劉國祥

摘 要：光通訊技術(shù)以其更快的傳輸速率、更高的安全性、更大的傳輸容量等特點，在電力通訊組網(wǎng)技術(shù)中必將占據(jù)重要地位。文章對光通訊技術(shù)在電力通訊組網(wǎng)中的應用以及相應的組網(wǎng)方案進行對比分析和探討，預測未來電力通信系統(tǒng)組網(wǎng)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：光通訊；電力通信；應用；組網(wǎng)方案

引言

目前已經(jīng)形成多種通信方式并存的通信網(wǎng)絡，現(xiàn)有的電力通信系統(tǒng)隨著用電負荷的激增，通信速率以及通信質(zhì)量面臨著嚴峻挑戰(zhàn)，電力供應和調(diào)度企業(yè)對于新的高速安全通信方式的需求迫在眉睫。

1 現(xiàn)有通信網(wǎng)絡的問題

1.1 有線通信網(wǎng)絡

有線通信網(wǎng)絡的幾種通信方式中，各有其特點，但同時也存在一定問題。（1）SDH/MSTP通信方式保護機制健全，業(yè)務層次分明，可以實現(xiàn)統(tǒng)一管理，但拓撲結(jié)構(gòu)復雜，難以成環(huán)，設備投資巨大，底層網(wǎng)絡容易出現(xiàn)帶寬浪費現(xiàn)象；（2）以太網(wǎng)交換機通信方式優(yōu)勢在于網(wǎng)速快、帶寬大，工業(yè)化標準設計等特點，但是在環(huán)形組網(wǎng)形式中，難以滿足“點對多點”的需求，后期系統(tǒng)擴容性能以及系統(tǒng)魯棒性能較差；（3）光貓通信方式具有組網(wǎng)簡單、投資小以及終端配置靈活等特點，但是難以通過統(tǒng)一的網(wǎng)管進行管理和配置，且在組網(wǎng)過程中由于各層之間需要額外增加通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換，容易導致傳輸過程中的誤碼和故障。

1.2 無線通信網(wǎng)絡

對于無線通信網(wǎng)絡中的幾種通信方式，則有以下特點和問題。（1）230MHz數(shù)傳電臺利用超短波通訊，節(jié)省投資，組網(wǎng)方便，但是該技術(shù)較為落后，對于電臺數(shù)量有強烈的依賴，通訊范圍較??；（2）基于GPRS的通信方式覆蓋面積大，可利用無線運營商網(wǎng)絡進行組網(wǎng)，但是在組網(wǎng)過程帶寬較小，難以滿足高速通信實現(xiàn)三遙功能的需求，穩(wěn)定性差。

1.3 小結(jié)

通過以上分析可以看出，不同的通信方式都有其固有的優(yōu)勢，但也不可避免的存在許多問題。依據(jù)國家電網(wǎng)對于通信系統(tǒng)帶寬以及安全性等的要求，光纖通信方式在所有的通信方式中具有明顯的優(yōu)勢，從而確定了“光進銅退”的發(fā)展戰(zhàn)略。

2 光通訊組網(wǎng)技術(shù)

2.1 ASON技術(shù)

ASON技術(shù)的核心是ASON信令網(wǎng)控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)控制下，實現(xiàn)網(wǎng)絡內(nèi)的連接以及自動交換功能；其基本設計理念是采用控制平面對光傳送網(wǎng)絡進行實時分配，從而保證網(wǎng)絡資源的充分利用。ASON技術(shù)構(gòu)架包括三個層次，分別為網(wǎng)管層、控制層以及設備層，整體采用分布式控制方式，將動態(tài)交換的理念首次引入。ASON技術(shù)的通訊協(xié)議為GMPLS協(xié)議，又稱廣義多協(xié)議標簽交換協(xié)議，其功能主要是實現(xiàn)對連接的多種操作，例如建立、刪除、恢復等。

2.2 OTN技術(shù)

OTN技術(shù)是以WDM作為基礎框架而形成的完整體系，能夠?qū)蛻舻乃行盘栠M行透明化傳送，且其FEC糾錯能力較為強大，能夠?qū)φ麄€網(wǎng)絡進行分級管理，且管理機制健全。OTN技術(shù)的真正應用始于2007年，由電信運營商開始正式使用，而在電力通信系統(tǒng)中，尚未開始應用。

2.3 EPON技術(shù)

與OTN技術(shù)一樣，目前EPON技術(shù)尚未在電力通信領域得到應用。該技術(shù)應用WDM技術(shù)實現(xiàn)單根光纖的上下行傳輸，其中上行數(shù)據(jù)采用TDMA技術(shù)進行復用，而下行數(shù)據(jù)采用廣播技術(shù)進行復用。

3 基于EPON技術(shù)的電力通信組網(wǎng)方案

3.1 可行性研究

與其他技術(shù)相比，EPON技術(shù)具有以下優(yōu)勢：（1）維護簡便，該技術(shù)可不適用額外電源，后期擴容時，可相應增加分光器以及相應的ONU即可完成，維護成本較低；（2）帶寬較大，目前的EPON技術(shù)可以為上下行數(shù)據(jù)分別提供1.2G的帶寬，且后期升級潛力可達到10G，能夠滿足電力通信發(fā)展的需求；（3）網(wǎng)絡覆蓋面廣，EPON技術(shù)在電信運營商已得到應用，可進行大規(guī)模的組網(wǎng)，支持點對多點的應用，對于終端設備多的電力通信網(wǎng)絡適用性強；（4）安全可靠性高，該組網(wǎng)方案中，單個ONU與終端設備之間采用并聯(lián)方式進行通信，當某一ONU發(fā)生故障時，對于其他配對設備沒有影響，且通訊協(xié)議采用AES加密算法，對于信號傳輸?shù)陌踩杂袠O大保障；（5）網(wǎng)絡層次簡單，由于采用了無源分光器，對于整個網(wǎng)絡的中繼系統(tǒng)進行了極大簡化。

3.2 組網(wǎng)方案

基于EPON技術(shù)的組網(wǎng)拓撲方案可以分為鏈形組網(wǎng)、全鏈路保護組網(wǎng)兩種方式，其中全鏈路保護組網(wǎng)又可分為兩種，其拓撲結(jié)構(gòu)如下。

3.2.1 鏈形組網(wǎng)。鏈型組網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)如圖1，該結(jié)構(gòu)的主要特點是將OLT設備配置在每個配電子站，而后通過PON接口與分光器進行連接，分光器可布置在分段開關(guān)處。該網(wǎng)絡拓撲的通信半徑約為20km，能夠滿足單電源供電范圍的需求。

3.2.2 全鏈路保護組網(wǎng)（一）。該組網(wǎng)方案的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如圖2，主要特點是對于配電網(wǎng)中的“手拉手環(huán)網(wǎng)”具有天然適配性，將OLT設備分別置于兩個子站之間，ONU的每個上行鏈路均采用冗余設計，對系統(tǒng)進行保護，保證運行的穩(wěn)定性。

3.2.3 全鏈路保護組網(wǎng)（二）。該組網(wǎng)方式網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)如圖3，與手拉手型相比，該方案中，OLT設備的光方向一致，設備位置基本趨同。

3.3 EPON組網(wǎng)可靠性分析

基于EPON技術(shù)的組網(wǎng)方案中，采用并聯(lián)方式連接各無源光分光器與ONU設備從而形成光纖網(wǎng)絡，光信號自OLT設備傳出通過至各分光器，經(jīng)過物理路徑，設備可靠性較高。當其中某一個或某幾個設備出現(xiàn)問題時，并不會影響其他設備的正常運行，網(wǎng)絡運行可靠性高。

4 結(jié)束語

文章對目前電力通信系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡應用現(xiàn)狀以及存在的問題進行分析，并對基于EPON技術(shù)組網(wǎng)的方案可行性分析，提出幾種適于電力通信的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，為電力通信系統(tǒng)進行組網(wǎng)方案的選擇提供一定的指導。

參考文獻

[1]劉冬明.光纖通信技術(shù)在電力通信中的應用[J].電子世界，2014，13：174-175.

[2]韓亞男.光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)度自動化中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，7：41.