基于OTN技术下电力通信传输网络优化措施

摘要：电力通信传输系统中综合不同的运行工况，科学配置电力设备，并合理应用光传送网（OpticalTransportNetwork，OTN）技术可以改善电力通信传输网络的整体性能。基于此，在智能电网建设发展中，主要简述OTN技术，讨论OTN技术在电力通信传输网络中的问题，基于色散、波长等因素提出OTN技术的网络结构和拓扑、网络路由和光放大器系统优化措施，以供参考。

关键词：光传送网技术电力通信传输网络优化信息技术

中图分类号：TN929.1

OptimizationMeasuresforPowerCommunicationTransmissionNetworkBasedonOTNTechnology

GUANPeng

HaidianPowerSupplyCompany，StateGridBeijingElectricPowerCompany， Beijing，100080China

Abstract：Inthepowercommunicationtransmissionsystem，integratingdifferentoperatingconditions，scientificallyconfiguringpowerequipment，andreasonablyapplyingOpticalTransportNetwork（OTN）technologycanimprovetheoverallperformanceofthepowercommunicationtransmissionnetwork.Basedonthis，inthedevelopmentofsmartgridconstruction，thisarticlemainlydescribesOTNtechnology，discussestheproblemsofOTNtechnologyinpowercommunicationtransmissionnetworks，andproposesoptimizationmeasuresforthenetworkstructureandtopology，networkrouting，andopticalamplifiersystemofOTNtechnologybasedonfactorssuchasdispersionandwavelengthforreference.

KeyWords：OTNtechnology;Powercommunication;Transmissionnetworkoptimization;Informationtechnology

在智能电网建设发展中，利用信息技术手段和自动化技术推动电力通信系统智慧化发展，为满足系统智能运行需求，对通信带宽扩展功能提出了更高要求。在电力市场中，应用多种技术手段可以有效满足电力通信业务范围广、实时性、高可靠性的发展需求。同时，技术的发展对宽带的性能提出更为严格的要求。目前，基于同步数字系统技术无法满足实际的通信需求。基于光传送网（OpticalTransportNetwork，OTN）技术进行多路网络的建设，实现光层的交叉以及信号调度优化，达到提高整体性能的目的。

1 OTN技术分析

OTN技术通过光通道和多路等不同的光层保护方式，切实保障电力系统运行的安全性。OTN技术在应用中具有大容量和传播距离远特征。在全新的调制编码技术支持下，利用色散可调补偿技术和电域均衡技术进行综合处理，充分提高了网络传输质量。通过控制高容量设备配置距离的方式则有利于降低设备运行中产生的干扰性影响，提高电力系统的运行效率[1]。

2 OTN技术在电力通信传输网络中的问题

电力通信传输网络中，应用OTN技术可以增强电力通信系统运行的稳定性。但是在系统应用中容易受到多种因素的影响，导致信号传递出现资源冲突等问题。对此，为了保障系统运行的稳定性、安全性，在电力系统中可以通过增设光发大器设备、色散补偿的方式，优化降低波长一致性的方式有效控制在长距离传输中出现的信号衰减与色散等问题，保障电力系统通信传输的稳定性。

在设计中容易出现截面距离不足、装置成本高等问题。为了解决此种问题，要根据不同工况中设备的运行状况，优化网络路由、光放大器等相关设备，根据不同工况进行设备联动，实现协调处理，这样则可以有效扩大传输性能，优化网络结构，增大传输距离，达到提高电力通信效果的目的[2]。

3 基于OTN技术的电力通信传输网络优化措施

3.1 网络结构和拓扑优化方案

3.1.1 方案设计

网络结构优化主要就是合理应用路由系统，保障站距分布的均匀性；对于无法应用路由的区段则主要通过信号发大器确定最佳距离。在业务分配中要做好筛选处理，避免出现性能不足、资源不足等问题，通过高可靠性的线路进行性能优化，同时做好光路跳接点以及拓扑结构设计规划。网络拓扑与端口在设计中要基于规范要求进行合理配置在提高网络功能的同时有效优化设备配置[3]。基于OTN技术电力通信优化传输网络结构如图1所示。

关于电力通信网络结构设计，根据不同业务需求合理配置电力设备和网络结构，根据今后十年发展计划可以符合未来十年的发展需求，对于不同区域则要根据实际状况进行容量的预留，满足系统升级和性能优化的配置需求。在设置中要做好中继站、传输距离限制等问题的分析，在各个站点中通过设置交叉设备等方式实现业务的优化以及调整，对于存在严重衰耗的线路则要及时更换处理，通过优化光放的方式提高信号的稳定性，增强可靠性。

3.1.2 衰减控制

光信号在通过光纤进行传输中而出现的衰减过程，就是在信号传递中产生的能量损失性根源所在。信号在传输中受光波的散射性因素、材料吸收光波等因素的影响中导致能量损失等相关问题，也会直接地增加自然性的损耗。在处理中主要通过衰减公式为进行计算，公式为：式（1）、式（2）中：表示被测量的光纤长度参数；表示输入光功率；表示输出功率，光纤典型衰减常数如表1所示。

3.1.3 色散分析

色散是光纤的主要特性之一。在光的传播中受到介质折射率等因素的影响，导致光纤折射率传输速度不足，直接影响电力系统运行效率，降低了电力系统整体性能。分析光纤系统中色散问题对信号脉冲产生的影响，可以发现在传输中存在信号脉冲逐渐变宽、码间串扰等相关问题，这些问题的存在降低了电力系统的综合性能。

电力系统运行中，光纤中主要存在的问题主要就是色度、偏振膜色散两种问题。光纤在光信号的传输中，不同频率中光传播的速度不同的，导致长距离传输之后会出现信号扩展性变化，进而导致相位出现变化、临近信号脉冲重叠、对应位置误差等问题。而在传输中距离、色散以及码速等因素与光源产生的频谱之间具有反比的关系，随着速率的增加会导致色散系数变大，而普宽数值也会增加。为了提高传输质量，信号传输的中继距离必须要在规定的范围中，避免范围过长而出现质量问题[4]。

3.1.4 非线性效应

非线性效应会出现脉冲压缩以及频谱展宽等问题，这也是影响电力系统传输质量的重要因素。单模光纤主要包括受激散射以及非线性折射两种效率。其中受激散射受到光强影响会出现不同程度的增益、损耗性变化；而非线性折射则在光强影响之下出现相移的变化、非线性折射率等问题，这些问题会对自相位调制、交叉相位以及四波混合频率产生较为直接的影响；光纤中纤芯几何形状、折射率在内部残余的应力参数、扭曲以及应用环境等都是主要的硬性农商，在这些因素的作用之下会其轴对称分布状态受到直接的影响。基于OTN技术构建组网方案，对各种问题进行梳理优化，通过有效的设备配置，则可以有效实现网络传输距离的控制，达到优化完善的目的。

3.2 网络路由优化

3.2.1 分析性能

网络路由优化的重点就是分析电力系统中网络负载均衡性的问题。首先要确定负载均衡的主要因素以及关键指标参数，综合实际状况做好网络路由以及相关业务的分析，合理配置设备以及结构，保障符合实际需求。综合分析不同类型对于网络路由优化产生的影响，通过线性规划的方式进行处理，则可以实现多目标的优化处理目标。同时可以应用蚁群算法进行资源分析，实现路由资源的科学配置。但是在处理中缺乏对业务因素的分析，无法从根本上解决线路的可靠性问题。对此基于光功率、光传输的约束条件以及跳数约束等不同的方面对其进行处理，根据网络路由业务的实际需求、电力通信传输的角度等角度进行优化配置，则可以有效满足电力系统运行中对于网络路由的功能性需求。

3.2.2 构建数据模型

在处理中要构建路由优化数据模型，基于定义进行网络拓扑结构分析，通过表示网络拓扑结构，其中表示网络节点集合，表示网络中存在的光缆集合。基于经典处理进行抽象分析，构建邻接矩阵对其进行综合分析。应用OTN技术实现通信传输处理，不同光缆的实际业务承载具有一定的限额，通过计算则可以获得两个承载业务的数量特征。在特殊状态之下两点之间的光缆连接数值参数为0[5]。对此，在进行网络路由的优化处理中，必须要保障线路承载业务数据的参数符合需求，通过降低差别数值等方式则可以实现整体性的负载均衡，有效避免部分线路受到负载因素的影响而出现风险较大的变化。在处理中要通过方差的方式进行负载均衡个优化处理，要尽可能地控制方差的数值保障其降到最小。

3.3 光放大器系统配置优化

在进行光放大器系统的优化处理中，要基于光缆物理角度进行分析，了解影响传输能力的影响因素，通过综合分析探究优化降低成本的方式与手段。同时，因为在电力系统的线路架设中受到多种因素的影响导致跨度大等问题，为了满足系统运行的需求要通过光发大器进行性能优化。对此，在设计中要基于特征进行典型的设计，这样则可以提高整体的性能[6]。

4 结论

OTN技术具有强大的大粒度交叉调度能力，可以实现对大容量的交叉调度以及传输的处理，有效满足传输的实际需求。在应用中可以综合实际需求在核心层以及基础层中进行系统的配置以及优化处理。探究优化路径以及手段，基于网络结构、网络路由优化以及光放大器几个角度进行综合分析，在接入层中融合OTN技术技术手段，构建传输网络结构，则可以有效提高资源综合利用效率，避免出现网络阻塞等问题，有利于提高传输稳定性。

参考文献

[1] 兰轩.OTN技术在电力信息通信传输中的应用[J].信息记录材料，2022，23（11）：175-177.

[2] 余波.OTN技术在电力通信传输中的应用策略[J].中国新通信，2022，24（20）：18-20.

[3] 赵阳，金燊，宋伟，等.基于OTN技术的电力通信传输网络优化研究[J].微型电脑应用，2022，38（4）：132-134.

[4] 张一铭，成雪敏.基于otn技术的电力通信传输网络优化策略探讨[J].信息记录材料，2021，22（11）：61-62.

[5] 陈相业.OTN技术在电力通信传输网络优化方案探讨[J].通讯世界，2020，27（3）：105-106.

[6] 朱恒卓.100GOTN技术在本地传输网中的应用[D].济南：山东大学，2021.