汪大洋 李沛 張廈千 魏琳瑯

【摘 要】近年來，OTN技術(shù)開始在電力系統(tǒng)通信領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用。OTN設(shè)備功耗大、供電較復(fù)雜，對機(jī)房動力環(huán)境要求高。文章以華為技術(shù)有限公司（以下簡稱華為）生產(chǎn)的OTN設(shè)備為例，首先介紹了設(shè)備的組成原理及供電要求，提出了OTN設(shè)備供電在現(xiàn)有機(jī)房動力環(huán)境下遇到的問題，然后比較分析了2種OTN設(shè)備子架電源分配單元的輸入連接方式；在此基礎(chǔ)上，文章進(jìn)一步闡述了OTN設(shè)備子架電源分配單元空氣開關(guān)的容量配置和電源輸入正極接地的實現(xiàn)方式，最后總結(jié)了采用此種供電方案的優(yōu)點，以及帶來的施工效益和運維效益。

【關(guān)鍵詞】OTN設(shè)備；PDU；供電方案

【中圖分類號】TN86 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）02-0033-05

0 引言

隨著電網(wǎng)規(guī)?；?、智能化、信息化的不斷發(fā)展，承載在電力通信網(wǎng)上的業(yè)務(wù)種類和數(shù)量快速增長，所需的傳輸帶寬也在不斷擴(kuò)大。這種背景下發(fā)展的OTN（光傳送網(wǎng)，Optical Transport Network）技術(shù)，整合了密集波分復(fù)用技術(shù)和SDH/MSTP技術(shù)；其通過對大顆粒業(yè)務(wù)的交叉復(fù)用、管理配置和多種用戶信號的封裝及透傳，實現(xiàn)了多業(yè)務(wù)、大容量、全透明的傳輸功能[1-2]。

江蘇電網(wǎng)采用華為研發(fā)的整套OTN技術(shù)組建省級電力通信骨干傳輸網(wǎng)，主環(huán)帶寬達(dá)到400 Gbit/s，支持2.5 Gbit/s和10 Gbit/s的SDH業(yè)務(wù)或以太網(wǎng)業(yè)務(wù)光信號的直接接入，能夠傳輸不同波長的80波載波信號，最大接入波長的速率可達(dá)100 Gbit/s。組建的整個環(huán)網(wǎng)采用了光波長共享保護(hù)（OWSP），通過占用2個不同的波長實現(xiàn)對所有站點間一路分布式業(yè)務(wù)的保護(hù)，有效地解決了電力通信系統(tǒng)存在的光纜資源、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、業(yè)務(wù)帶寬和網(wǎng)絡(luò)安全等方面的問題。

OTN設(shè)備涉及眾多波道的光電轉(zhuǎn)換，設(shè)備功耗大，對供電的可靠性要求高，故OTN交叉復(fù)用部分常采用分區(qū)供電；而且，OTN設(shè)備的交叉復(fù)用部分和線路傳輸部分是分立的，雖一般并存于同一機(jī)柜中，但需各自獨立供電。故OTN設(shè)備的供電輸入路數(shù)一般較多，空開容量較大，對機(jī)房動力環(huán)境要求較高。

1 OTN設(shè)備基本組成及供電方式

我們以華為開發(fā)的OSN系列產(chǎn)品為例，介紹OTN設(shè)備的基本組成及其供電方式。華為生產(chǎn)的OTN設(shè)備由OptiX OSN 8800智能光傳送平臺（簡稱0SN8800）和OptiX OSN 6800智能光傳送平臺（簡稱0SN6800）2個部分組成。0SN8800實現(xiàn)業(yè)務(wù)接入、封裝映射和波長調(diào)制等功能，0SN6800實現(xiàn)波道解復(fù)用、光信號放大、信道調(diào)制等功能。0SN8800和0SN6800之間通過光尾纖進(jìn)行信號傳輸。

由于0SN8800對波長的調(diào)制解調(diào)都是通過光電轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，且當(dāng)接入的業(yè)務(wù)量較大時，功耗往往較高。故在設(shè)備供電中，0SN8800采用兩分區(qū)均衡供電，即0SN8800供電需要2路輸入，加上備用供電，總共需要4路輸入（如圖1所示）。

而0SN6800功耗相對較小，采用集中1路供電，加上備用供電，總共需要2路輸入（如圖2所示）。

但是，由于采用環(huán)網(wǎng)組建，1個OTN網(wǎng)元將對應(yīng)東、西向至少2個方向的信號流，所以1套OTN網(wǎng)元往往至少需要東、西向2臺0SN6800設(shè)備。

以1套OTN網(wǎng)元由1臺0SN8800和東、西向2臺0SN6800設(shè)備組成為例，則其子架直流配電總共需要8路輸入（如圖3所示）。當(dāng)1個站點需要安裝多套OTN設(shè)備時，供電輸入路數(shù)將以8的倍數(shù)上升，很多電力通信站點難以提供如此多的電源分配單元。

此外，華為原廠機(jī)柜配發(fā)的PDU（Power Distribution Unit，電源分配單元）空開容量為63 A、32 A，其中0SN8800使用63 A，OSN6800使用32 A。而目前電力通信直流分配柜配置的空開容量一般最大也僅為63 A，若直接和OTN設(shè)備子架PDU空開相連，則不符合直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差配合保護(hù)的需要。

故需對OTN設(shè)備供電方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提出一種既滿足設(shè)備運行需要，又能適應(yīng)現(xiàn)有電力通信機(jī)房的供電方案。

2 OTN設(shè)備子架PDU輸入連接方式

若按照OTN設(shè)備子架PDU每路供電都對應(yīng)獨立輸入的方式，則所需電源輸入路數(shù)將會以8的倍數(shù)呈現(xiàn)，不僅直流分配屏空開端子數(shù)量難以滿足，還會增加運維的復(fù)雜度，誤動、誤操作的風(fēng)險也會上升。為了降低所需的電源輸入路數(shù)，我們采用新的供電連接方式，對PDU輸入進(jìn)行適當(dāng)并接。

仍以1臺0SN8800和2臺0SN6800設(shè)備組成為例，總共需要8路輸入，主、備各4路。顯然，可選擇的PDU輸入并接方式有2種：一種是4路全并接，另一種是兩兩并接。以下主要是針對這2種方式進(jìn)行闡述并得出最后結(jié)論。

2.1 4路全并接方式

4路全并接方式是指PDU輸入4路全部并接，這種連接方式下，只需要提供主、備各1路，總共2路輸入即可（如圖4所示）。這種連接方式大大減少了電源輸入路數(shù)，簡化了OTN設(shè)備電源供電的復(fù)雜度，便于操作和維護(hù)。

但是，據(jù)實驗測量，現(xiàn)配置的一套OTN設(shè)備滿負(fù)荷運行大約需要通過60 A的電流，而電力通信站點內(nèi)直流電源分配屏提供的空開容量最大一般僅為63 A。按照直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差保護(hù)的要求，且考慮到以后設(shè)備擴(kuò)容的需要，將4路輸入合并為1路輸入的方式無法保證OTN設(shè)備的正常運行。因此，4路并接、1路輸入的方式在現(xiàn)有動力環(huán)境下無法實現(xiàn)。

經(jīng)過改進(jìn)，可再增加1路輸入，改為4路并接、2路并聯(lián)輸入的方式。這種連接方式下，需要提供主、備各2路，總共需要4路輸入（如圖5所示）。這種連接方式同樣減少了電源輸入路數(shù)，而且兩路輸入負(fù)載均衡，共同分流，理論上能夠承載達(dá)到100 A的電流負(fù)載，可以滿足OTN設(shè)備的正常運行。

但是，這種連接方式存在著安全隱患：當(dāng)其中一路輸入正常，另一路輸入由于故障斷開時，OTN設(shè)備仍然可以在一段時間內(nèi)維持正常運行，無告警發(fā)生。此時，運維人員無法通過設(shè)備網(wǎng)管信息，實時掌握供電輸入的故障狀態(tài)，導(dǎo)致缺陷不能及時處理，埋下了安全隱患。因此，這種連接方式對OTN設(shè)備也是不可取的。

2.2 兩兩并接的方式

兩兩并接的方式是指將電源輸入的4路兩兩并接，從而需要主、備各2路輸入，總共4路輸入，減少了輸入路數(shù)。兩兩并接有2種實現(xiàn)方式。

第一種是將對應(yīng)OSN8800左右分區(qū)的2個輸入并接，將剩余的2臺OSN6800的2個輸入并接（如圖6所示）。據(jù)實驗測量，現(xiàn)配置的1臺OSN8800滿負(fù)荷運行大約需要通過50 A的電流，而電力通信站點內(nèi)直流電源分配屏提供的空開容量最大一般僅為63 A。按照直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差保護(hù)的要求，而且考慮到以后設(shè)備擴(kuò)容的需要，將OSN8800左右分區(qū)的2個輸入空開并接的方式無法保證OTN設(shè)備的正常運行。而將對應(yīng)2臺OSN6800的輸入并接也是不合理的，因為一旦該輸入故障斷開，則該OTN設(shè)備環(huán)網(wǎng)的東、西向2個信號都將失電中斷，配置的環(huán)網(wǎng)保護(hù)也將失效，整個站點將被迫“下線”。因此，這種兩兩連接方式是不合適的。

第二種兩兩并接方式是將OSN8800的左右分區(qū)供電輸入各與1臺OSN6800的輸入并接。據(jù)實驗測量，現(xiàn)配置的1臺OSN8800左右分區(qū)滿負(fù)荷運行大約需要各通過25 A的電流，而OSN6800大約需要通過5 A的電流；如此測算，在這種并接方式下，通過每路輸入的電流約30 A，直流電源分配屏提供的63 A空開可以滿足直流系統(tǒng)空氣開關(guān)級差保護(hù)的要求。而且將2臺OSN6800分配到2個不同輸入空開下，也最大限度地保證了環(huán)網(wǎng)保護(hù)的實現(xiàn)。但是，這種并接方式在現(xiàn)有原廠安排的PDU輸入空開排列下，需要進(jìn)行跨接實現(xiàn)，接線不可靠也不美觀。

經(jīng)過進(jìn)一步改進(jìn)，將PDU空開排列順序稍作調(diào)整，從左至右，按照OSN8800左分區(qū)，西向OSN6800，OSN8800右分區(qū)，東向OSN6800排列（如圖7所示）。這樣就能使得并接的2個空開鄰近，且可以使用原廠配發(fā)的短接銅片進(jìn)行并接，安全、可靠且美觀。

綜上分析，我們采用兩兩并接、4路輸入的方式，具體實現(xiàn)是以O(shè)SN8800的左右分區(qū)輸入各與1臺OSN6800輸入并接，以此達(dá)到OTN設(shè)備輸入路數(shù)簡化的目的。

3 OTN設(shè)備子架PDU空開容量設(shè)置

OTN設(shè)備子架PDU空氣開關(guān)容量的原廠配置OSN8800左右分區(qū)為63 A，OSN6800為32 A。直流空氣開關(guān)常見額定電流規(guī)格有1 A、2 A、3A、6 A、10 A、16 A、20 A、25 A、32 A、40 A、50 A、63 A，每相鄰兩者之間為一個級差。直流空氣開關(guān)上下級之間必須保證2～4個級差，這是為了防止直流空氣開關(guān)越級跳閘，造成事故擴(kuò)大[3-4]。而電力通信站點內(nèi)直流電源分配屏提供的空開容量最大一般僅為63 A，按照級差要求，OTN設(shè)備子架PDU空氣開關(guān)容量必須下降2～4個級差；同時，考慮到以后設(shè)備擴(kuò)容的需要，配電盒空氣開關(guān)所帶負(fù)載電流也應(yīng)在其容量以下2～4個級差內(nèi)。

在上一節(jié)我們已經(jīng)選擇的子架PDU輸入連接兩兩并接方式的前提下，可以將OTN設(shè)備子架PDU空氣開關(guān)容量重新進(jìn)行設(shè)置。前文已經(jīng)提到，現(xiàn)配置的1臺OSN8800左右分區(qū)滿負(fù)荷運行大約需要各通過25 A的電流，而OSN6800大約需要通過5 A的電流。因此，按照級差要求，我們將OTN設(shè)備子架PDU空氣開關(guān)容量調(diào)整如下：OSN8800左右分區(qū)為40 A，OSN6800為20 A（如圖8所示）。

這樣設(shè)置能夠保證PDU空氣開關(guān)容量向上級在直流電源分配屏空開容量（63A）的2個級差之下，向下級在其所承載負(fù)載電流的2個級差之上，確保了OTN設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

4 OTN設(shè)備子架PDU正極接地

通信設(shè)備的直流供電一般采用-48 V；以大地為零電位參考點，在電力通信站點通信直流電源供電中，常常將電源正極進(jìn)行工作接地。電力通信設(shè)施的有關(guān)規(guī)定要求通信直流電源正極在電源設(shè)備側(cè)和通信設(shè)備側(cè)均應(yīng)良好接地[5-6]。

按照正極在通信設(shè)備側(cè)接地的要求，我們需要將OTN設(shè)備子架PDU的8路正極輸入全部工作接地，而如果每路輸入全部引出接地線，又會帶來施工繁雜且不美觀等問題。因此，對于正極接地，我們?nèi)匀徊捎脙蓛刹⒔拥姆绞?，每兩個相鄰正極引出一根接地線即可。最終的OTN設(shè)備供電方案示意圖如圖9所示。

5 總結(jié)與展望

通過對OTN設(shè)備子架PDU輸入接線的設(shè)計和空開容量的重新設(shè)置，我們對OTN設(shè)備供電方案進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，提出了一種既能滿足設(shè)備運行需要，又能適應(yīng)現(xiàn)有電力通信機(jī)房的供電方案。在設(shè)備安裝過程中，工作人員反映此種供電方案便于施工，而且安全可靠、整潔美觀。在近3個月的試運行過程中，運維人員反映OTN設(shè)備供電正常運行，電源系統(tǒng)操作簡明，對應(yīng)關(guān)系明確，空開的狀態(tài)能實時地反映到設(shè)備網(wǎng)管告警中，滿足了實際調(diào)度運行的需要。

隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)和企業(yè)信息化管理的提升，各類新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，電力通信設(shè)備承載的數(shù)據(jù)量日益擴(kuò)大，對動力環(huán)境的要求也不斷提高，因此必須確保供電電源的安全、穩(wěn)定、可靠，才能確保通信網(wǎng)各類系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參 考 文 獻(xiàn)

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[4]李辰龍，孔珍寶，劉亞南，等.直流電源可靠性應(yīng)用研究[J].江蘇電機(jī)工程，2015，34（1）：59-61，64.

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]