國網(wǎng)寧夏電力有限公司吳忠供電公司 張博倉 楊曉銳 宋婷婷 呂佳育 吳 濤

華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司 張穎烽

1 引言

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力通信系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的重要性越來越凸顯。電力通信系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定的關(guān)鍵，其通信需求也越來越高。傳統(tǒng)的電力通信方式存在著通信帶寬小、安全性差、可靠性低等問題，無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的通信需求。光通信技術(shù)以其高速、大容量、高可靠性的優(yōu)勢(shì)成為電力通信系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)，其中波分復(fù)用、OTN 和ROADM技術(shù)更是得到了廣泛的應(yīng)用。

2 光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)是一種光通信技術(shù)，其主要原理是利用光的不同波長(zhǎng)將多個(gè)光信號(hào)共同傳輸在同一光纖中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帶寬資源的充分利用。在電力通信系統(tǒng)中，波分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種不同通信協(xié)議的同時(shí)傳輸，從而降低了通信的成本和復(fù)雜度。

波分復(fù)用技術(shù)在電力監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用可以將來自不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的信號(hào)傳輸?shù)酵还饫w中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和監(jiān)測(cè)，提高了電力監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。在故障診斷系統(tǒng)和調(diào)度指令下發(fā)系統(tǒng)中，波分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種不同通信協(xié)議的同時(shí)傳輸，減少了通信的成本和復(fù)雜度，提高了通信的效率和可靠性[1]。

波分復(fù)用技術(shù)可以將多個(gè)光信號(hào)通過同一光纖進(jìn)行傳輸，節(jié)省了通信成本，提高了通信效率和可靠性。同時(shí)，該技術(shù)的靈活性和可擴(kuò)展性也為電力通信系統(tǒng)的未來升級(jí)和擴(kuò)展提供了良好的基礎(chǔ)。在電力數(shù)據(jù)傳輸和電力調(diào)度中，波分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換和集成，提高了數(shù)據(jù)處理效率和通信可靠性。

2.2 OTN 技術(shù)

OTN 技術(shù)（Optical Transport Network）是一種高速、高效的光傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要是為了將不同協(xié)議的光信號(hào)進(jìn)行透明傳輸。在電力通信系統(tǒng)中，OTN 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換和集成，從而降低了通信的成本和復(fù)雜度。

在電力數(shù)據(jù)中心中，OTN 技術(shù)可以將來自不同數(shù)據(jù)源的信號(hào)通過不同的通道進(jìn)行傳輸和集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力數(shù)據(jù)的高速傳輸和實(shí)時(shí)處理。同時(shí)，OTN技術(shù)還可以對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、壓縮和糾錯(cuò)處理，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院屯暾訹2]。在電力調(diào)度中心中，OTN 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)度指令和設(shè)備狀態(tài)信息的透明傳輸，減少了通信的復(fù)雜度和成本。

OTN 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其高速、高效、安全和可靠性。OTN 技術(shù)可以將多個(gè)不同協(xié)議的光信號(hào)進(jìn)行透明傳輸，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、壓縮和糾錯(cuò)處理，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院屯暾浴４送?，OTN 技術(shù)還可以靈活配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高了通信網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和可靠性。

2.3 ROADM 技術(shù)

ROADM 技術(shù)（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）是一種光分路交換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行靈活的調(diào)度和管理。在電力通信系統(tǒng)中，ROADM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)靈活的光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和可靠性。

在電力監(jiān)測(cè)方面，ROADM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)來自不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的光信號(hào)進(jìn)行集中處理和管理，從而提高了電力監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。在電力調(diào)度方面，ROADM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)來自不同調(diào)度指令和設(shè)備狀態(tài)信息的光信號(hào)進(jìn)行靈活調(diào)度和管理，降低了通信的成本和復(fù)雜度。在電力傳輸方面，ROADM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力信號(hào)進(jìn)行靈活調(diào)度和管理，從而提高了電力傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>

ROADM 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于其靈活性、可擴(kuò)展性和可靠性。ROADM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的靈活調(diào)度和管理，從而可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)光信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)路由和調(diào)度，提高了傳輸效率和可靠性。同時(shí)，ROADM 技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)靈活的光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而提高了通信網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和可靠性，為未來的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和擴(kuò)展提供了更多的選擇和可能性。

3 研究案例

某電力公司在其電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中采用了波分復(fù)用技術(shù)，該系統(tǒng)由多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都需要傳輸大量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的通信方式存在著帶寬不足、信號(hào)干擾等問題，無法滿足監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。為了解決這一問題，該公司引入了波分復(fù)用技術(shù)，將不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的光信號(hào)分配到不同的波長(zhǎng)上，從而實(shí)現(xiàn)了多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在同一光纖中的傳輸。波分復(fù)用技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 波分復(fù)用技術(shù)路線

在波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程中，該公司采用了DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)，即利用非常接近的波長(zhǎng)之間的間隔來傳輸大量的數(shù)據(jù)。通過DWDM 技術(shù)，該公司將不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的光信號(hào)分配到不同的波長(zhǎng)上，并將這些波長(zhǎng)的光信號(hào)合并到同一根光纖中進(jìn)行傳輸。這種方式有效地提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的帶寬利用率和傳輸效率，同時(shí)減少了光纖數(shù)量，節(jié)約了通信成本。

采用波分復(fù)用技術(shù)，該公司的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和監(jiān)測(cè)，提高了電力監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，由于采用了DWDM技術(shù)，該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)傳輸，滿足了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)帶寬和傳輸速率的要求。這種技術(shù)的應(yīng)用，為電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)帶來了巨大的便利和效益。

該公司在其電力調(diào)度中心中采用了OTN 技術(shù)，該中心需要處理大量的數(shù)據(jù)流，包括電力調(diào)度指令、電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息等。傳統(tǒng)的通信方式難以實(shí)現(xiàn)多種不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換和集成，使得數(shù)據(jù)處理效率較低。為了解決這一問題，該公司引入了OTN 技術(shù)，通過對(duì)不同通信協(xié)議的透明傳輸和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了多種不同數(shù)據(jù)流的集成和處理，提高了數(shù)據(jù)處理效率和通信可靠性。

在OTN 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程中，該公司采用了OTN 交換機(jī)，將不同通信協(xié)議的數(shù)據(jù)流通過OTN 技術(shù)進(jìn)行透明傳輸和轉(zhuǎn)換。這種方式實(shí)現(xiàn)了多種不同數(shù)據(jù)流的集成和處理，提高了數(shù)據(jù)處理效率和通信可靠性。同時(shí)，該公司還采用OTN 技術(shù)在其電力通信系統(tǒng)中建立了多層次的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而提高了通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可擴(kuò)展性。

OTN 網(wǎng)絡(luò)不僅提供傳統(tǒng)波分 DWDM 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層面保護(hù)，還能夠在光鏈路層面提供保護(hù)和恢復(fù)功能。這種保護(hù)可以采用多種方式，包括光通道層面的1+1保護(hù)、子波長(zhǎng)層面的SNCP 保護(hù)以及保護(hù)與恢復(fù)的結(jié)合等，以確保業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。OTN 網(wǎng)絡(luò)通過系統(tǒng)的GMPLS 智能性來實(shí)現(xiàn)這種保護(hù)。

根據(jù)現(xiàn)有的OTN 網(wǎng)絡(luò)部署規(guī)模和容量，可以為暫未提供保護(hù)的SDH 2.5G 鏈路提供保護(hù)路徑。這種解決方案作為一種臨時(shí)措施，可以有效減輕因割接引起的人工配置工作量，也可以作為主用鏈路故障情況下的備用鏈路， SDH 2.5G 鏈路遷移如圖2所示。

圖2 SDH 2.5G 鏈路遷移

通過OTN 技術(shù)的應(yīng)用，該公司的電力調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)了多種不同通信協(xié)議的集成和處理，提高了數(shù)據(jù)處理效率和通信可靠性。此外，采用OTN 技術(shù)建立的多層次網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也為未來的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和升級(jí)提供了良好的基礎(chǔ)，使得電力通信系統(tǒng)的可擴(kuò)展性得到了提高。這種技術(shù)的應(yīng)用，為電力調(diào)度中心的建設(shè)和維護(hù)帶來了巨大的便利和效益。

該公司在其電力傳輸系統(tǒng)中采用了ROADM 技術(shù)，該系統(tǒng)需要將電力信號(hào)從一地傳輸?shù)搅硪坏?，其中需要?jīng)過多個(gè)光纖節(jié)點(diǎn)。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固定且剛性，無法根據(jù)實(shí)際情況對(duì)光信號(hào)進(jìn)行靈活的調(diào)度和管理，導(dǎo)致了通信效率較低和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展困難。為了解決這一問題，該公司引入了ROADM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的靈活調(diào)度和管理，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)光信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)路由和調(diào)度，從而提高了傳輸效率和可靠性。

在ROADM 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程中，該公司采用了光網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和WSS（Wavelength Selective Switch）等設(shè)備，將光信號(hào)進(jìn)行靈活的調(diào)度和管理。這種方式可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)光信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)路由和調(diào)度，從而提高了傳輸效率和可靠性。同時(shí)，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活配置，為未來的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和擴(kuò)展提供了更多的選擇和可能性。

通過ROADM 技術(shù)的應(yīng)用，該公司的電力傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的靈活調(diào)度和管理，提高了傳輸效率和可靠性。此外，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行靈活配置，為未來的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和擴(kuò)展提供了更多的選擇和可能性。這種技術(shù)的應(yīng)用，為電力傳輸系統(tǒng)的建設(shè)和維護(hù)帶來了巨大的便利和效益。

4 結(jié)語

本文通過對(duì)波分復(fù)用、OTN 和ROADM 三種光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)可以在不同的場(chǎng)景中發(fā)揮作用，如電力監(jiān)測(cè)、電力數(shù)據(jù)中心和電力調(diào)度中心、電力傳輸?shù)取２捎眠@些光通信技術(shù)可以提高電力通信系統(tǒng)的效率、可靠性和靈活性，滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的通信需求。

在電力監(jiān)測(cè)方面，采用波分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和監(jiān)測(cè)，提高了電力監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。在電力數(shù)據(jù)中心和電力調(diào)度中心方面，采用OTN 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換和集成，從而提高了數(shù)據(jù)處理效率和通信可靠性。同時(shí)，ROADM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)靈活的光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而提高了電力傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>

光通信技術(shù)的應(yīng)用使得電力通信系統(tǒng)的建設(shè)變得更加高效和便捷，不僅可以提高通信的效率和可靠性，同時(shí)也可以降低通信成本和復(fù)雜度。在未來的發(fā)展中，這些光通信技術(shù)還將會(huì)不斷地進(jìn)行創(chuàng)新和完善，為電力通信系統(tǒng)的發(fā)展帶來更多的可能性和機(jī)遇。

本文研究了波分復(fù)用、OTN 和ROADM 三種光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)這些技術(shù)在電力監(jiān)測(cè)、電力數(shù)據(jù)中心和電力調(diào)度中心、電力傳輸?shù)炔煌瑘?chǎng)景中發(fā)揮著重要的作用。這些技術(shù)的應(yīng)用使得電力通信系統(tǒng)的建設(shè)變得更加高效和便捷，也為電力通信系統(tǒng)未來的發(fā)展帶來了更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。