用戶發(fā)出的需求，在選路以及信號指令控制下讓自動交換的功能得到實現(xiàn)，從而讓多種業(yè)務(wù)的分級接入能夠充分實現(xiàn)，使其具有較強拓展性。在電力通信系統(tǒng)中，ASON 技術(shù)能夠?qū)﹄娏νㄐ畔到y(tǒng)中的電力保護予以高效處理，對傳送電路等問題予以解決。

4.4 光通信技術(shù)在本地電網(wǎng)及骨干電網(wǎng)中的應(yīng)用

本地電網(wǎng)進行光通信技術(shù)應(yīng)用的時，主要以格狀網(wǎng)的組網(wǎng)方式來進行業(yè)務(wù)的運行，而且在本地電網(wǎng)保護應(yīng)用不再另外需要其他保護通道，便能較好地實現(xiàn)對業(yè)務(wù)的保護。為了進一步提高業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，本地電網(wǎng)要將多個環(huán)網(wǎng)進行關(guān)聯(lián)起來，如果在任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，便極有可能會造成傳輸業(yè)務(wù)出現(xiàn)一些故障。為最大限度避免因本地電網(wǎng)的不穩(wěn)定性造成業(yè)務(wù)傳輸出現(xiàn)故障，可借助光通信技術(shù)解決這一問題，同時該項技術(shù)的應(yīng)用能夠提高信息運輸?shù)陌踩裕瑫r也可實現(xiàn)更加高效信息運輸。

我國的骨干電網(wǎng)由多個部分組成，而且因涉及的傳輸業(yè)務(wù)相對較多，僅依靠傳統(tǒng)技術(shù)，難以滿足電網(wǎng)需求。同時，光通信技術(shù)可在一定程度上實現(xiàn)電網(wǎng)業(yè)務(wù)質(zhì)量的提高，而且還能夠提高整體速率，能夠更好地保證骨干電網(wǎng)穩(wěn)定高效運行。平面恢復(fù)可以借助光通信技術(shù)中的保護恢復(fù)功能，同時通過光通信技術(shù)中保護與灰度相結(jié)合的方式，還能夠進一步的解決骨干電網(wǎng)中的一些問題，從而保證網(wǎng)絡(luò)的安全性[5]。

4.5 優(yōu)化業(yè)務(wù)規(guī)劃分析

光通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要在于，能夠提供各種層次及性能的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)，電力通信系統(tǒng)在進行業(yè)務(wù)規(guī)劃時，能夠從實際狀況出發(fā)選擇利益最大化的應(yīng)用方案。在進行業(yè)務(wù)規(guī)劃時，首先要考慮到業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)之間的最短距離，節(jié)約成本，促使運營效益實現(xiàn)最大化。在距離等同的基礎(chǔ)上盡可能選擇跳數(shù)最少的網(wǎng)絡(luò)，確保電力通信網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定且可靠，減少維護支出。

同時，要保障網(wǎng)絡(luò)負荷均勻，能夠為電力通信網(wǎng)絡(luò)運行增添可靠保障。在后期運行中能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)督電力網(wǎng)絡(luò)通信的觀察，根據(jù)實際狀況管理網(wǎng)絡(luò)項目，充分發(fā)揮光通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的積極作用。電力通信網(wǎng)絡(luò)的運營同樣有著商業(yè)化性質(zhì)，需要借助應(yīng)力舉措維持日常工作狀態(tài)，依靠業(yè)務(wù)的合理性，恰當規(guī)劃自身的完善與優(yōu)化，因此電力通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)規(guī)劃可以從商業(yè)較大出發(fā)，結(jié)合科學的整合剖析，選擇最優(yōu)規(guī)劃方案，考慮相應(yīng)取舍工作，隨后實現(xiàn)業(yè)務(wù)的合理規(guī)劃和布局。

5 結(jié)語

當前，光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用歷史較短，仍然存在較多問題，導(dǎo)致光通信技術(shù)的應(yīng)用受到阻礙，因此技術(shù)人員需要針對這些問題予以深度剖析，并提出有效應(yīng)對策略，對業(yè)務(wù)規(guī)劃工作從整體出發(fā)開展分析工作，制定科學合理的組網(wǎng)方案，提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和安全性，盡可能降低企業(yè)運行成本，推動社會經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。