光波分复用技术在电力系统通信中的应用

李 琦，金 翠

（内蒙古电力经济技术研究院，内蒙古 呼和浩特 010020）

1 光波分复用

光波分复用技术是在1根光纤中同时实现多波长光信号传输，该技术在电力系统中具有显著的应用优势。在信号发射端通过不同波长的光信号组合进行耦合处理，之后通过光纤完成信号传输，信号接收端能够结合实际使用需求完成对信息进行进一步解读与处理[1-3]。

光波分复用的应用主要有2种构成形成，即单纤双向传输、双纤单向传输。单纤双向传输虽然技术相对简单，但在作业过程中需要考虑双向隔离、抑制干扰、双向放大器的选择等要素。当前电力系统中运用最为广泛的是双纤单向传输方式，传输效率较高[4-6]。

基于信道间隔的布置，要求保证系统运行波长，使得光源波长能够处于光滤波器带宽区间内，并与电力系统实际运行环境相结合，将运行精度控制在一定限度内。对于波分复用光源，要求具有标准稳定的波长和符合色散要求的容纳值，选择适宜的外调制技术，并有效处理激光、电信号之间的关系[7]。

波分复用传输系统的质量在很大程度上受到光分波合波器的影响，要求保证光分波/合波器能够在短时间内进行大量的数据传输与管理。电力系统运行中常见的复用器件包括熔锥型波分复用器、干涉滤波器、集成光波导器件以及角色散器件等，主要构建的分析指标有插入损耗、相邻通路隔离度、中心波长，对采集系统相关指标数据进行分析，从而保证系统性能良好，符合电力系统运行高要求[8,9]。

2 电力通信系统骨干网业务

当前电力生产系统中的多项大颗粒业务内容的传输均使用了光波分复用技术，利用数字技术网络与同步数字体系（Synchronous Digial Hierarchy，SDH）光纤传输网络完成电力系统运行的相关业务。基于高速发展的网络型业务需求在电力网络建设中建立综合业务数据网络与调度数据网络，为电力安全生产提供保护措施。运行过程中，利用光纤传输网络完成各分区业务，对网络传输平台提出更高的要求[10]。电力系统业务分类与承载方式如表1所示。

表1 电网调度业务分类与承载方式

电力系统发展过程中，需要对各配电网业务进行延伸。在配电通信网络设置中，需要解决终端用户电表与智能网关之间的通信、智能网关与调度自动化主站之间的通信等问题。网络设置、设备配置以及通信方式应与当前电力用户的实际开展需求相结合，构建适度超前、智能可控的网络，满足电力管理、售电营业、客户服务等需求。利用光波分复用技术构建电力系统发展平台，以此促进宽带网络建设，为系统运行提供多种模式，包括行政交换、变电站视频监控、电力调度交换、视频会议、输电线路继电保护以及远动数据交换等，不断优化电力系统发展中的各项内容。

3 光波分复用技术在电力系统通信的应用

电力系统传统的波分复用设备存在一定局限性，配置较为复杂，能够起到的保护作用较为有限。为此要求波分设备能够组网，并支持带宽点播、光虚拟专网等，促进电力系统网络高效管理，提高业务调度效率。网状组网与虚拟交换环网状组网是智能光网络的主要组网方式，能够完成设置端到业务端的自动配置，实现多方向组网，提升网络运行的便捷性。同时，在系统运行过程中能够结合客户的实际需求进行业务调整，从而为客户提供差异化的服务。

系统无须补偿的最大传输距离为20 km，在超过20 km的情况下要求进行色散补偿。运用光波分复用技术进行网络扩容，结合基础速率的改变情况，基于光缆传输总容量在一定范围内适当提升每根光纤的传输容量，可以对传输管缆芯数进行扩容升级，降低系统运行成本。联合运用光波分复用技术与IP技术，针对不同业务完成路由器数据传输，简化系统设备配置。对于220 kV变电站建立针对电力调度数据交换网的运行体系，实现对运行过程中各项内容的有效整合与利用。

系统运行过程中采用异步映射运行方式，利用指针调节与适配支路信号，使之与线路传输比特速率相适应，避免出现抖动现象。在信号传输过程中，结合本地高精度时钟源，设置一种合成支路输出的信号时钟。利用光波分复用技术扩大系统运行范围，丰富电力系统运行数据，加强电力系统线路管理，在更广的范围内完成信息传输。

光波分复用技术应用过程中具有更强的可重构性、透明性，由此构建系统性的光传输网络，增强网路信息处理与恢复能力。根据系统实际运行情况构建数据连接与分析渠道，建立数字光网络，以此简化电路开通工作，避免增加单个波长的工作量。针对电路系统的实际运行情况构建相应的性能监测机制，包括故障分析、故障隔离、故障趋势分析以及系统运行失效预测等，实现系统运行实际情况的有效管理。

有效监测与分析电力系统的运行实际情况，在本地网元中收录大量的信息数据，在短期内能够实现对大量运行信息的有效处理，并将信息反映在实时计数器中，有效判断当前电力系统的实际运行情况。结合设备运行过程中的频率标准数值与实际波长情况，利用波分测试仪构建相应的频率调试工作体系，对电力系统运行通道进行相应管理与维护。

结合相关标准，构建针对电力系统故障情况的分析管理机制，结合当前网络运行中的实际情况获取实时信息，包括业务终结点、网络设备情况等，分析系统运行中的实时状态。建立系统运行情况的监控模块，根据系统运行中的各项信息构建预警体系，由此综合分析当前系统各个模块的运行情况，包括历史记录情况、网络运行中的告警情况等。记录用户运行实际情况，根据相应信息分析当前接口管理中的所有配置运行情况，例如时间信息、用户ID信息等。

构建相应的安全管理方式，在用户网元级操作前进行必要的认证与授权，使得每个网元能够直接接入远端，并对本地大量的用户信息进行有效管理与控制。例如，通过本地TL1接口，将信息初始化表示为登录进程认证用户ID。对用户密码进行加密处理。对用户身份认证与管理构建EMS级证实，简化原有的认证环节。加强对用户的安全管理，构建一整套安全管理体系，包括用户账号接入权利、管理员级别管理、安全记录监控以及强制对话结束等项目。除此之外，根据用户的实际运行情况构建一套独立的审核管理机制，包括相关用户情况、用户执行动作、信息操作结果等，将用户信息进行周期性上传与审核。

4 结 论

随着我国电力系统和智慧电网的快速发展，专用纤芯继电保护等业务对电力系统中的通信网络建设提出了更高要求，光波分复用技术的应用能够有效满足各类业务对电力通信容量的要求。电力光纤通信网建设中，通过光波分复用技术能够有效利用现有电力通信光纤资源，对提升电力系统承载业务容量起到了重要的技术支持作用。未来建设中应当不断深入探索，提升光波分复用技术的利用率。