电力通信系统中光通信技术应用研究

田春林

摘要：本文简要分析了光通信技术的发展历程，并结合EPON技术谈光通信技术在当前电力通信系统中的应用，然后基于EPON技术在电力通信系统应用的可行性提出组网方案，以期推动我国电力事业的可持续发展。

关键词：电力通信系统；光通信技术；应用研究

中图分类号：TN929.1；TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）09-0019-02

近年来，随着智能电网的建设普及，电力通信系统也不断革新，为智能电网的建设提供了重要的安全性保障。经过几十年的发展，我国电力通信技术也逐渐从简单落后走向了世界先进，其通信技术手段的发展也经历了从单一电缆到光纤、微波、卫星等多远通信技术相结合的发展历程，特别是光通信技术的出现和应用，使电力通信系统的通信质量得到了跨越式的提升，增强了我国电力的综合通信能力[1]。因此，针对电力通信系统中光通信技术应用进行研究具有很强的现实指导意义。

1 光通信技术概述

1.1 光通信技术的发展历程

光通信技术，即光波为载波，通过光学纤维（光纤）进行传输的一种有线通信系统。以光作为通信的手段，具有悠久的历史，从古代的烽火狼烟，到十八世纪Bell发明光电话，光通信技术都还处于较为原始的状态，受自然、气候等外界因素的干扰较大，传输距离受限。直到1960年美国人梅曼发明出高强的、频率和相位都相对稳定的光——激光，才正式开始以光波作为载波的研究，并掀起60～70年代大气激光通信的热潮。1966年，英国华裔科学家高琨提出光纤可以像传导电子一样传导光波，由此奠定了现代光纤通信的理论基础，使光纤作为信息载体成为可能的现实，因此高琨被成为“光纤之父”。大体而言，光纤通信技术的应用开始于上世纪70年代，发展至今，光纤通信技术已经历了五代。

第一代光纤技术主要指1990～1999年大规模发展的SDH传输网，第二代光通信技术是高速发展于2000～2006年的MSTP和DWDM技术；第三代光通信技术以OTN和ASON为典型；在ASON之后，又提出了第四代OTN技术和第五代EPON技术[2]。从SDH到EPON技术，每一次变革都极大地推动了我国光通信技术的发展，拉近了我国光通信技术水平与国际间的距离。

1.2 光通信技术的特点

采用光波进行通信最大的优势表现为传输距离长、通信容量大。在电力通信中，采用采用光纤进行信息传输，其传输距离比数字微波、电力线载波、铜线缆等通信技术更远，且在信息传输过程中不易受电磁波干扰，稳定性更高，抗干扰能力强，且信息传输损耗少，更能确保电力通信系统的安全稳定运行。

2 光通信技术体制及在通信系统中的应用

目前，光通信技术正不断向信息传输的高速化方向发展，而光网络速率的提升有赖于光传送网络的增多。图1是光传送网总结构图，从图中可看出目前光传送网正在超全光化的趋势发展。

从光通信技术的发展来看中，光传送网的发展经历了SDH→MSTP→ASON→OTN→EPON的发展历程，而在这几项技术中心，目前应用较为广泛的是ASON，而OTN与EPON作为新一代的光传送网络技术，具有较大的技术优势和发展前景。以下主要对ASON技术、OTN技术与EPON技术在电力通信系统中的技术机制进行分析。

2.1 ASON技术

ASON网络是指在一定程序指令下，对光传送网进行链接和交换的网络，并通过控制平面对收集到的资源进行分配，从而实现智能化的通信网络。严格来说，ASON是应用于智能光网络中的主流技术，它并不属于光网络，而属于智能光网络的分支。ASON的优势在于它除了具备传统传输网所具备的网管层面和设备层面之外，还具备控制层面，因此它可以通过自身的控制完成对光网络的链接和自动交换。

2.2 OTN技术

OTN技术是以分波复用技术为基础，以WDM为基础框架而形成的一整套完整体系。它主要通过光层组织网络进行信号传送，是下一代的骨干传送网[3]。与以往的SDH、WDM等光传输网络相比，OTN传输网络具有突出的优势，主要包括：①具有分级管理的特性，可有效弥补SDH在传送层中功能缺乏的不足；②提供了强大的FEC纠错能力，提高了误码性能和光传输的跨距；③传输性能好，任何客户的信号都可以通过OTN技术进行透明传递；④可对各层网络进行管理监控，提高了开销和维护的管理能力。我国电信运营商2007年开始使用这一技术，但由于该项技术在当前的维护成本相对其他技术更高，所以目前尚没有广泛应用于电力通信系统。但OTN技术代表了未来光通信技术的发展方向，在传送技术上具有广阔的发展前景，成为电力通信改进的重要方向。

2.3 EPON技术

EPON技术是基于Ethernet的PON技术，它结合了Ethernet与PON的技术特点，对促进智能电网系统信息平台的搭建具有积极推动作用。EPON技术与其他光纤技术相比，具有明显的优势，主要表现在：①维护简便且成本较低；②宽带较大，上下行数据可升级到10G；③可实现更长距离的信息传输，网络覆盖面积大，可进行大规模组网；④支持由一点到多点的传输，适用于终端设备较多的电力通信系统；⑤具有分光特性，有效节约了光纤资源，提高了系统的工作效率。

3 EPON技术在电力通信系统中的应用模型

ASON、OTN与EPON技术虽然都是目前较为先进的光通信技术，但这三种网络均无法满足当前配电网关于高效性、稳定性与可靠性的通信需求。虽然目前ASON技术已经在电力通信系统中得到了广泛的应用，但从单项技术来看，EPON技术是实现“配电站到自动化终端”这一层面最佳的通信方式。而要确保EPON的可行性和稳定性，必须在接入电力系统时采用恰当的组网方式。目前电力系统的组网方式主要包括单电源辐射网拓扑结构和“手拉手” 环网拓扑结构两种。因此，将EPON应用于电力通信系统中，需满足EPON系统的组网结构与电力通信系统相匹配，这样才能避免开辟另外的通道，而EPON系统恰好满足这一点，这证明EPON技术在电力通信系统中的运用具有可行性。

3.1 单电源辐射状接线方式

这种应用模型的特点是接线清晰、投资节约，运维简单。一般情况下，单电源辐射网的主干线路主要采用分段开关将其分为3～4段，供电的半径约为4cm，在实际组网时，EPON的组网方式主要分为集中分光模式、串联多级分光模式两种方式。①集中式分光模式，如图2所示，OLT分布在分电站上，而分光器主要位于主干光缆上的配电设备或附近的电线杆上，ONU主要放置在设备箱内。②串联多级分光模式，如图3所示，OLT主要放置在变电所的位置，而分光器可以和ONU设备放在同一设备箱。

3.2 手拉手环网接线方式

这种应用模式的结构方式如图4所示，在两个配电子之间安装OLT设备，然后通过两个光方向利用POS级联延伸，ONU的每个上行链路都采用冗余设计，实行链路1+1冗余保护，可保障网络运行安全。采用这种方式进行组网，不仅接线简单，而且环供可靠性、稳定性较高，适用于城市电力配电网的供电要求，目前已经成为了电信配电线路的主要建设模式之一。

4 结语

随着我国电力通信技术的发展，电力通信中的光通信技术也不断更新换代。EPON技术在电力通信网络中具有加大的可行性，能进一步保障电力通信网络传输的安全性，提升我国电力通信技术水平。因此，我国应大力加强EPON技术的应用开发，不断探讨适合EPON系统的组网方案，从而不断推动我国电力通信事业的不断发展，更好地满足人们的用电用网需求。

参考文献

[1]王俊霖，钟波.光纤技术在电力通信中的应用研究[J].中国新通信，2016，18（13）：107.

[2]龚萌.光纤通信技术在电力通信系统中的应用研究[J].城市建设理论研究：电子版，2016，（12）：591.

[3]程剛.光纤通信技术在电力通信系统中的应用研究[J].工程技术：引文版，2016，（5）：00193-00193.