光通讯技术在电力通信系统中的应用与组网方案探讨

刘国祥

摘 要：光通讯技术以其更快的传输速率、更高的安全性、更大的传输容量等特点，在电力通讯组网技术中必将占据重要地位。文章对光通讯技术在电力通讯组网中的应用以及相应的组网方案进行对比分析和探讨，预测未来电力通信系统组网的发展方向。

关键词：光通讯；电力通信；应用；组网方案

引言

目前已经形成多种通信方式并存的通信网络，现有的电力通信系统随着用电负荷的激增，通信速率以及通信质量面临着严峻挑战，电力供应和调度企业对于新的高速安全通信方式的需求迫在眉睫。

1 现有通信网络的问题

1.1 有线通信网络

有线通信网络的几种通信方式中，各有其特点，但同时也存在一定问题。（1）SDH/MSTP通信方式保护机制健全，业务层次分明，可以实现统一管理，但拓扑结构复杂，难以成环，设备投资巨大，底层网络容易出现带宽浪费现象；（2）以太网交换机通信方式优势在于网速快、带宽大，工业化标准设计等特点，但是在环形组网形式中，难以满足“点对多点”的需求，后期系统扩容性能以及系统鲁棒性能较差；（3）光猫通信方式具有组网简单、投资小以及终端配置灵活等特点，但是难以通过统一的网管进行管理和配置，且在组网过程中由于各层之间需要额外增加通讯协议转换，容易导致传输过程中的误码和故障。

1.2 无线通信网络

对于无线通信网络中的几种通信方式，则有以下特点和问题。（1）230MHz数传电台利用超短波通讯，节省投资，组网方便，但是该技术较为落后，对于电台数量有强烈的依赖，通讯范围较小；（2）基于GPRS的通信方式覆盖面积大，可利用无线运营商网络进行组网，但是在组网过程带宽较小，难以满足高速通信实现三遥功能的需求，稳定性差。

1.3 小结

通过以上分析可以看出，不同的通信方式都有其固有的优势，但也不可避免的存在许多问题。依据国家电网对于通信系统带宽以及安全性等的要求，光纤通信方式在所有的通信方式中具有明显的优势，从而确定了“光进铜退”的发展战略。

2 光通讯组网技术

2.1 ASON技术

ASON技术的核心是ASON信令网控制系统，在该系统控制下，实现网络内的连接以及自动交换功能；其基本设计理念是采用控制平面对光传送网络进行实时分配，从而保证网络资源的充分利用。ASON技术构架包括三个层次，分别为网管层、控制层以及设备层，整体采用分布式控制方式，将动态交换的理念首次引入。ASON技术的通讯协议为GMPLS协议，又称广义多协议标签交换协议，其功能主要是实现对连接的多种操作，例如建立、删除、恢复等。

2.2 OTN技术

OTN技术是以WDM作为基础框架而形成的完整体系，能够对客户的所有信号进行透明化传送，且其FEC纠错能力较为强大，能够对整个网络进行分级管理，且管理机制健全。OTN技术的真正应用始于2007年，由电信运营商开始正式使用，而在电力通信系统中，尚未开始应用。

2.3 EPON技术

与OTN技术一样，目前EPON技术尚未在电力通信领域得到应用。该技术应用WDM技术实现单根光纤的上下行传输，其中上行数据采用TDMA技术进行复用，而下行数据采用广播技术进行复用。

3 基于EPON技术的电力通信组网方案

3.1 可行性研究

与其他技术相比，EPON技术具有以下优势：（1）维护简便，该技术可不适用额外电源，后期扩容时，可相应增加分光器以及相应的ONU即可完成，维护成本较低；（2）带宽较大，目前的EPON技术可以为上下行数据分别提供1.2G的带宽，且后期升级潜力可达到10G，能够满足电力通信发展的需求；（3）网络覆盖面广，EPON技术在电信运营商已得到应用，可进行大规模的组网，支持点对多点的应用，对于终端设备多的电力通信网络适用性强；（4）安全可靠性高，该组网方案中，单个ONU与终端设备之间采用并联方式进行通信，当某一ONU发生故障时，对于其他配对设备没有影响，且通讯协议采用AES加密算法，对于信号传输的安全性有极大保障；（5）网络层次简单，由于采用了无源分光器，对于整个网络的中继系统进行了极大简化。

3.2 组网方案

基于EPON技术的组网拓扑方案可以分为链形组网、全链路保护组网两种方式，其中全链路保护组网又可分为两种，其拓扑结构如下。

3.2.1 链形组网。链型组网的拓扑结构如图1，该结构的主要特点是将OLT设备配置在每个配电子站，而后通过PON接口与分光器进行连接，分光器可布置在分段开关处。该网络拓扑的通信半径约为20km，能够满足单电源供电范围的需求。

3.2.2 全链路保护组网（一）。该组网方案的网络拓扑结构如图2，主要特点是对于配电网中的“手拉手环网”具有天然适配性，将OLT设备分别置于两个子站之间，ONU的每个上行链路均采用冗余设计，对系统进行保护，保证运行的稳定性。

3.2.3 全链路保护组网（二）。该组网方式网络拓扑结构如图3，与手拉手型相比，该方案中，OLT设备的光方向一致，设备位置基本趋同。

3.3 EPON组网可靠性分析

基于EPON技术的组网方案中，采用并联方式连接各无源光分光器与ONU设备从而形成光纤网络，光信号自OLT设备传出通过至各分光器，经过物理路径，设备可靠性较高。当其中某一个或某几个设备出现问题时，并不会影响其他设备的正常运行，网络运行可靠性高。

4 结束语

文章对目前电力通信系统的通信网络应用现状以及存在的问题进行分析，并对基于EPON技术组网的方案可行性分析，提出几种适于电力通信的网络拓扑结构，为电力通信系统进行组网方案的选择提供一定的指导。

参考文献

[1]刘冬明.光纤通信技术在电力通信中的应用[J].电子世界，2014，13：174-175.

[2]韩亚男.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].电子技术与软件工程，2015，7：41.