光传输设备在电力系统通信中的应用

闫 絮

（1.郑州大学，河南 郑州 450001；2.河南工程学院，河南 郑州 451191）

0 引 言

光传输设备以SDH技术为基础，将信号转变为光信号，再借助光纤设备加以传输，提高了信号传输的安全性和稳定性。在电力系统通信中应用光传输设备可提升电力通信系统传输速度，满足激增的用电需求，推动我国的经济发展。因此，科研人员探究光传输设备在电力系统通信中的应用，加大创新和开发力度，具有重要的现实意义。

1 SDH光传输设备概述

光传输设备是将各式各样的信号转化为光信号的专业设备，是现代通信中广泛应用的设备。SDH光传输设备在市面上比较常见，具有广域传输特性，目前已经被国内3大通信运营商广泛应用[1]。通常情况下，光传输设备具有传输距离远、信号不易丢失以及波形不易失真等特点，可以实现实时业务监控和网络的有效管理，还可提升网络的资源利用率。它采用同步传送模块和帧结构储存数据信息，并在输送过程中经过进帧和映射等流程，确保信号的高效传输。实际应用过程中，SDH网络拓扑结构是多样的，包含链型、星型以及树型等，其双环结构具备良好的自愈能力，在电力系统通信中占据了重要位置。加强光传输设备在电力系统通信中应用的认知度，设计更有效的方案和计划，能够保证相关企业的经济利益，不断推进企业的发展。

2 光传输设备的发展

从2001年开始，全球的光传输设备市场持续低迷，经济增长率持续下跌，甚至出现了增长率为负值的严重问题[2]。与国际光传输市场相比，国内的光传输市场发展相对较好，并未受到较大冲击和影响。从2006年起，我国的光传输设备领域发展形势越来越好，经济收益不断攀升，在短时间内迅速打开了市场并站稳了脚跟，为今后的光传输设备的发展奠定了坚实基础。

站在驱动力视角来看，光传输设备产业发展动力包括以下原因。第一，得益于3G网络建设中基站、控制器以及远端射频单元之间的光通信承载。第二，宽带技术的持续推进和广泛覆盖，使得光纤宽带接入成为可能。第三，三网融合的格局已经成形，为广播有线电视网的双向改造和升级奠定了基础，也为光传输设备在电力系统通信中的广泛应用创造了契机。第四，在软交换基础上，光传输设备能够实现语音、视频以及数据传输等多项功能，促使物联网建设被真正提上日程，从而带动了光通信骨干网络的持续革新。第五，视频监控和WiFi无线覆盖等为光纤接入线路提供了方向和路径。2010年，三网融合试点相继出台，全国有线网络公司相继成立，广电网络部署工作加快完成[3]。中国移动PTN大规模招标和部署，电信和联通两大巨头开始采购光传输设备，为光传输产业的持续壮大提供了强劲助力，也为光传输产业未来的发展奠定了基础。

3 电力系统通信中对通信设备的基本要求

近年来，电力系统通信产业发展迅猛，衍生出了多种多样的业务，其中以调度自动化和安全稳定装置的业务为核心。在电保护视域下，通信设备时延需要控制在12 ms之内，通信误码率需要控制在10E-8量级。除此之外，在调度自动化业务中，通信设备时延不能超出100 ms，误码率需要控制在10E-8量级。在安全稳定装置的电网业务类型中，时延不得超过30 ms，误码率在10E-8量级。在样式繁多的电网运行信息类业务中，一些环节对通信有着严苛的要求，需要误码率在10E-6量级以内，如计量自动化、水调自动化以及稳控管理等。

不难看出，电网运行的根本任务是维持电力系统的安全和平稳运行，在现代化通信中具有重要作用。近年来，电网信号传输的安全性、可靠性以及精准性不断提升，但也暴露了电力材料为基础的传统通信系统的缺陷和不足。SDH技术及其设备具有较大的优势，可弥补传统通信的不足和缺陷，使得光传输设备得到了长足的发展。

4 光传输设备在电力系统通信中的应用

为了进一步了解光传输设备在电力系统通信中的具体应用，以SDH光传输设备为例进行分析。

4.1 安全性应用

光传输设备在电力系统通信中的应用主要集中在网络优化处理方面。随着经济的蓬勃发展，传统电力系统网络已经无力支撑与日俱增的用电需求，暴露出了许多不足，包括安全性系数较低和容量差等，迫切需要一种新的形式和技术的融入。因此，电力网络开始将单向通道倒换环站进行集中，以此形成一站式业务模式。由于两纤双向复用段保护环存在特殊保护原则，采用APS协议会间接导致维护、配置工作陷入较为复杂的境地而导致错连问题，因此采取了分散的业务类型。对电力系统通信而言，采用SDH技术时应拆分处理当下的通信通道，并改造环路，以实现物理转接模式的转变和数字交叉的过渡，达到提高安全性能的目的。例如，若部分区域出现了无法实现自愈环的问题，可以尝试通过串联模式转变手段实现支线线路组环。

4.2 灵活性应用

电力系统通信采用光传输设备可确保信号传输更安全可靠，也可确保电力网络实现横纵双向发展，可将电力系统通信产业带入一个新的发展阶段，满足相关的发展需求，如降低联网成本和实现结构立体化等。产业升级和外部环境的变化对电力系统通信提出了更高的要求，因此需加快核心网站升级任务，将早先的核心环网平滑升级到10 GB容量，从而为通信网络的继续扩容和业务量的增加奠定基础。与其他同期技术相比，SDH技术展现出了无与伦比的灵活性。

4.3 稳定性应用

早先的电力通信大多采用局端单节点的接入方式，虽可满足电力系统通信传输需求，但是应用弊端突出，容易出现单节点失效和单方向光纤短路等问题，直接影响通信的安全性、准确性以及可靠性。与这种方式不同的是，SDH光传输设备采用的主要是分层环形组网和双节点子环的接入方式，与局端单节点相比，大幅提升了稳定性和安全性，可以有效避免各类故障的产生。

4.4 网络架构方面应用

一般情况下，SDH网络拓扑结构可以根据我国电力方面的法规划分为一级传输网、二级传输网、三级传输网、四级传输网以及五级传输网5个等级，分别对应国家层面、省级层面、地区层面、县级以及县级以下的覆盖网。因为电力通信网业务流向由低到高的特性，所以SDH技术在应用过程中应率先考虑网络的结构和容量，结合不同地域和阶层，进一步考量网络建设与管理的复杂程度，以进一步了解网络层次架构，真正地作用于地方传输网，保障人们用电的稳定性。

4.5 其他配置中的应用

电力系统通信中采用了SDH光传输设备，大幅提升了其安全性能，保障了设备安全和有效运行。在保障运作要求的基础上，SDH技术不断革新，发挥了更强大的功能和作用，解决了节点失效状况，促进了电力系统通信产业发展和产业结构优化。目前，光传输设备在电力系统通信中的应用已经进入新阶段，拓展出了多方面功能，体现了更多方面的价值，如利用SDH技术同步单元时钟、巧妙设计网管以及选择设备参数等。设计网管应有效管控不同通信网络节点，使其符合相关规定和要求。参数设计过程需要结合实际需求，将参数设定为安全有效的精准数据，从而促进电力系统通信产业的稳定运行和长久发展。

5 案例分析

以某地的电力系统通信为例，该地区的基础设备为SDH光传输设备，能够满足当地用电需求和电网发展要求。下文结合现实案例进行阐述和剖析，了解光传输设备在电力系统通信中的应用原理、作用以及影响。

5.1 基本规划方案

架空地线复合光缆与全介质自承式光缆具有较强的安全性、可靠性以及稳定性，且不需要过高的维修成本，利于长久应用，因此最终确定了这一套网络光缆。考量该地区电网的综合发展，配合建设要求和贴合扩容方向，该方案最终选择了2.5 GB容量的光传输设备铺垫基础设施，选中了双环型拓扑结构为整体系统规划内容，配置了ADSS光缆和OPGW光缆等，以确保工程万无一失。

5.2 SDH组网及电力通信系统应用

该地区首选MSTP光传输设备为组网基础，利用SDH技术优势与设备的灵活性，不仅能够进一步提升业务调度力和数据业务处理能力，还能协助当地电力部门和企业实现基于ATM光信号网络业务的接入、传送以及调度等，使电力系统具备网络语音、视频以及数据传输等业务功能。SDH光传输设备最终投入电力通信产业时，选用的光纤多为2芯和4芯。其中，4芯在数据应用传输量大的企业和场合更常见，具有强大得功能和较高的利用价值。本次探讨的某地区SDH光传输设备较多场合应用了2芯SDH光纤，该光纤不仅可以满足当地电力系统光传输需求，还可以节约开支。

6 结 论

在电力系统通信产业蓬勃发展下，光传输设备愈加重要，对我国电力部门通信系统的改进和完善具有重要意义。因此，探究光传输设备在电力系统通信中的应用具有重要的现实价值，需要相关部门和企业高度重视并积极开展相关探索，使光传输设备的应用更加合理和有效，从而促进电力通信产业稳定发展。