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OTN技术在电力通信网的应用

  当前,随着调控一体化、智能配用电等建设及"SG-ERP"信息系统深化应用发展,电力系统对通信网的业务承载需求正在发生巨大转变,由以传统的小颗粒TDM业务为主转变为以大颗粒数据业务为主,通信网在适应这种海量带宽增长的同时,还要满足快速灵活的业务调度、完善便捷的网络维护管理需求。下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。

  摘要:随着智能化技术的不断发展,智能化电网已经成为一种主流趋势。伴随着智能化电网的发展,电力通信业务也发生了较大的变化,其种类不断增加,原有的通信技术已经不能满足电力通信行业发展的要求。这种情况下必须要引进新的通信技术。OTN技术是一种比较先进的通信技术,将其应用于电力通信网中不仅可以增加电力通信网的容量,还能保证电力通信网运行的可靠性。OTN技术在电力通信网中的应用将改变网络的结构,使其由链式和环形网络结构转变为网状结构。文中结合实际情况,分析了OTN技术在电力通信网中的应用。

  关键词:OTN技术;电力通信网;应用

  电力通信网是电力通信行业实现其功能的基础性网络,其覆盖了电力运行系统的方方面面。电力通信网的发展水平受通信技术的影响,通信技术的发展可以促进电力通信网的发展。本文介绍了OTN技术的原理,分析了OTN技术在电力通信网中的具体应用。

  一、智能电网与信息通信技术

  智能电网建设涉及到的环节比较多,从电网发电到电网用电再到电网调度,整个过程中都会使用到信息通信技术。信息通信技术是智能化电网建设的支撑性技术,对电网建设的效果有重要影响。

  1.1智能电网目前,无论是在学术界还是在电力行业都没有关于智能电网的统一定义,国内外关于智能电网的定义也有很大的不同,但这并不影响智能电网的建设和发展。智能电网是电网发展的一种主流趋势,世界上很多国家都在进行智能电网建设,但是不同的国家采用的方法是有区别的。我国在进行智能电网建设的过程中将重点放在以下两个方面,一方面是要体现电网的“坚强”,另一方面是要体现电网的“智能”。简而言之,就是要建立“坚强的智能电网”。即建立以信息技术为支撑的,以特高压电网为主的坚强网架基础结构,从而实现发电、输电、变电等功能,在这个过程中要将产生的信息流、业务流、电力流有机的融合在一起,形成智能化的现代电网。我国智能电网在建设的过程中使用到了多种技术,其分属于不同的技术体系,从而构成了一个完整的智能电网技术体系。智能电网技术体系包括四部分的内容。

  (1)电网基础体系。电网基础体系是智能电网运行的物质基础,是实现智能电网一切功能的前提条件。

  (2)技术支撑体系。技术支撑体系中包括了信息技术、通信技术以及控制技术,这些技术的应用是确保电网“智能化”运行目标实现的保障。

  (3)智能应用体系。智能应有体系的存在主要是为用户提供增值服务的,其主要功能是保证电网系统运行的安全性和高效性。

  (4)标准规范体系。标准规范体系主要是由一些技术标准和技术规范构成的,是智能电网正常运行的制度保障。国际上,很多国家进行了智能电网通信架构的研究。美国经过一系列的研究给出了智能电网通信架构。我国也进行了相关的研究,给出了智能电网一体化通信架构。该通信架构体系的提出主要是为了实现对智能电网运行过程中涉及到的所有环节进行统一调控,从而建立真正一体化的电力通信平台。

  1.2智能电网信息通信技术信息通信技术是确保智能电网安全运行的技术保障。电力骨干通信网的主要功能是为电力骨干网的运行提供准确的信息服务,从而确保电力骨干网运行的安全性和可靠性。电力骨干通信网由四级通信网络构成,分别为跨区通信网络、区域通信网络、省内通信网络、地市通信网络。电力骨干通信网主要采用的是光纤通信技术,在运行的过程中采用的传输技术有三种。第一种是SDH。SDH是一种数字化的光传输网络,出现于20世纪80年代。SDH是由一个个的网元构成的,其工作原理就是进行信号映射,为信号传输过程提供符合使用要求的传输格式。SDH的优点是:SDH的网络监管和维护功能比较强大;SDH的兼容性比较好,在全世界范围内使用的是同一个标准。因此,在实践的过程中可以大规模使用SDH。第二种是MSTP。MSTP的中文全称为多业务传输平台。MSTP是在SDH的基础上建立起来的,因此MSTP不仅具有SDH的基础功能,同时还具有其它的功能,可以为TDM、ATM等多种业务提供传输功能。第三种是WDM技术。WDM技术是一种复合技术。在使用的过程中,要先将不同的波长信号耦合在一起,并将其放到一根光纤中,在完成传输任务以后,再将这些波长信号恢复为原样。相比于单波道传输技术而言,WDM技术的传输容量比较大。DWDM技术是在WDM技术的基础上研发出来的,比WDM技术的传输性能更好。在实践过程中大多使用的是DWDM技术。中低压通信网采用的通信方式有很多种,三种比较常用的通信方式为:

  (1)电力线载波。该种通信方式使用的传输媒介为电力线,在实践过程中不需要重新架设通信线路。在进行电话调度和远动时可以选用这种通信方式;

  (2)公用移动通信。公用移动通信通常作为一种辅助通信方式,一般在下述两种情况下才会使用公用移动通信。一是进行有限通信网络敷设的难度比较大,二是设备分布密集度比较大。在进行用电信息采集时可以使用公用移动通信;

  (3)无源光网络,该种光网络中没有有源电气器件,完全依靠介质进行通信。在进行“三网融合”业务、用电信息采集业务时可以采用该种通信方式。电力通信一体化架构中主要包括三个层次,骨干层承担的业务流量最大,智能电网所面临的挑战对骨干层的影响比较大。电力通信网骨干层所面临的挑战:第一,现有的业务传输带宽已经不能满足使用的要求。随着业务种类的增加,数据处理的量越来越大。因此,必须要增加业务传输带宽,以满足通信网使用的要求;第二,电力通信网的智能化水平有待提高。智能化电力通信网是电力通信网发展的必然趋势,但就现在的发展水平而言,智能化水平还是比较低的,在使用的过程中仍需要人工干预。因此,要提高电力通信网的智能化水平。

  二、OTN技术原理

  2.1OTN的概念OTN的英文全称为OpticalTransportNetwork,中文名称为光传送网。OTN是一种传送网组网技术,主要依靠的是光电技术。OTN包括三个层次,分别为光信道层、光复用段层和光传输段层。光信道层的主要功能是提供透明的光传输,这种功能的主要服务对象是业务信号。光信道层还可以分成不同的电域子层。进行光信道层划分的主要目的是为了满足不同业务的接入要求。建立光信道、处理光信道层的开销等均要在光信道层完成。光复用段层可以为多波长信号的传输提供网络连接功能,从而确保多波长信号传输的完整性。光传输段层主要是为光复用段的信号提供传输功能。处理光复用段层开销、监控光放大器和中继器等均要在光复用段层完成。

  2.2OTN的信息与复用/映射结构G709标准是在2001年颁布的,对于OTN技术的发展具有重要的意义。G709标准中有关于OTN结构的规定。

  (1)OTN的信息结构。OTN帧结构是由三部分组成的,第一部分是光信道净荷单元帧结构,主要是通过净荷完成客户的业务。在运行过程中,如果客户业务的速率和系统的速率存在偏差,从而使得二者无法实现同步运行时,则应进行码速调整。第二部分是光信道数据单元帧结构。光信道数据单元帧结构主要包括光信道单元的开销和净荷。第三部分是光信道传输单元帧结构。不同的光信道传输单元的信号的帧尺寸是一样的,但是每帧的周期有所不同。

  (2)OTN的复用/映射结构。G709标准中规定了两种传送?,分别为完全功能光传送?楹图蚧δ芄獯湍?。业务信号在进行物理传输前要进行一系列的处理,主要的处理过程包括适配处理、复用处理和映射处理。首先,要对业务信号进行速率匹配,完成匹配工作以后要将信号放入到光信道净荷单元的净荷区内,和光信道净荷单元开销组成光信道数据单元净荷,再和光信道传输单元开销以及FEC部分组成光信道传输单元。最终业务信号会被映射到光通道层中。上述这些内容都属于电层处理,接下来要进行光层处理。光层处理就是将光信道载波上的信号映射到光复用单元和光传送单元上。

  三、OTN技术在电力通信网中的应用

  3.1OTN与现有网络的关系

  (1)OTN与SDH的关系。SDH技术在电力通信网中应用的频率比较高。SDH技术在电力通信网中的应用具有一定的优势,比较适用于小容量的数据类业务。但对于大容量的数据类业务而言,SDH技术还存在一些不足。例如,SDH技术的承载效率比较低、带宽容器比较小等。在最初阶段,OTN技术的出现弥补了SDH技术存在的不足,提高了大容量数据类业务处理的效率。而且,OTN技术是在SDH基础技术上实现的。现在,随着OTN技术的不断发展,OTN技术的独立性愈加凸显,未来必将取代SDH技术。

  (2)OTN与WDM的关系。WDM技术是大容量骨干传输网使用的一种主要技术,相比于其它技术而言,WDM技术具有传输容量大、网络监控能力差的特点。在实践过程中,通常不会单独使用WDM技术。OTN技术是在WDM技术的基础上发展出来的,可以有效弥补WDM技术的不足。因此,现阶段人们将研究的重点放在OTN技术的升级改造上。

  3.2OTN技术在电力通信网中的具体应用

  (1)OTN的网络定位。相比于其它通信技术而言,OTN技术的一个优点就是可以进行大容量的交叉调度和传输,正是因为OTN技术具有这样的特点,才会将其应用于电力通信网的骨干层中。随着OTN技术的不断发展,OTN的调度能力不再局限于大颗粒交叉调度,也可以满足小颗粒交叉调度的需要,从而使得OTN技术的应用范围不断扩大。未来可以利用OTN技术进行传输网结构构建。现阶段,OTN技术在电力通信网中的应用主要集中于骨干层网络。

  (2)OTN组网方案。OTN的组网方案有很多种,每种组网方案使用的设备不同。比较常见的几种组网方案如下:a.利用OTN设备组网。通过对WDM设备进行简单的改造就可以变成OTN设备,即在WDM设备上增加能满足G709使用要求的接口。该种组网方案具有经济成本低、组网过程简单、升级方便的优点。缺点就是不能进行交叉连接;b.利用OTN电交叉设备组网。该种组网方案的优点是可以满足不同颗粒的交叉调度要求,缺点就是经济成本比较高,调度的容量比较小;c.利用OTN光分插复用设备组网。该种组网方案的优点是调度容量比较大,可以直接进行光层处理,组网方式比较灵活。缺点就是在进行长距离传输时会影响信噪比,且组网成本比较高;d.利用光电混合交叉设备组网。该种组网方案具有光电联合调度灵活、传输容量大、可靠性高的优点。缺点就是采用两层交叉设备,组网过程更加复杂,经济成本更高。上述四种组网方式各具优缺点,在选择时应根据具体情况而定。

  四、结束语

  相比于其它的通信技术而言,OTN技术具有一定的优势,可以更好地满足电力通信网使用的要求。因此,OTN技术在电力通信网中应用的范围越来越广。OTN技术在电力通信网中的应用不仅提高了电力通信网信息传输的性能,同时还促进了社会经济的发展。

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