光通信传输技术的比较分析

李志强 孙信军

摘 要：光通信的载频为光波、传输媒介为光导纤维，光波的载频频率是微波频率的104倍～105倍，光导纤维的传输容量比微波及同轴电缆高几十万倍，在电力通信系统中应用光通信技术可以显著提升传输容量、传输频率。本文对比分析了电力通信工程中常见的光通信传输技术，包括WDM技术、SDH技术、ASON技术及OTN技术。

关键词：传输；光通信；比较

光通信是现代社会中不可缺少的信息传输手段，信息传输质量高，具有较强的网络生存、网络传送能力。目前光通信技术正处于高速发展期，可以有效满足通信主干网的长途传输需要，能够为区域性接入网及城域网提供优良的通信传输保障，使传输业务变得多样化。光通信还具有传输量大、抗干扰能力强及保密性良好等特点，因此通常被用于电力通信、应急通信、城域网互联及扩展、保密通信领域[ 1 ]。在电力通信领域中应用光通信技术时应注意比较分析不同技术的优缺点，以建设通信速率高、经济效益好的电力信息通信网络。

1 光通信现状

電力系统常用的光通信技术包括SDH技术、WDM技术、OTN技术及ASON技术，运用SDH技术可以保证电力系统通信网络同时具有交叉功能、复接功能及传输功能。WDM技术可以利用同一根光纤传送标称不同的光信号，每个光路均可承载独立的SDH信号，可根据通道间隔时间将WDM技术分为DWDM技术与CWDM技术，在电力传输网络中的骨干层与核心层，通常采用DWDM技术。OTN技术是基于WDM技术发展形成的光通信技术，帧开销、帧结构与SDH技术相似，体系结构包括电层与光层，OTN技术的组网能力与管理能力强大，可实现大颗粒配置、交叉与带宽复用[ 2 ]。ASON技术具有自动选路功能，可通过控制传输信令实现网络动态连接与自动连接，可按照通信功能将ASON网络划分为管理平面层、控制平面层与传送平面层。

2 比较分析

2.1 QOS与开销比较

QOS技术可用于解决网络阻塞与网络延迟问题，在通信网络处于拥塞或过载状态时，QOS技术可以有效保护重要业务，避免重要业务出现被丢弃或被延迟传输问题，使光通信网络处于高效传输状态。在SDH技术、WDM技术、OTN技术及ASON技术中，WDM技术与SDH技术隔离传输数据时采用的是VLAN，因此可以为QOS功能的实现提供良好的通信保障，同时能根据业务质量服务等级为通信用户提供针对性强的QOS服务。ASON技术及OTN技术的组网设备较为灵活，QOS技术可以在ASON通信网及OTN通信网中自由调度数据信息，QOS服务的稳定性与可靠性优于SDH技术及WDM技术。在开销方面，SDH技术的开销为3.7%，如在传输信息时应用SDH技术，则需要预留一定的保护带宽。OTN的开销<2%，可高效利用带宽。WDM技术的开销与SDH技术的开销相近，但WDM技术的网络容量较大，因此能充分利用带宽。ASON技术的具体监控开销未得到统一认定，但通过监测ODUk层可发现该技术的开销较小，能有效利用带宽。

2.2 技术成熟度与发展趋势比较

OTN技术属于较为成熟的光通信技术，已经成为电力通信系统中常用的传输技术，目前国内电力通信专网对OTN技术的需求较多，因此OTN技术的专属研发力度较强，技术更新速度较快。由于OTN技术处于垄断状态，在连接非OTN网络时可出现不兼容问题，在未来一段时间内需要采用光子集成传输技术提升OTN通信设备与其他通信设备之间的兼容性，同时发展超100Gbit/s承载传输模式。SDH技术也已经发展成熟，在电力通信网络中的应用基础广泛，但SDH技术的传输功能还不够完善，需要逐步发展完善传输功能，包括灵活分组传输功能、业务拓展功能等，同时提升传输功能的稳定性，逐渐将电路传输交换网转变为分组传输网，以建设融合网。ASON技术的特点包括节省电力通信专网的运营成本、提升通信专网管理水平，目前已经逐步发展成熟，且具有良好的发展前景。WDM技术的成熟度较高，是长途通信专网中的主流传输技术，目前WDM技术的发展趋势为提升通信传输的稳定性与灵活性，降低通信成本。

2.3 环网能力与业务承载比较

相对于SDH技术、WDM技术及ASON技术，OTN技术的环网能力较强，可靠性及保护能力均较高，且具有较强的自愈功能。WDM技术与ASON技术的环网能力不受系统升级、光缆线路改造、网络发展、网络扩充的影响，环网可以高效保护通信资源，如需升级WDA通信系统或ASON通信系统，应采用与通信网络相匹配的光通信接收机及光通信发射机，以免影响通信网络的环网能力。SDH技术的环网保护平台为MSTP，MSTP平台能够增强SDH技术的环网修复能力。在业务承载方面，OTN技术可综合传输宽带业务与窄带业务，支持图像压缩传输及语音传输；SDH技术多被用于点对点传输即时信息，ASON技术的传输网络具有较强的扩展性，因此能够灵活承载多种业务，包括承载快速业务、承载增值业务等[ 3 ]。WDM技术的业务接口具有配置灵活、丰富多样的特点，每一个业务接口均可独立承载业务。

3 结语

综上，光通信传输技术联网能力非凡、传输特性优越、带宽发展潜力巨大，已经成为电力通信网络的基础性传播平台，为了推动光通信网络进入到新发展阶段，必须明确光通信现状，了解各类传输技术所具有的发展潜力，同时根据市场需求优化通信网络，确保光通信传输技术能够为电力信息传输工作提供灵活性的组网服务与差别化的网络服务。

参考文献：

[1] 陈雪梅，张静，易兴文等.基于数字相干叠加的相干光正交频分复用系统中光纤非线性容忍性研究[J].物理学报，2015，64（14）：157-163.

[2] 韩立强，游雅晖，聂向荣等.大气湍流及瞄准误差联合效应下全光中继自由空间光通信的性能[J].光电子·激光，2016，27（5）：505-512.

[3] 肖繁，张哲，尹项根.智能配电网EPON系统改进加权动态带宽分配算法及时延特性研究[J].中国电机工程学报，2015，35（12）：3037-3046.