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ＯＴＮ技術(shù)在電力通信網(wǎng)的應用
當前,隨著(zhù)調控一體化、智能配用電等建設及"SG-ERP"信息系統深化應用發(fā)展,電力系統對通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)承載需求正在發(fā)生巨大轉變,由以傳統的小顆粒TDM業(yè)務(wù)為主轉變?yōu)橐源箢w粒數據業(yè)務(wù)為主,通信網(wǎng)在適應這種海量帶寬增長(cháng)的同時(shí),還要滿(mǎn)足快速靈活的業(yè)務(wù)調度、完善便捷的網(wǎng)絡(luò )維護管理需求。下面是小編搜集整理的相關(guān)內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：隨著(zhù)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。伴隨著(zhù)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(lèi)不斷增加，原有的通信技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)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)運行的可靠性。OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應用將改變網(wǎng)絡(luò )的結構，使其由鏈式和環(huán)形網(wǎng)絡(luò )結構轉變?yōu)榫W(wǎng)狀結構。文中結合實(shí)際情況，分析了OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應用。
關(guān)鍵詞：OTN技術(shù);電力通信網(wǎng);應用
電力通信網(wǎng)是電力通信行業(yè)實(shí)現其功能的基礎性網(wǎng)絡(luò )，其覆蓋了電力運行系統的方方面面。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)中的具體應用。
一、智能電網(wǎng)與信息通信技術(shù)
智能電網(wǎng)建設涉及到的環(huán)節比較多，從電網(wǎng)發(fā)電到電網(wǎng)用電再到電網(wǎng)調度，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)建設的支撐性技術(shù)，對電網(wǎng)建設的效果有重要影響。
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)的統一定義，國內外關(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)的建設和發(fā)展。智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的一種主流趨勢，世界上很多國家都在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設，但是不同的國家采用的方法是有區別的。我國在進(jìn)行智能電網(wǎng)建設的過(guò)程中將重點(diǎn)放在以下兩個(gè)方面，一方面是要體現電網(wǎng)的“堅強”，另一方面是要體現電網(wǎng)的“智能”。簡(jiǎn)而言之，就是要建立“堅強的智能電網(wǎng)”。即建立以信息技術(shù)為支撐的，以特高壓電網(wǎng)為主的堅強網(wǎng)架基礎結構，從而實(shí)現發(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、電力流有機的融合在一起，形成智能化的現代電網(wǎng)。我國智能電網(wǎng)在建設的過(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容。
(1)電網(wǎng)基礎體系。電網(wǎng)基礎體系是智能電網(wǎng)運行的物質(zhì)基礎，是實(shí)現智能電網(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)的應用是確保電網(wǎng)“智能化”運行目標實(shí)現的保障。
(3)智能應用體系。智能應有體系的存在主要是為用戶(hù)提供增值服務(wù)的，其主要功能是保證電網(wǎng)系統運行的安全性和高效性。
(4)標準規范體系。標準規范體系主要是由一些技術(shù)標準和技術(shù)規范構成的，是智能電網(wǎng)正常運行的制度保障。國際上，很多國家進(jìn)行了智能電網(wǎng)通信架構的研究。美國經(jīng)過(guò)一系列的研究給出了智能電網(wǎng)通信架構。我國也進(jìn)行了相關(guān)的研究，給出了智能電網(wǎng)一體化通信架構。該通信架構體系的提出主要是為了實(shí)現對智能電網(wǎng)運行過(guò)程中涉及到的所有環(huán)節進(jìn)行統一調控，從而建立真正一體化的電力通信平臺。
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)的運行提供準確的信息服務(wù)，從而確保電力骨干網(wǎng)運行的安全性和可靠性。電力骨干通信網(wǎng)由四級通信網(wǎng)絡(luò )構成，分別為跨區通信網(wǎng)絡(luò )、區域通信網(wǎng)絡(luò )、省內通信網(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是一種數字化的光傳輸網(wǎng)絡(luò )，出現于20世紀80年代。SDH是由一個(gè)個(gè)的網(wǎng)元構成的，其工作原理就是進(jìn)行信號映射，為信號傳輸過(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 )監管和維護功能比較強大;SDH的兼容性比較好，在全世界范圍內使用的是同一個(gè)標準。因此，在實(shí)踐的過(guò)程中可以大規模使用SDH。第二種是MSTP。MSTP的中文全稱(chēng)為多業(yè)務(wù)傳輸平臺。MSTP是在SDH的基礎上建立起來(lái)的，因此MSTP不僅具有SDH的基礎功能，同時(shí)還具有其它的功能，可以為T(mén)DM、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)是一種復合技術(shù)。在使用的過(guò)程中，要先將不同的波長(cháng)信號耦合在一起，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(cháng)信號恢復為原樣。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(xiàn)載波。該種通信方式使用的傳輸媒介為電力線(xiàn)，在實(shí)踐過(guò)程中不需要重新架設通信線(xiàn)路。在進(jìn)行電話(huà)調度和遠動(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 )敷設的難度比較大，二是設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中主要包括三個(gè)層次，骨干層承擔的業(yè)務(wù)流量最大，智能電網(wǎng)所面臨的挑戰對骨干層的影響比較大。電力通信網(wǎng)骨干層所面臨的挑戰：第一，現有的業(yè)務(wù)傳輸帶寬已經(jīng)不能滿(mǎn)足使用的要求。隨著(zhù)業(yè)務(wù)種類(lèi)的增加，數據處理的量越來(lái)越大。因此，必須要增加業(yè)務(wù)傳輸帶寬，以滿(mǎn)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，但就現在的發(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。因此，要提高電力通信網(wǎng)的智能化水平。
二、OTN技術(shù)原理
2.1OTN的概念OTN的英文全稱(chēng)為OpticalTransportNetwork，中文名稱(chēng)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)對象是業(yè)務(wù)信號。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(mǎn)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(xiāo)等均要在光信道層完成。光復用段層可以為多波長(cháng)信號的傳輸提供網(wǎng)絡(luò )連接功能，從而確保多波長(cháng)信號傳輸的完整性。光傳輸段層主要是為光復用段的信號提供傳輸功能。處理光復用段層開(kāi)銷(xiāo)、監控光放大器和中繼器等均要在光復用段層完成。
2.2OTN的信息與復用/映射結構G709標準是在2001年頒布的，對于OTN技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。G709標準中有關(guān)于OTN結構的規定。
(1)OTN的信息結構。OTN幀結構是由三部分組成的，第一部分是光信道凈荷單元幀結構，主要是通過(guò)凈荷完成客戶(hù)的業(yè)務(wù)。在運行過(guò)程中，如果客戶(hù)業(yè)務(wù)的速率和系統的速率存在偏差，從而使得二者無(wú)法實(shí)現同步運行時(shí)，則應進(jìn)行碼速調整。第二部分是光信道數據單元幀結構。光信道數據單元幀結構主要包括光信道單元的開(kāi)銷(xiāo)和凈荷。第三部分是光信道傳輸單元幀結構。不同的光信道傳輸單元的信號的幀尺寸是一樣的，但是每幀的周期有所不同。
(2)OTN的復用/映射結構。G709標準中規定了兩種傳送模塊，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、復用處理和映射處理。首先，要對業(yè)務(wù)信號進(jìn)行速率匹配，完成匹配工作以后要將信號放入到光信道凈荷單元的凈荷區內，和光信道凈荷單元開(kāi)銷(xiāo)組成光信道數據單元凈荷，再和光信道傳輸單元開(kāi)銷(xiāo)以及FEC部分組成光信道傳輸單元。最終業(yè)務(wù)信號會(huì )被映射到光通道層中。上述這些內容都屬于電層處理，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映射到光復用單元和光傳送單元上。
三、OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應用
3.1OTN與現有網(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)中應用的頻率比較高。SDH技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應用具有一定的優(yōu)勢，比較適用于小容量的數據類(lèi)業(yè)務(wù)。但對于大容量的數據類(lèi)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)的出現彌補了SDH技術(shù)存在的不足，提高了大容量數據類(lèi)業(yè)務(wù)處理的效率。而且，OTN技術(shù)是在SDH基礎技術(shù)上實(shí)現的�，F在，隨著(zhù)OTN技術(shù)的不斷發(fā)展，OTN技術(shù)的獨立性愈加凸顯，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 )監控能力差的特點(diǎn)。在實(shí)踐過(guò)程中，通常不會(huì )單獨使用WDM技術(shù)。OTN技術(shù)是在WDM技術(shù)的基礎上發(fā)展出來(lái)的，可以有效彌補WDM技術(shù)的不足。因此，現階段人們將研究的重點(diǎn)放在OTN技術(shù)的升級改造上。
3.2OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的具體應用
(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)行大容量的交叉調度和傳輸，正是因為OTN技術(shù)具有這樣的特點(diǎn)，才會(huì )將其應用于電力通信網(wǎng)的骨干層中。隨著(zhù)OTN技術(shù)的不斷發(fā)展，OTN的調度能力不再局限于大顆粒交叉調度，也可以滿(mǎn)足小顆粒交叉調度的需要，從而使得OTN技術(shù)的應用范圍不斷擴大。未來(lái)可以利用OTN技術(shù)進(jìn)行傳輸網(wǎng)結構構建�，F階段，OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應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)方案使用的設備不同。比較常見(jiàn)的幾種組網(wǎng)方案如下：a.利用OTN設備組網(wǎng)。通過(guò)對WDM設備進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造就可以變成OTN設備，即在WDM設備上增加能滿(mǎn)足G709使用要求的接口。該種組網(wǎng)方案具有經(jīng)濟成本低、組網(wǎng)過(guò)程簡(jiǎn)單、升級方便的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)就是不能進(jìn)行交叉連接;b.利用OTN電交叉設備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)是可以滿(mǎn)足不同顆粒的交叉調度要求，缺點(diǎn)就是經(jīng)濟成本比較高，調度的容量比較小;c.利用OTN光分插復用設備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)是調度容量比較大，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(cháng)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備組網(wǎng)。該種組網(wǎng)方案具有光電聯(lián)合調度靈活、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備，組網(wǎng)過(guò)程更加復雜，經(jīng)濟成本更高。上述四種組網(wǎng)方式各具優(yōu)缺點(diǎn)，在選擇時(shí)應根據具體情況而定。
四、結束語(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，可以更好地滿(mǎn)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)中應用的范圍越來(lái)越廣。OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應用不僅提高了電力通信網(wǎng)信息傳輸的性能，同時(shí)還促進(jìn)了社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展。
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