OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)的應(yīng)用的論文
摘要：隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化電網(wǎng)已經(jīng)成為一種主流趨勢(shì)。伴隨著智能化電網(wǎng)的發(fā)展，電力通信業(yè)務(wù)也發(fā)生了較大的變化，其種類不斷增加，原有的通信技術(shù)已經(jīng)不能滿足電力通信行業(yè)發(fā)展的要求。這種情況下必須要引進(jìn)新的通信技術(shù)。ＯＴＮ技術(shù)是一種比較先進(jìn)的通信技術(shù)，將其應(yīng)用于電力通信網(wǎng)中不僅可以增加電力通信網(wǎng)的容量，還能保證電力通信網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用將改變網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，使其由鏈?zhǔn)胶铜h(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。文中結(jié)合實(shí)際情況，分析了ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：ＯＴＮ技術(shù)；電力通信網(wǎng)；應(yīng)用
電力通信網(wǎng)是電力通信行業(yè)實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)，其覆蓋了電力運(yùn)行系統(tǒng)的方方面面。電力通信網(wǎng)的發(fā)展水平受通信技術(shù)的影響，通信技術(shù)的發(fā)展可以促進(jìn)電力通信網(wǎng)的發(fā)展。本文介紹了ＯＴＮ技術(shù)的原理，分析了ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的具體應(yīng)用。
１智能電網(wǎng)與信息通信技術(shù)
智能電網(wǎng)建設(shè)涉及到的環(huán)節(jié)比較多，從電網(wǎng)發(fā)電到電網(wǎng)用電再到電網(wǎng)調(diào)度，整個(gè)過(guò)程中都會(huì)使用到信息通信技術(shù)。信息通信技術(shù)是智能化電網(wǎng)建設(shè)的支撐性技術(shù)，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)的效果有重要影響。１．１智能電網(wǎng)目前，無(wú)論是在學(xué)術(shù)界還是在電力行業(yè)都沒(méi)有關(guān)于智能電網(wǎng)的統(tǒng)一定義，國(guó)內(nèi)外關(guān)于智能電網(wǎng)的定義也有很大的不同，但這并不影響智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展。智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的一種主流趨勢(shì)，世界上很多國(guó)家都在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)，但是不同的國(guó)家采用的方法是有區(qū)別的。我國(guó)在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設(shè)的過(guò)程中將重點(diǎn)放在以下兩個(gè)方面，一方面是要體現(xiàn)電網(wǎng)的“堅(jiān)強(qiáng)”，另一方面是要體現(xiàn)電網(wǎng)的“智能”。簡(jiǎn)而言之，就是要建立“堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)”。即建立以信息技術(shù)為支撐的，以特高壓電網(wǎng)為主的堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電、輸電、變電等功能，在這個(gè)過(guò)程中要將產(chǎn)生的信息流、業(yè)務(wù)流、電力流有機(jī)的融合在一起，形成智能化的現(xiàn)代電網(wǎng)。我國(guó)智能電網(wǎng)在建設(shè)的過(guò)程中使用到了多種技術(shù)，其分屬于不同的技術(shù)體系，從而構(gòu)成了一個(gè)完整的智能電網(wǎng)技術(shù)體系。智能電網(wǎng)技術(shù)體系包括四部分的內(nèi)容。（１）電網(wǎng)基礎(chǔ)體系。電網(wǎng)基礎(chǔ)體系是智能電網(wǎng)運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)一切功能的前提條件。（２）技術(shù)支撐體系。技術(shù)支撐體系中包括了信息技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用是確保電網(wǎng)“智能化”運(yùn)行目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的保障。（３）智能應(yīng)用體系。智能應(yīng)有體系的存在主要是為用戶提供增值服務(wù)的，其主要功能是保證電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和高效性。（４）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系主要是由一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范構(gòu)成的，是智能電網(wǎng)正常運(yùn)行的制度保障。國(guó)際上，很多國(guó)家進(jìn)行了智能電網(wǎng)通信架構(gòu)的研究。美國(guó)經(jīng)過(guò)一系列的研究給出了智能電網(wǎng)通信架構(gòu)。我國(guó)也進(jìn)行了相關(guān)的研究，給出了智能電網(wǎng)一體化通信架構(gòu)。該通信架構(gòu)體系的提出主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中涉及到的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，從而建立真正一體化的電力通信平臺(tái)。１．２智能電網(wǎng)信息通信技術(shù)信息通信技術(shù)是確保智能電網(wǎng)安全運(yùn)行的技術(shù)保障。電力骨干通信網(wǎng)的主要功能是為電力骨干網(wǎng)的運(yùn)行提供準(zhǔn)確的信息服務(wù)，從而確保電力骨干網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。電力骨干通信網(wǎng)由四級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，分別為跨區(qū)通信網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域通信網(wǎng)絡(luò)、省內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)、地市通信網(wǎng)絡(luò)。電力骨干通信網(wǎng)主要采用的是光纖通信技術(shù)，在運(yùn)行的過(guò)程中采用的傳輸技術(shù)有三種。第一種是ＳＤＨ。ＳＤＨ是一種數(shù)字化的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)于２０世紀(jì)８０年代。ＳＤＨ是由一個(gè)個(gè)的網(wǎng)元構(gòu)成的，其工作原理就是進(jìn)行信號(hào)映射，為信號(hào)傳輸過(guò)程提供符合使用要求的傳輸格式。ＳＤＨ的優(yōu)點(diǎn)是：ＳＤＨ的'網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管和維護(hù)功能比較強(qiáng)大；ＳＤＨ的兼容性比較好，在全世界范圍內(nèi)使用的是同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在實(shí)踐的過(guò)程中可以大規(guī)模使用ＳＤＨ。第二種是ＭＳＴＰ。ＭＳＴＰ的中文全稱為多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)。ＭＳＴＰ是在ＳＤＨ的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，因此ＭＳＴＰ不僅具有ＳＤＨ的基礎(chǔ)功能，同時(shí)還具有其它的功能，可以為ＴＤＭ、ＡＴＭ等多種業(yè)務(wù)提供傳輸功能。第三種是ＷＤＭ技術(shù)。ＷＤＭ技術(shù)是一種復(fù)合技術(shù)。在使用的過(guò)程中，要先將不同的波長(zhǎng)信號(hào)耦合在一起，并將其放到一根光纖中，在完成傳輸任務(wù)以后，再將這些波長(zhǎng)信號(hào)恢復(fù)為原樣。相比于單波道傳輸技術(shù)而言，ＷＤＭ技術(shù)的傳輸容量比較大。ＤＷＤＭ技術(shù)是在ＷＤＭ技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的，比ＷＤＭ技術(shù)的傳輸性能更好。在實(shí)踐過(guò)程中大多使用的是ＤＷＤＭ技術(shù)。中低壓通信網(wǎng)采用的通信方式有很多種，三種比較常用的通信方式為：（１）電力線載波。該種通信方式使用的傳輸媒介為電力線，在實(shí)踐過(guò)程中不需要重新架設(shè)通信線路。在進(jìn)行電話調(diào)度和遠(yuǎn)動(dòng)時(shí)可以選用這種通信方式；（２）公用移動(dòng)通信。公用移動(dòng)通信通常作為一種輔助通信方式，一般在下述兩種情況下才會(huì)使用公用移動(dòng)通信。一是進(jìn)行有限通信網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)的難度比較大，二是設(shè)備分布密集度比較大。在進(jìn)行用電信息采集時(shí)可以使用公用移動(dòng)通信；（３）無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，該種光網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有有源電氣器件，完全依靠介質(zhì)進(jìn)行通信。在進(jìn)行“三網(wǎng)融合”業(yè)務(wù)、用電信息采集業(yè)務(wù)時(shí)可以采用該種通信方式。電力通信一體化架構(gòu)中主要包括三個(gè)層次，骨干層承擔(dān)的業(yè)務(wù)流量最大，智能電網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)對(duì)骨干層的影響比較大。電力通信網(wǎng)骨干層所面臨的挑戰(zhàn)：第一，現(xiàn)有的業(yè)務(wù)傳輸帶寬已經(jīng)不能滿足使用的要求。隨著業(yè)務(wù)種類的增加，數(shù)據(jù)處理的量越來(lái)越大。因此，必須要增加業(yè)務(wù)傳輸帶寬，以滿足通信網(wǎng)使用的要求；第二，電力通信網(wǎng)的智能化水平有待提高。智能化電力通信網(wǎng)是電力通信網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但就現(xiàn)在的發(fā)展水平而言，智能化水平還是比較低的，在使用的過(guò)程中仍需要人工干預(yù)。因此，要提高電力通信網(wǎng)的智能化水平。
２ＯＴＮ技術(shù)原理
�。玻保希裕蔚母拍睿希裕蔚挠⑽娜Q為ＯｐｔｉｃａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔＮｅｔｗｏｒｋ，中文名稱為光傳送網(wǎng)。ＯＴＮ是一種傳送網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，主要依靠的是光電技術(shù)。ＯＴＮ包括三個(gè)層次，分別為光信道層、光復(fù)用段層和光傳輸段層。光信道層的主要功能是提供透明的光傳輸，這種功能的主要服務(wù)對(duì)象是業(yè)務(wù)信號(hào)。光信道層還可以分成不同的電域子層。進(jìn)行光信道層劃分的主要目的是為了滿足不同業(yè)務(wù)的接入要求。建立光信道、處理光信道層的開(kāi)銷等均要在光信道層完成。光復(fù)用段層可以為多波長(zhǎng)信號(hào)的傳輸提供網(wǎng)絡(luò)連接功能，從而確保多波長(zhǎng)信號(hào)傳輸?shù)耐暾�。光傳輸段層主要是為光�?fù)用段的信號(hào)提供傳輸功能。處理光復(fù)用段層開(kāi)銷、監(jiān)控光放大器和中繼器等均要在光復(fù)用段層完成。２．２ＯＴＮ的信息與復(fù)用／映射結(jié)構(gòu)Ｇ７０９標(biāo)準(zhǔn)是在２００１年頒布的，對(duì)于ＯＴＮ技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。Ｇ７０９標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)于ＯＴＮ結(jié)構(gòu)的規(guī)定。（１）ＯＴＮ的信息結(jié)構(gòu)。ＯＴＮ幀結(jié)構(gòu)是由三部分組成的，第一部分是光信道凈荷單元幀結(jié)構(gòu)，主要是通過(guò)凈荷完成客戶的業(yè)務(wù)。在運(yùn)行過(guò)程中，如果客戶業(yè)務(wù)的速率和系統(tǒng)的速率存在偏差，從而使得二者無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行碼速調(diào)整。第二部分是光信道數(shù)據(jù)單元幀結(jié)構(gòu)。光信道數(shù)據(jù)單元幀結(jié)構(gòu)主要包括光信道單元的開(kāi)銷和凈荷。第三部分是光信道傳輸單元幀結(jié)構(gòu)。不同的光信道傳輸單元的信號(hào)的幀尺寸是一樣的，但是每幀的周期有所不同。（２）ＯＴＮ的復(fù)用／映射結(jié)構(gòu)。Ｇ７０９標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了兩種傳送模塊，分別為完全功能光傳送模塊和簡(jiǎn)化功能光傳送模塊。業(yè)務(wù)信號(hào)在進(jìn)行物理傳輸前要進(jìn)行一系列的處理，主要的處理過(guò)程包括適配處理、復(fù)用處理和映射處理。首先，要對(duì)業(yè)務(wù)信號(hào)進(jìn)行速率匹配，完成匹配工作以后要將信號(hào)放入到光信道凈荷單元的凈荷區(qū)內(nèi)，和光信道凈荷單元開(kāi)銷組成光信道數(shù)據(jù)單元凈荷，再和光信道傳輸單元開(kāi)銷以及ＦＥＣ部分組成光信道傳輸單元。最終業(yè)務(wù)信號(hào)會(huì)被映射到光通道層中。上述這些內(nèi)容都屬于電層處理，接下來(lái)要進(jìn)行光層處理。光層處理就是將光信道載波上的信號(hào)映射到光復(fù)用單元和光傳送單元上。
３ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用
３．１ＯＴＮ與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系（１）ＯＴＮ與ＳＤＨ的關(guān)系。ＳＤＨ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中應(yīng)用的頻率比較高。ＳＤＨ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)，比較適用于小容量的數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)。但對(duì)于大容量的數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)而言，ＳＤＨ技術(shù)還存在一些不足。例如，ＳＤＨ技術(shù)的承載效率比較低、帶寬容器比較小等。在最初階段，ＯＴＮ技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了ＳＤＨ技術(shù)存在的不足，提高了大容量數(shù)據(jù)類業(yè)務(wù)處理的效率。而且，ＯＴＮ技術(shù)是在ＳＤＨ基礎(chǔ)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的�，F(xiàn)在，隨著ＯＴＮ技術(shù)的不斷發(fā)展，ＯＴＮ技術(shù)的獨(dú)立性愈加凸顯，未來(lái)必將取代ＳＤＨ技術(shù)。（２）ＯＴＮ與ＷＤＭ的關(guān)系。ＷＤＭ技術(shù)是大容量骨干傳輸網(wǎng)使用的一種主要技術(shù)，相比于其它技術(shù)而言，ＷＤＭ技術(shù)具有傳輸容量大、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力差的特點(diǎn)。在實(shí)踐過(guò)程中，通常不會(huì)單獨(dú)使用ＷＤＭ技術(shù)。ＯＴＮ技術(shù)是在ＷＤＭ技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，可以有效彌補(bǔ)ＷＤＭ技術(shù)的不足。因此，現(xiàn)階段人們將研究的重點(diǎn)放在ＯＴＮ技術(shù)的升級(jí)改造上。３．２ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的具體應(yīng)用（１）ＯＴＮ的網(wǎng)絡(luò)定位。相比于其它通信技術(shù)而言，ＯＴＮ技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以進(jìn)行大容量的交叉調(diào)度和傳輸，正是因?yàn)椋希裕渭夹g(shù)具有這樣的特點(diǎn)，才會(huì)將其應(yīng)用于電力通信網(wǎng)的骨干層中。隨著ＯＴＮ技術(shù)的不斷發(fā)展，ＯＴＮ的調(diào)度能力不再局限于大顆粒交叉調(diào)度，也可以滿足小顆粒交叉調(diào)度的需要，從而使得ＯＴＮ技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。未來(lái)可以利用ＯＴＮ技術(shù)進(jìn)行傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建。現(xiàn)階段，ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用主要集中于骨干層網(wǎng)絡(luò)。（２）ＯＴＮ組網(wǎng)方案。ＯＴＮ的組網(wǎng)方案有很多種，每種組網(wǎng)方案使用的設(shè)備不同。比較常見(jiàn)的幾種組網(wǎng)方案如下：ａ．利用ＯＴＮ設(shè)備組網(wǎng)。通過(guò)對(duì)ＷＤＭ設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造就可以變成ＯＴＮ設(shè)備，即在ＷＤＭ設(shè)備上增加能滿足Ｇ７０９使用要求的接口。該種組網(wǎng)方案具有經(jīng)濟(jì)成本低、組網(wǎng)過(guò)程簡(jiǎn)單、升級(jí)方便的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)就是不能進(jìn)行交叉連接；ｂ．利用ＯＴＮ電交叉設(shè)備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以滿足不同顆粒的交叉調(diào)度要求，缺點(diǎn)就是經(jīng)濟(jì)成本比較高，調(diào)度的容量比較�。唬悖茫希裕喂夥植鍙�(fù)用設(shè)備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)度容量比較大，可以直接進(jìn)行光層處理，組網(wǎng)方式比較靈活。缺點(diǎn)就是在進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)會(huì)影響信噪比，且組網(wǎng)成本比較高；ｄ．利用光電混合交叉設(shè)備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案具有光電聯(lián)合調(diào)度靈活、傳輸容量大、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)就是采用兩層交叉設(shè)備，組網(wǎng)過(guò)程更加復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)成本更高。上述四種組網(wǎng)方式各具優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況而定。
４結(jié)束語(yǔ)
相比于其它的通信技術(shù)而言，ＯＴＮ技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)，可以更好地滿足電力通信網(wǎng)使用的要求。因此，ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣。ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用不僅提高了電力通信網(wǎng)信息傳輸?shù)男阅�，同時(shí)還促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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