基于OTN技術下電力通信傳輸網絡優化措施

摘要：電力通信傳輸系統中綜合不同的運行工況，科學配置電力設備，并合理應用光傳送網（OpticalTransportNetwork，OTN）技術可以改善電力通信傳輸網絡的整體性能。基于此，在智能電網建設發展中，主要簡述OTN技術，討論OTN技術在電力通信傳輸網絡中的問題，基于色散、波長等因素提出OTN技術的網絡結構和拓撲、網絡路由和光放大器系統優化措施，以供參考。

關鍵詞：光傳送網技術電力通信傳輸網絡優化信息技術

中圖分類號：TN929.1

OptimizationMeasuresforPowerCommunicationTransmissionNetworkBasedonOTNTechnology

GUANPeng

HaidianPowerSupplyCompany，StateGridBeijingElectricPowerCompany， Beijing，100080China

Abstract：Inthepowercommunicationtransmissionsystem，integratingdifferentoperatingconditions，scientificallyconfiguringpowerequipment，andreasonablyapplyingOpticalTransportNetwork（OTN）technologycanimprovetheoverallperformanceofthepowercommunicationtransmissionnetwork.Basedonthis，inthedevelopmentofsmartgridconstruction，thisarticlemainlydescribesOTNtechnology，discussestheproblemsofOTNtechnologyinpowercommunicationtransmissionnetworks，andproposesoptimizationmeasuresforthenetworkstructureandtopology，networkrouting，andopticalamplifiersystemofOTNtechnologybasedonfactorssuchasdispersionandwavelengthforreference.

KeyWords：OTNtechnology;Powercommunication;Transmissionnetworkoptimization;Informationtechnology

在智能電網建設發展中，利用信息技術手段和自動化技術推動電力通信系統智慧化發展，為滿足系統智能運行需求，對通信帶寬擴展功能提出了更高要求。在電力市場中，應用多種技術手段可以有效滿足電力通信業務范圍廣、實時性、高可靠性的發展需求。同時，技術的發展對寬帶的性能提出更為嚴格的要求。目前，基于同步數字系統技術無法滿足實際的通信需求。基于光傳送網（OpticalTransportNetwork，OTN）技術進行多路網絡的建設，實現光層的交叉以及信號調度優化，達到提高整體性能的目的。

1 OTN技術分析

OTN技術通過光通道和多路等不同的光層保護方式，切實保障電力系統運行的安全性。OTN技術在應用中具有大容量和傳播距離遠特征。在全新的調制編碼技術支持下，利用色散可調補償技術和電域均衡技術進行綜合處理，充分提高了網絡傳輸質量。通過控制高容量設備配置距離的方式則有利于降低設備運行中產生的干擾性影響，提高電力系統的運行效率[1]。

2 OTN技術在電力通信傳輸網絡中的問題

電力通信傳輸網絡中，應用OTN技術可以增強電力通信系統運行的穩定性。但是在系統應用中容易受到多種因素的影響，導致信號傳遞出現資源沖突等問題。對此，為了保障系統運行的穩定性、安全性，在電力系統中可以通過增設光發大器設備、色散補償的方式，優化降低波長一致性的方式有效控制在長距離傳輸中出現的信號衰減與色散等問題，保障電力系統通信傳輸的穩定性。

在設計中容易出現截面距離不足、裝置成本高等問題。為了解決此種問題，要根據不同工況中設備的運行狀況，優化網絡路由、光放大器等相關設備，根據不同工況進行設備聯動，實現協調處理，這樣則可以有效擴大傳輸性能，優化網絡結構，增大傳輸距離，達到提高電力通信效果的目的[2]。

3 基于OTN技術的電力通信傳輸網絡優化措施

3.1 網絡結構和拓撲優化方案

3.1.1 方案設計

網絡結構優化主要就是合理應用路由系統，保障站距分布的均勻性；對于無法應用路由的區段則主要通過信號發大器確定最佳距離。在業務分配中要做好篩選處理，避免出現性能不足、資源不足等問題，通過高可靠性的線路進行性能優化，同時做好光路跳接點以及拓撲結構設計規劃。網絡拓撲與端口在設計中要基于規范要求進行合理配置在提高網絡功能的同時有效優化設備配置[3]。基于OTN技術電力通信優化傳輸網絡結構如圖1所示。

關于電力通信網絡結構設計，根據不同業務需求合理配置電力設備和網絡結構，根據今后十年發展計劃可以符合未來十年的發展需求，對于不同區域則要根據實際狀況進行容量的預留，滿足系統升級和性能優化的配置需求。在設置中要做好中繼站、傳輸距離限制等問題的分析，在各個站點中通過設置交叉設備等方式實現業務的優化以及調整，對于存在嚴重衰耗的線路則要及時更換處理，通過優化光放的方式提高信號的穩定性，增強可靠性。

3.1.2 衰減控制

光信號在通過光纖進行傳輸中而出現的衰減過程，就是在信號傳遞中產生的能量損失性根源所在。信號在傳輸中受光波的散射性因素、材料吸收光波等因素的影響中導致能量損失等相關問題，也會直接地增加自然性的損耗。在處理中主要通過衰減公式為進行計算，公式為：式（1）、式（2）中：表示被測量的光纖長度參數；表示輸入光功率；表示輸出功率，光纖典型衰減常數如表1所示。

3.1.3 色散分析

色散是光纖的主要特性之一。在光的傳播中受到介質折射率等因素的影響，導致光纖折射率傳輸速度不足，直接影響電力系統運行效率，降低了電力系統整體性能。分析光纖系統中色散問題對信號脈沖產生的影響，可以發現在傳輸中存在信號脈沖逐漸變寬、碼間串擾等相關問題，這些問題的存在降低了電力系統的綜合性能。

電力系統運行中，光纖中主要存在的問題主要就是色度、偏振膜色散兩種問題。光纖在光信號的傳輸中，不同頻率中光傳播的速度不同的，導致長距離傳輸之后會出現信號擴展性變化，進而導致相位出現變化、臨近信號脈沖重疊、對應位置誤差等問題。而在傳輸中距離、色散以及碼速等因素與光源產生的頻譜之間具有反比的關系，隨著速率的增加會導致色散系數變大，而普寬數值也會增加。為了提高傳輸質量，信號傳輸的中繼距離必須要在規定的范圍中，避免范圍過長而出現質量問題[4]。

3.1.4 非線性效應

非線性效應會出現脈沖壓縮以及頻譜展寬等問題，這也是影響電力系統傳輸質量的重要因素。單模光纖主要包括受激散射以及非線性折射兩種效率。其中受激散射受到光強影響會出現不同程度的增益、損耗性變化；而非線性折射則在光強影響之下出現相移的變化、非線性折射率等問題，這些問題會對自相位調制、交叉相位以及四波混合頻率產生較為直接的影響；光纖中纖芯幾何形狀、折射率在內部殘余的應力參數、扭曲以及應用環境等都是主要的硬性農商，在這些因素的作用之下會其軸對稱分布狀態受到直接的影響。基于OTN技術構建組網方案，對各種問題進行梳理優化，通過有效的設備配置，則可以有效實現網絡傳輸距離的控制，達到優化完善的目的。

3.2 網絡路由優化

3.2.1 分析性能

網絡路由優化的重點就是分析電力系統中網絡負載均衡性的問題。首先要確定負載均衡的主要因素以及關鍵指標參數，綜合實際狀況做好網絡路由以及相關業務的分析，合理配置設備以及結構，保障符合實際需求。綜合分析不同類型對于網絡路由優化產生的影響，通過線性規劃的方式進行處理，則可以實現多目標的優化處理目標。同時可以應用蟻群算法進行資源分析，實現路由資源的科學配置。但是在處理中缺乏對業務因素的分析，無法從根本上解決線路的可靠性問題。對此基于光功率、光傳輸的約束條件以及跳數約束等不同的方面對其進行處理，根據網絡路由業務的實際需求、電力通信傳輸的角度等角度進行優化配置，則可以有效滿足電力系統運行中對于網絡路由的功能性需求。

3.2.2 構建數據模型

在處理中要構建路由優化數據模型，基于定義進行網絡拓撲結構分析，通過表示網絡拓撲結構，其中表示網絡節點集合，表示網絡中存在的光纜集合。基于經典處理進行抽象分析，構建鄰接矩陣對其進行綜合分析。應用OTN技術實現通信傳輸處理，不同光纜的實際業務承載具有一定的限額，通過計算則可以獲得兩個承載業務的數量特征。在特殊狀態之下兩點之間的光纜連接數值參數為0[5]。對此，在進行網絡路由的優化處理中，必須要保障線路承載業務數據的參數符合需求，通過降低差別數值等方式則可以實現整體性的負載均衡，有效避免部分線路受到負載因素的影響而出現風險較大的變化。在處理中要通過方差的方式進行負載均衡個優化處理，要盡可能地控制方差的數值保障其降到最小。

3.3 光放大器系統配置優化

在進行光放大器系統的優化處理中，要基于光纜物理角度進行分析，了解影響傳輸能力的影響因素，通過綜合分析探究優化降低成本的方式與手段。同時，因為在電力系統的線路架設中受到多種因素的影響導致跨度大等問題，為了滿足系統運行的需求要通過光發大器進行性能優化。對此，在設計中要基于特征進行典型的設計，這樣則可以提高整體的性能[6]。

4 結論

OTN技術具有強大的大粒度交叉調度能力，可以實現對大容量的交叉調度以及傳輸的處理，有效滿足傳輸的實際需求。在應用中可以綜合實際需求在核心層以及基礎層中進行系統的配置以及優化處理。探究優化路徑以及手段，基于網絡結構、網絡路由優化以及光放大器幾個角度進行綜合分析，在接入層中融合OTN技術技術手段，構建傳輸網絡結構，則可以有效提高資源綜合利用效率，避免出現網絡阻塞等問題，有利于提高傳輸穩定性。

參考文獻

[1] 蘭軒.OTN技術在電力信息通信傳輸中的應用[J].信息記錄材料，2022，23（11）：175-177.

[2] 余波.OTN技術在電力通信傳輸中的應用策略[J].中國新通信，2022，24（20）：18-20.

[3] 趙陽，金燊，宋偉，等.基于OTN技術的電力通信傳輸網絡優化研究[J].微型電腦應用，2022，38（4）：132-134.

[4] 張一銘，成雪敏.基于otn技術的電力通信傳輸網絡優化策略探討[J].信息記錄材料，2021，22（11）：61-62.

[5] 陳相業.OTN技術在電力通信傳輸網絡優化方案探討[J].通訊世界，2020，27（3）：105-106.

[6] 朱恒卓.100GOTN技術在本地傳輸網中的應用[D].濟南：山東大學，2021.