當前,隨著調控一體化、智慧配用電等建設及"SG-ERP"資訊系統深化應用發展,電力系統對通訊網的業務承載需求正在發生巨大轉變,由以傳統的小顆粒TDM業務為主轉變為以大顆粒資料業務為主,通訊網在適應這種海量頻寬增長的同時,還要滿足快速靈活的業務排程、完善便捷的網路維護管理需求。下面是小編蒐集整理的相關內容的論文,歡迎大家閱讀參考。
![OTN技術在電力通訊網的應用 OTN技術在電力通訊網的應用](https://i1.caizhika.com/313a4a119e1ba9/776006/313b5d0493/77600641cf42e5.jpg)
摘要:隨著智慧化技術的不斷髮展,智慧化電網已經成為一種主流趨勢。伴隨著智慧化電網的發展,電力通訊業務也發生了較大的變化,其種類不斷增加,原有的通訊技術已經不能滿足電力通訊行業發展的要求。這種情況下必須要引進新的通訊技術。OTN技術是一種比較先進的通訊技術,將其應用於電力通訊網中不僅可以增加電力通訊網的容量,還能保證電力通訊網執行的可靠性。OTN技術在電力通訊網中的應用將改變網路的結構,使其由鏈式和環形網路結構轉變為網狀結構。文中結合實際情況,分析了OTN技術在電力通訊網中的應用。
關鍵詞:OTN技術;電力通訊網;應用
電力通訊網是電力通訊行業實現其功能的基礎性網路,其覆蓋了電力執行系統的方方面面。電力通訊網的發展水平受通訊技術的影響,通訊技術的發展可以促進電力通訊網的發展。本文介紹了OTN技術的原理,分析了OTN技術在電力通訊網中的具體應用。
一、智慧電網與資訊通訊技術
智慧電網建設涉及到的環節比較多,從電網發電到電網用電再到電網排程,整個過程中都會使用到資訊通訊技術。資訊通訊技術是智慧化電網建設的支撐性技術,對電網建設的效果有重要影響。
1.1智慧電網目前,無論是在學術界還是在電力行業都沒有關於智慧電網的統一定義,國內外關於智慧電網的定義也有很大的不同,但這並不影響智慧電網的建設和發展。智慧電網是電網發展的一種主流趨勢,世界上很多國家都在進行智慧電網建設,但是不同的國家採用的方法是有區別的。我國在進行智慧電網建設的過程中將重點放在以下兩個方面,一方面是要體現電網的“堅強”,另一方面是要體現電網的“智慧”。簡而言之,就是要建立“堅強的智慧電網”。即建立以資訊科技為支撐的,以特高壓電網為主的堅強網架基礎結構,從而實現發電、輸電、變電等功能,在這個過程中要將產生的資訊流、業務流、電力流有機的融合在一起,形成智慧化的現代電網。我國智慧電網在建設的過程中使用到了多種技術,其分屬於不同的技術體系,從而構成了一個完整的智慧電網技術體系。智慧電網技術體系包括四部分的內容。
(1)電網基礎體系。電網基礎體系是智慧電網執行的物質基礎,是實現智慧電網一切功能的前提條件。
(2)技術支撐體系。技術支撐體系中包括了資訊科技、通訊技術以及控制技術,這些技術的應用是確保電網“智慧化”執行目標實現的保障。
(3)智慧應用體系。智慧應有體系的存在主要是為使用者提供增值服務的,其主要功能是保證電網系統執行的安全性和高效性。
(4)標準規範體系。標準規範體系主要是由一些技術標準和技術規範構成的,是智慧電網正常執行的制度保障。國際上,很多國家進行了智慧電網通訊架構的研究。美國經過一系列的研究給出了智慧電網通訊架構。我國也進行了相關的研究,給出了智慧電網一體化通訊架構。該通訊架構體系的提出主要是為了實現對智慧電網執行過程中涉及到的所有環節進行統一調控,從而建立真正一體化的電力通訊平臺。
1.2智慧電網資訊通訊技術資訊通訊技術是確保智慧電網安全執行的技術保障。電力骨幹通訊網的主要功能是為電力骨幹網的執行提供準確的資訊服務,從而確保電力骨幹網執行的安全性和可靠性。電力骨幹通訊網由四級通訊網路構成,分別為跨區通訊網路、區域通訊網路、省內通訊網路、地市通訊網路。電力骨幹通訊網主要採用的是光纖通訊技術,在執行的過程中採用的傳輸技術有三種。第一種是SDH。SDH是一種數字化的光傳輸網路,出現於20世紀80年代。SDH是由一個個的網元構成的,其工作原理就是進行訊號對映,為訊號傳輸過程提供符合使用要求的傳輸格式。SDH的優點是:SDH的網路監管和維護功能比較強大;SDH的相容性比較好,在全世界範圍內使用的是同一個標準。因此,在實踐的過程中可以大規模使用SDH。第二種是MSTP。MSTP的中文全稱為多業務傳輸平臺。MSTP是在SDH的基礎上建立起來的,因此MSTP不僅具有SDH的'基礎功能,同時還具有其它的功能,可以為TDM、ATM等多種業務提供傳輸功能。第三種是WDM技術。WDM技術是一種複合技術。在使用的過程中,要先將不同的波長訊號耦合在一起,並將其放到一根光纖中,在完成傳輸任務以後,再將這些波長訊號恢復為原樣。相比於單波道傳輸技術而言,WDM技術的傳輸容量比較大。DWDM技術是在WDM技術的基礎上研發出來的,比WDM技術的傳輸效能更好。在實踐過程中大多使用的是DWDM技術。中低壓通訊網採用的通訊方式有很多種,三種比較常用的通訊方式為:
(1)電力線載波。該種通訊方式使用的傳輸媒介為電力線,在實踐過程中不需要重新架設通訊線路。在進行電話排程和遠動時可以選用這種通訊方式;
(2)公用行動通訊。公用行動通訊通常作為一種輔助通訊方式,一般在下述兩種情況下才會使用公用行動通訊。一是進行有限通訊網路敷設的難度比較大,二是裝置分佈密集度比較大。在進行用電資訊採集時可以使用公用行動通訊;
(3)無源光網路,該種光網路中沒有有源電氣器件,完全依靠介質進行通訊。在進行“三網融合”業務、用電資訊採集業務時可以採用該種通訊方式。電力通訊一體化架構中主要包括三個層次,骨幹層承擔的業務流量最大,智慧電網所面臨的挑戰對骨幹層的影響比較大。電力通訊網骨幹層所面臨的挑戰:第一,現有的業務傳輸頻寬已經不能滿足使用的要求。隨著業務種類的增加,資料處理的量越來越大。因此,必須要增加業務傳輸頻寬,以滿足通訊網使用的要求;第二,電力通訊網的智慧化水平有待提高。智慧化電力通訊網是電力通訊網發展的必然趨勢,但就現在的發展水平而言,智慧化水平還是比較低的,在使用的過程中仍需要人工干預。因此,要提高電力通訊網的智慧化水平。
二、OTN技術原理
2.1OTN的概念OTN的英文全稱為OpticalTransportNetwork,中文名稱為光傳送網。OTN是一種傳送網組網技術,主要依靠的是光電技術。OTN包括三個層次,分別為光通道層、光復用段層和光傳輸段層。光通道層的主要功能是提供透明的光傳輸,這種功能的主要服務物件是業務訊號。光通道層還可以分成不同的電域子層。進行光通道層劃分的主要目的是為了滿足不同業務的接入要求。建立光通道、處理光通道層的開銷等均要在光通道層完成。光復用段層可以為多波長訊號的傳輸提供網路連線功能,從而確保多波長訊號傳輸的完整性。光傳輸段層主要是為光復用段的訊號提供傳輸功能。處理光復用段層開銷、監控光放大器和中繼器等均要在光復用段層完成。
2.2OTN的資訊與複用/對映結構G709標準是在2001年頒佈的,對於OTN技術的發展具有重要的意義。G709標準中有關於OTN結構的規定。
(1)OTN的資訊結構。OTN幀結構是由三部分組成的,第一部分是光通道淨荷單元幀結構,主要是通過淨荷完成客戶的業務。在執行過程中,如果客戶業務的速率和系統的速率存在偏差,從而使得二者無法實現同步執行時,則應進行碼速調整。第二部分是光通道資料單元幀結構。光通道資料單元幀結構主要包括光通道單元的開銷和淨荷。第三部分是光通道傳輸單元幀結構。不同的光通道傳輸單元的訊號的幀尺寸是一樣的,但是每幀的周期有所不同。
(2)OTN的複用/對映結構。G709標準中規定了兩種傳送模組,分別為完全功能光傳送模組和簡化功能光傳送模組。業務訊號在進行物理傳輸前要進行一系列的處理,主要的處理過程包括適配處理、複用處理和對映處理。首先,要對業務訊號進行速率匹配,完成匹配工作以後要將訊號放入到光通道淨荷單元的淨荷區內,和光通道淨荷單元開銷組成光通道資料單元淨荷,再和光通道傳輸單元開銷以及FEC部分組成光通道傳輸單元。最終業務訊號會被對映到光通道層中。上述這些內容都屬於電層處理,接下來要進行光層處理。光層處理就是將光通道載波上的訊號對映到光復用單元和光傳送單元上。
三、OTN技術在電力通訊網中的應用
3.1OTN與現有網路的關係
(1)OTN與SDH的關係。SDH技術在電力通訊網中應用的頻率比較高。SDH技術在電力通訊網中的應用具有一定的優勢,比較適用於小容量的資料類業務。但對於大容量的資料類業務而言,SDH技術還存在一些不足。例如,SDH技術的承載效率比較低、頻寬容器比較小等。在最初階段,OTN技術的出現彌補了SDH技術存在的不足,提高了大容量資料類業務處理的效率。而且,OTN技術是在SDH基礎技術上實現的。現在,隨著OTN技術的不斷髮展,OTN技術的獨立性愈加凸顯,未來必將取代SDH技術。
(2)OTN與WDM的關係。WDM技術是大容量骨幹傳輸網使用的一種主要技術,相比於其它技術而言,WDM技術具有傳輸容量大、網路監控能力差的特點。在實踐過程中,通常不會單獨使用WDM技術。OTN技術是在WDM技術的基礎上發展出來的,可以有效彌補WDM技術的不足。因此,現階段人們將研究的重點放在OTN技術的升級改造上。
3.2OTN技術在電力通訊網中的具體應用
(1)OTN的網路定位。相比於其它通訊技術而言,OTN技術的一個優點就是可以進行大容量的交叉排程和傳輸,正是因為OTN技術具有這樣的特點,才會將其應用於電力通訊網的骨幹層中。隨著OTN技術的不斷髮展,OTN的排程能力不再侷限於大顆粒交叉排程,也可以滿足小顆粒交叉排程的需要,從而使得OTN技術的應用範圍不斷擴大。未來可以利用OTN技術進行傳輸網結構構建。現階段,OTN技術在電力通訊網中的應用主要集中於骨幹層網路。
(2)OTN組網方案。OTN的組網方案有很多種,每種組網方案使用的裝置不同。比較常見的幾種組網方案如下:a.利用OTN裝置組網。通過對WDM裝置進行簡單的改造就可以變成OTN裝置,即在WDM裝置上增加能滿足G709使用要求的介面。該種組網方案具有經濟成本低、組網過程簡單、升級方便的優點。缺點就是不能進行交叉連線;b.利用OTN電交叉裝置組網。該種組網方案的優點是可以滿足不同顆粒的交叉排程要求,缺點就是經濟成本比較高,排程的容量比較小;c.利用OTN光分插複用裝置組網。該種組網方案的優點是排程容量比較大,可以直接進行光層處理,組網方式比較靈活。缺點就是在進行長距離傳輸時會影響信噪比,且組網成本比較高;d.利用光電混合交叉裝置組網。該種組網方案具有光電聯合排程靈活、傳輸容量大、可靠性高的優點。缺點就是採用兩層交叉裝置,組網過程更加複雜,經濟成本更高。上述四種組網方式各具優缺點,在選擇時應根據具體情況而定。
四、結束語
相比於其它的通訊技術而言,OTN技術具有一定的優勢,可以更好地滿足電力通訊網使用的要求。因此,OTN技術在電力通訊網中應用的範圍越來越廣。OTN技術在電力通訊網中的應用不僅提高了電力通訊網資訊傳輸的效能,同時還促進了社會經濟的發展。