电力光纤通信网络的规划与设计研究

2020-01-01武利军杨利东

数字通信世界 2020年12期

关键词：光纤网络电力通信光缆

武利军，杨利东

（内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电局，内蒙古包头 014030）

0 引言

近些年电力通信网络快速发展，我国也从通信电缆进步到光纤、电力线载波、卫星传输等多种形式并存的状态，经过多年发展电力光纤通信网络已经初具规模，其可靠性、及时性、准确性都有了显而易见的进步。

1 研究电力光纤通信网络规划设计中出现的问题

1.1 拓扑结构问题

通信网络拓扑结构简单来说就是网络连接过程中形成的星型、环型、总线型、树型等几何形状，可以将通信广泛的网络情况具现化到计算机之上，从远端就能掌握电力光纤等传输媒体与工作站之间的配置及连接关系。由于我国电力运营及区域等问题，在实际设计的过程中，有各种各样结构的拓扑形式，这是设计人员进行设置时没有统一，并且没有考虑到全面拓扑网络的建设。因此导致网络工作的效率下降，各拓扑网络进行联动时产生不利影响。

1.2 通信设备选型问题

对于电力光纤通信网络的规划与设计，设备选型是重中之重，一个优质的适合的设备能让电力光纤通信效果提高许多，而设备差异也会影响电力通信，比如在一些比较远的站要将站内的信号送到局里，需要通过有实际光纤互联的站点，经过多次转送后送入局端，在进行跳接时，若各站点使用参差不齐规格不一的通信设备，不仅无法保证信息内容的完善性，传输时间也会相对增加。一方面可能是因为选型人员对设备类型、设备特型不了解而选择不适合设备的情况，另一方面在设备老旧更换，重新架设时，选用新型设备没经过测试，或为了节约成本选择低廉的设备，对整个通信网络造成不利影响，甚至出现电力网络损耗严重的问题，反而会加大资金投入，得不偿失。除了设备之外，还有通信电缆的选择，若是将设备比喻成人体中的各个器官，电缆便是血管般的存在，但现在整个“身体”中的“血管”配置不同，有粗有细有优有劣，结合自身简单想象，便能明白电力光纤通信网络中设备及电缆选型的问题。

1.3 网络系统与传输管理问题

目前我国电力光纤通信网络系统中也有一系列的问题，首先是各地区电力需求量不同，通信网络的应用情况不一样，在正常运行的中监控人员也不容易对通信网络系统出现的问题进行及时反馈。其次网络系统的信息化、智能化、现代化建设还不到位，在农村及偏远地区仍使用人工进行数据信息输入，不仅工作效率缓慢，也容易产生数据误差。最后在传输管理上出现问题后，多是等到监控中心通知后，相关工作人员才前往实地确认及检查，无法等到网络进行自愈。网络系统的运行质量较为低下，系统很难自动恢复到健康的性能，或恢复时间过长，不如人工进行调整，并且自愈网只涉及重新确立电信传输，具体失效部件或电缆的修复与更换仍需后期人工才能完成。我国电力光纤通信技术人员仍有欠缺，无法形成专业的系统管理，并且国产系统与进口设备同时存在，在实际发展中不利于人员学习，对传输设备进行监管。

2 电力光纤通信网络规划设计问题与对策

2.1 科学构建通信网络

在电力光纤通信网络设计过程中应该考虑如何科学构建网络结构，因为网络机构的适用条件以及实际应用情况，将直接决定通信传输的及时性和通信内容的准确性。通信网络的拓扑结构是指网络中各种设备实现网络互连所展现出来的抽象连接方式。电力光纤网络拓扑需要关注的是连接关系及其实际应用情况。

现阶段我国电力光纤通信网络架构形式多样，简而言之大都是适合区域情况的架构样式，例如在农村电力光纤的拓扑机构多为总线型，它简单灵活、构建方便、性能优良，缺点是主干线出现故障将影响整个通信网络。不可否认选择适合的类型是一种可行的方式，但在规划和设计过程中，没有考虑到对整个通信网络架构的最优配置，一方面将通信网络局限在区域内，另一方面未能考虑到未来通信网络发展后的规划。为了科学合理地架构通信网络，需要简化拓扑结构，减少信息在网络中的传输时间，保障网络通信传输的完善性。在现代社会中，电力光纤通信网络主要实行星型、链型和环形结构，不同拓扑结构的设计方式不同，特性也不相同，相关工作人员需根据通信网络的规划和设计需求进行合理的一体化拓扑建设，降低因结构形式不同而产生的影响，提高电力光纤通信网络的稳定性。

现代化网络中，新型的菊花链拓扑也开始广泛应用，除了拥有为星状基础的网络，也有链型结构，通过菊花链以增加更多的电力设备到通信网络之中，或串列下一个通信设备，如同菊花花瓣一样。若是一个消息是针对通信设备，需中途向下传递，期间经过的每个通信设备都会绕过该消息，直到该消息到达目的地为止。并且此拓扑模式也可进行环形拓扑架构，形成菊花链环。

2.2 选择适合电力通信网络设备

光纤通信之所以能从众多电力通信网络中脱颖而出，要归功于它强大的抗电磁干扰能力，为通信网络的可靠性作出了保证，也要关注其频带宽、传输衰耗小的优点，这也是保障通信网络准确的重要原因，并且由于它传输容量大，非常适合电力部分广阔的经营范围，不过除了普通光纤外，还有一些特殊性质的光线在电力光纤通信网络中应用，要根据通信网络的实际工作情况进行挑选，对于不同规模的光纤通信网络，应考虑到通信网络实际设计中的指标参数，来选择最适合的电缆型号[1]。需要挑选人员对设备的容量、传输效果、购买成本以及整个通信网络的兼容性了解，不能一味追求容量大，传输效果好，成本低的设备，否则很可能造成各种设备机能不匹配不相容的情况，要根据光纤通信电缆的运行状况进行比对，根据通信特点进行最优选择。

我国大多数通信设备都会受到不同地区实际情况的限制，部分通信电缆不能很好地进行应用，普通非金属式、自承式和架空地线复合式是目前我国电力光纤网络建设中主要使用的三种光缆。现实架设中，应以通信网络的需求进行选择，规划好固定的建设线路，对光缆质量进行确认，也要对未来电力通信网络进行规划和设计，避免经过繁华市区，造成后期维护检修等工作难以进行。普通非金属光缆是目前电力通信网络中应用最广的种类；而自承式光缆是指光缆自身加强构件能承受自重及外界负荷，顾名思义，其在一些复杂环境中使用较多；架空地线复合光缆的维护费用低，与我国太阳能资源相似，造价都比较高，不过伴随着社会发展，光缆价格逐渐下降，更多电力光纤网络构建都选择了架空地线复合光缆，其可靠性高的优势，更能减少网络出现问题的概率，间接降低了电力光纤通信网络的维护维修成本。

2.3 优化系统及传输管理

电力光纤通信网络已经逐渐取代传统的通信网络模式，相关工作人员及通信管理层也要与时俱进，重视通信系统网络化、信息化、现代化的建设。先对系统各模块和设备进行革新，提升系统传输速度，符合现代化标准。其次工作人员需重视起电力光纤通信网络的规划与设计，对自身所在地区网络进行科学合理的规划，结合全国电力网络规划情况进行系统设计，提升系统自动化水平，使监控及检测技术能够匹配地区要求，减少人工统计和计算工作。在农村及偏远地区有关部门也要加强电力光纤网络系统的推广，并协助进行建设管理。最后在传输管理方面，需要工作人员根据设备情况进行调整，使监控检测手段能稳定应用在进口和国产设备之中，传输管理也需不断学习和引进先进技术，对旧的传输设备进行重组改进，提高光纤网络传输效率，保证传输管理也能跟上时代脚步。

自愈网是目前电力通信网络系统基本具备的功能之一。“自愈”就是不用人力干涉，便可以在较短的时间内从故障中恢复网络业务的能力，电力网络用户甚至察觉不到网络出现故障，现阶段自愈网设置较为简单，只设立备用路由，在网络出现问题时重新建立通信能力。为适应传输网络情况，可设置2芯单向通道保护环形网络中各节点，支持两根光纤通信同时进行输入，且两条光纤即便传输内容有差异也几乎可以忽略，一旦出现通信故障，两条通道可自行实施优劣转换，将通信损失降低[2]。