光波分復用技術在電力系統通信中的應用

李 琦，金 翠

（內蒙古電力經濟技術研究院，內蒙古 呼和浩特 010020）

1 光波分復用

光波分復用技術是在1根光纖中同時實現多波長光信號傳輸，該技術在電力系統中具有顯著的應用優勢。在信號發射端通過不同波長的光信號組合進行耦合處理，之后通過光纖完成信號傳輸，信號接收端能夠結合實際使用需求完成對信息進行進一步解讀與處理[1-3]。

光波分復用的應用主要有2種構成形成，即單纖雙向傳輸、雙纖單向傳輸。單纖雙向傳輸雖然技術相對簡單，但在作業過程中需要考慮雙向隔離、抑制干擾、雙向放大器的選擇等要素。當前電力系統中運用最為廣泛的是雙纖單向傳輸方式，傳輸效率較高[4-6]。

基于信道間隔的布置，要求保證系統運行波長，使得光源波長能夠處于光濾波器帶寬區間內，并與電力系統實際運行環境相結合，將運行精度控制在一定限度內。對于波分復用光源，要求具有標準穩定的波長和符合色散要求的容納值，選擇適宜的外調制技術，并有效處理激光、電信號之間的關系[7]。

波分復用傳輸系統的質量在很大程度上受到光分波合波器的影響，要求保證光分波/合波器能夠在短時間內進行大量的數據傳輸與管理。電力系統運行中常見的復用器件包括熔錐型波分復用器、干涉濾波器、集成光波導器件以及角色散器件等，主要構建的分析指標有插入損耗、相鄰通路隔離度、中心波長，對采集系統相關指標數據進行分析，從而保證系統性能良好，符合電力系統運行高要求[8,9]。

2 電力通信系統骨干網業務

當前電力生產系統中的多項大顆粒業務內容的傳輸均使用了光波分復用技術，利用數字技術網絡與同步數字體系（Synchronous Digial Hierarchy，SDH）光纖傳輸網絡完成電力系統運行的相關業務。基于高速發展的網絡型業務需求在電力網絡建設中建立綜合業務數據網絡與調度數據網絡，為電力安全生產提供保護措施。運行過程中，利用光纖傳輸網絡完成各分區業務，對網絡傳輸平臺提出更高的要求[10]。電力系統業務分類與承載方式如表1所示。

表1 電網調度業務分類與承載方式

電力系統發展過程中，需要對各配電網業務進行延伸。在配電通信網絡設置中，需要解決終端用戶電表與智能網關之間的通信、智能網關與調度自動化主站之間的通信等問題。網絡設置、設備配置以及通信方式應與當前電力用戶的實際開展需求相結合，構建適度超前、智能可控的網絡，滿足電力管理、售電營業、客戶服務等需求。利用光波分復用技術構建電力系統發展平臺，以此促進寬帶網絡建設，為系統運行提供多種模式，包括行政交換、變電站視頻監控、電力調度交換、視頻會議、輸電線路繼電保護以及遠動數據交換等，不斷優化電力系統發展中的各項內容。

3 光波分復用技術在電力系統通信的應用

電力系統傳統的波分復用設備存在一定局限性，配置較為復雜，能夠起到的保護作用較為有限。為此要求波分設備能夠組網，并支持帶寬點播、光虛擬專網等，促進電力系統網絡高效管理，提高業務調度效率。網狀組網與虛擬交換環網狀組網是智能光網絡的主要組網方式，能夠完成設置端到業務端的自動配置，實現多方向組網，提升網絡運行的便捷性。同時，在系統運行過程中能夠結合客戶的實際需求進行業務調整，從而為客戶提供差異化的服務。

系統無須補償的最大傳輸距離為20 km，在超過20 km的情況下要求進行色散補償。運用光波分復用技術進行網絡擴容，結合基礎速率的改變情況，基于光纜傳輸總容量在一定范圍內適當提升每根光纖的傳輸容量，可以對傳輸管纜芯數進行擴容升級，降低系統運行成本。聯合運用光波分復用技術與IP技術，針對不同業務完成路由器數據傳輸，簡化系統設備配置。對于220 kV變電站建立針對電力調度數據交換網的運行體系，實現對運行過程中各項內容的有效整合與利用。

系統運行過程中采用異步映射運行方式，利用指針調節與適配支路信號，使之與線路傳輸比特速率相適應，避免出現抖動現象。在信號傳輸過程中，結合本地高精度時鐘源，設置一種合成支路輸出的信號時鐘。利用光波分復用技術擴大系統運行范圍，豐富電力系統運行數據，加強電力系統線路管理，在更廣的范圍內完成信息傳輸。

光波分復用技術應用過程中具有更強的可重構性、透明性，由此構建系統性的光傳輸網絡，增強網路信息處理與恢復能力。根據系統實際運行情況構建數據連接與分析渠道，建立數字光網絡，以此簡化電路開通工作，避免增加單個波長的工作量。針對電路系統的實際運行情況構建相應的性能監測機制，包括故障分析、故障隔離、故障趨勢分析以及系統運行失效預測等，實現系統運行實際情況的有效管理。

有效監測與分析電力系統的運行實際情況，在本地網元中收錄大量的信息數據，在短期內能夠實現對大量運行信息的有效處理，并將信息反映在實時計數器中，有效判斷當前電力系統的實際運行情況。結合設備運行過程中的頻率標準數值與實際波長情況，利用波分測試儀構建相應的頻率調試工作體系，對電力系統運行通道進行相應管理與維護。

結合相關標準，構建針對電力系統故障情況的分析管理機制，結合當前網絡運行中的實際情況獲取實時信息，包括業務終結點、網絡設備情況等，分析系統運行中的實時狀態。建立系統運行情況的監控模塊，根據系統運行中的各項信息構建預警體系，由此綜合分析當前系統各個模塊的運行情況，包括歷史記錄情況、網絡運行中的告警情況等。記錄用戶運行實際情況，根據相應信息分析當前接口管理中的所有配置運行情況，例如時間信息、用戶ID信息等。

構建相應的安全管理方式，在用戶網元級操作前進行必要的認證與授權，使得每個網元能夠直接接入遠端，并對本地大量的用戶信息進行有效管理與控制。例如，通過本地TL1接口，將信息初始化表示為登錄進程認證用戶ID。對用戶密碼進行加密處理。對用戶身份認證與管理構建EMS級證實，簡化原有的認證環節。加強對用戶的安全管理，構建一整套安全管理體系，包括用戶賬號接入權利、管理員級別管理、安全記錄監控以及強制對話結束等項目。除此之外，根據用戶的實際運行情況構建一套獨立的審核管理機制，包括相關用戶情況、用戶執行動作、信息操作結果等，將用戶信息進行周期性上傳與審核。

4 結 論

隨著我國電力系統和智慧電網的快速發展，專用纖芯繼電保護等業務對電力系統中的通信網絡建設提出了更高要求，光波分復用技術的應用能夠有效滿足各類業務對電力通信容量的要求。電力光纖通信網建設中，通過光波分復用技術能夠有效利用現有電力通信光纖資源，對提升電力系統承載業務容量起到了重要的技術支持作用。未來建設中應當不斷深入探索，提升光波分復用技術的利用率。