光通信技術在電力通信系統中的應用研究

中國大唐集團有限責任公司重慶分公司新能源事業部 劉國俊

1 引言

智能電網的快速普及和分布使得電力通信系統隨之革新優化，能夠為智能電網的搭建創建良好環境和基礎性安全保障。隨著時代的快速發展，我國電力通信技術由傳統的電纜到光纖、微波以及衛星等多元通信技術相結合的發展歷程，促使電力通信系統的質量水平得到穩步提升，從而增強電力綜合通信能力。

2 光通信技術基本概述

2.1 光通信技術

光通信技術作為一種通信技術手段，光網是其主要的傳輸介質。但是如果借助光網傳播的手段，需要將網絡傳輸增多做前提，然后再進行光傳送網的總體布局工作，這樣可實現全光化的發展模式。使用光通信技術實現MSTP 和DWDM 等光傳送網的建設和搭建（圖1）。同時，為了更好地完成鏈接交換工作，便可使用ASON 網絡，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電網資源的智能化分配，最終實現電力通信系統可以更加智能化，讓其能夠實現標準運行，進一步提高工作的穩定性。

圖1 光傳送網

為了更好實現系統的整體運行控制，對于光通信技術來說，能夠利用其控制下的光網絡自動交換和鏈接技術，這樣一來可讓各功能的作用充分地發揮出來。當前，我國所應用的技術為ASCN 技術，集傳遞信號與交換信號融為一體，能夠保障電力系統的整體安全，為后續處理各類線路問題提供可靠支撐。因此，新型光通信技術同樣有著網絡布置的優勢，能夠充足提高我國光傳輸電網的應用質量水平，從而為廣大民眾提供優質服務[1]。

2.2 光通信技術發展歷程

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

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

2.3 光通信技術應用優勢

光通信技術與其他技術手段相比較而言，在傳輸容量方面優勢顯著。首先在一根光纜之中可能包括幾百根甚至是上千根光纖，能夠利用波分復用技術將一根光纖當作是幾十根光纖予以應用，從而拓寬通信容量。其次，光纖有著較強的抗衰耗特征，光纖在應用過程中配置適當的光發送以及光接收設備，能夠使所傳輸的距離達到數百千米。再次，光通信技術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，若是在芯數相通的狀況下，光纜質量與電纜相比質量更輕，其中光纜敷設方式更加靈活且方便，不僅能夠進行直埋和管道敷設施工，同時能夠使用水底和架空方式的敷設施工手段。傳統的通信系統中容易出現信息被竊取的狀況，但是光波在光纖傳輸中僅僅在纖芯區域內進行傳輸，基本不會出現嚴重的泄露狀況，因此光通信技術有著顯著的保密性特征[2]。

3 光通信技術在電力通信系統中的問題

3.1 設備組網無法滿足實際需求

電力通信網絡可劃分為電力配電網和電力調度網兩種類型，主要以電壓為根據劃分二者，在電力系統中需要重視電力通信網絡的重要應用意義。因此，需要推動電力通信網絡的可持續發展，契合當前社會的實際發展需求和人們的日常生活工作需求，從當前電力通信網絡所存在的缺陷入手，分析各類故障問題，其中DWDM 設備組網無法滿足當前實際需求嚴重制約著電網系統發展進程。從實際狀況出發，我國多數省份仍然在延續使用傳統的MSTP設備組織網絡，只有少數地區仍在使用DWDM 設備網絡。加上我國電網發展水平不斷提升，整個電力通信網絡負荷隨之加大，已無法滿足社會發展的實際需求和使用狀況，對我國電力通信網絡的發展產生阻礙作用，需要提升電網系統組織建設[3]。

3.2 電力配電網方面存在漏洞

當前，在我國電網中仍然存在僅重視發放、輕視供應的問題，這種傳統理念對我國電力系統優化完善較為不利。在實際應用中，配電系統也是電力接入系統，通常情況下多是由10kV 電壓構成。我國配電網所覆蓋的面積廣闊，其中技術和方式的組合呈現出多樣化的特征，但是由于傳統的陳舊理念，致使配電設備自動化發展程度較低，再加上當前仍存在網絡架構薄弱的問題，為了充分實現智能化的建設目的，需要提高供電水平向著自動化方向發展，確保配電系統的正常推進和運行能夠得到充分保障。

4 光通信技術在電力通信系統中的應用要點

4.1 制定組網方案

當前，光通信技術已得到廣泛的應用，尤其是在電力通信系統，該項技術已在電力通信系統的各個方面進行了應用，該項技術的應用不但能夠在一定程度上實現電力網絡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自身功能得到進一步增加。目前，傳統通信技術并未完全淘汰，有些電力通信系統依然會使用傳統通信技術，在其和新型光通信技術交替使用的時候，牢抓應用要點，從整體出發，然后做相關方面的評估，尤其是經濟評估。同時，對交替方案進行進一步的完善，制定出組網方案。

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

4.2 挑選技術設備

電力通信系統應用中，所設計到的光通信技術設備設施同樣是系統中的重要方法，當前我國主要進行光通信技術設備設施主要是由華為等企業所提供。在進行現代化、標準化的光通信技術網絡應用中，要從有著高信譽度的企業入手，恰當挑選設施與設備，保障設備設施應用質量水平。在進行設備挑選時，需要注意設備設施的網絡節點槽位數量規模較大，總線路所設計到的范闊較廣，其中設施設備需要具有良好安全性能和通用性能，為后續智能化電力通信系統建設提供充分保障。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，卡板還應當具備一定的熱備份功能。在電力通信系統中，盡可能地在多個業務板塊當中進行多方向線路的應用，從而保證整個業務運行盡可能地降低故障發生的可能性。

4.3 ASON 技術應用

ASON 技術具有較強的靈活性以及拓展性，通過應用該項技術能夠滿足用戶對資源動態分配、高效保護恢復能力等多方面的業務需求。傳輸設備主要是ASON 技術基本傳輸載體，通常會提供線性或是環形組網的結構。在實際電力系統之中，ASON技術應用范圍廣、力度大，隨著ASON 技術的提出及應用能夠充分結合傳輸、交換以及數據網絡，促使真正意義的路由設置和網絡自動恢復得以實現，這是光傳送網中的重大突破及發現。

ASON 技術能夠利用信號指令的方式完成用戶發出的需求，在選路以及信號指令控制下讓自動交換的功能得到實現，從而讓多種業務的分級接入能夠充分實現，使其具有較強拓展性。在電力通信系統中，ASON 技術能夠對電力通信系統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 光通信技術在本地電網及骨干電網中的應用

本地電網進行光通信技術應用的時，主要以格狀網的組網方式來進行業務的運行，而且在本地電網保護應用不再另外需要其他保護通道，便能較好地實現對業務的保護。為了進一步提高業務傳輸的穩定性，本地電網要將多個環網進行關聯起來，如果在任何一個環節出現問題，便極有可能會造成傳輸業務出現一些故障。為最大限度避免因本地電網的不穩定性造成業務傳輸出現故障，可借助光通信技術解決這一問題，同時該項技術的應用能夠提高信息運輸的安全性，同時也可實現更加高效信息運輸。

我國的骨干電網由多個部分組成，而且因涉及的傳輸業務相對較多，僅依靠傳統技術，難以滿足電網需求。同時，光通信技術可在一定程度上實現電網業務質量的提高，而且還能夠提高整體速率，能夠更好地保證骨干電網穩定高效運行。平面恢復可以借助光通信技術中的保護恢復功能，同時通過光通信技術中保護與灰度相結合的方式，還能夠進一步的解決骨干電網中的一些問題，從而保證網絡的安全性[5]。

4.5 優化業務規劃分析

光通信技術的應用優勢主要在于，能夠提供各種層次及性能的網絡傳輸服務，電力通信系統在進行業務規劃時，能夠從實際狀況出發選擇利益最大化的應用方案。在進行業務規劃時，首先要考慮到業務和業務之間的最短距離，節約成本，促使運營效益實現最大化。在距離等同的基礎上盡可能選擇跳數最少的網絡，確保電力通信網絡運行穩定且可靠，減少維護支出。

同時，要保障網絡負荷均勻，能夠為電力通信網絡運行增添可靠保障。在后期運行中能夠實現監督電力網絡通信的觀察，根據實際狀況管理網絡項目，充分發揮光通信技術在電力通信網絡中的積極作用。電力通信網絡的運營同樣有著商業化性質，需要借助應力舉措維持日常工作狀態，依靠業務的合理性，恰當規劃自身的完善與優化，因此電力通信網絡的業務規劃可以從商業較大出發，結合科學的整合剖析，選擇最優規劃方案，考慮相應取舍工作，隨后實現業務的合理規劃和布局。

5 結語

當前，光通信技術在電力通信系統中的應用歷史較短，仍然存在較多問題，導致光通信技術的應用受到阻礙，因此技術人員需要針對這些問題予以深度剖析，并提出有效應對策略，對業務規劃工作從整體出發開展分析工作，制定科學合理的組網方案，提高網絡穩定性和安全性，盡可能降低企業運行成本，推動社會經濟實現可持續發展。