隨著(zhù)我國經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，電力產(chǎn)業(yè)對電力通信提出了越來(lái)越高的要求，要求電力通信不僅支持傳統的業(yè)務(wù)，如：自動(dòng)號、行政電話(huà)、調度電話(huà)、遠動(dòng)數據、熱線(xiàn)電話(huà)、計算機MIS業(yè)務(wù)等，還需要支持各種多媒體寬帶業(yè)務(wù)，如：高速上網(wǎng)、視頻會(huì )議、專(zhuān)用數據網(wǎng)等等，所有這些寬帶業(yè)務(wù)對通信網(wǎng)的帶寬的要求也越來(lái)越高。
電力通信網(wǎng)的建設在逐步推進(jìn)中，當前階段已基本完成220KV變電站、110KV變電站的光纜覆蓋與光通信網(wǎng)絡(luò )的建設工作，隨后電力35KV變電站、供電所、營(yíng)業(yè)廳等接入層面的通信網(wǎng)絡(luò )改造與建設也將陸續展開(kāi)。本文對光電一體化設備的設備形態(tài)、技術(shù)特點(diǎn)與在電力通信系統接入網(wǎng)的部署進(jìn)行分析，為電力通信設計與管理人員在今后的通信網(wǎng)絡(luò )規劃設計中提供參考。
電力系統通信網(wǎng)現狀
電力通信作為行業(yè)性的專(zhuān)用通信網(wǎng)，是承載電網(wǎng)生產(chǎn)、調度、營(yíng)銷(xiāo)、管理的基礎物理網(wǎng)絡(luò )，是保障電網(wǎng)安全、穩定、高效、經(jīng)濟運行的重要支撐平臺。隨著(zhù)電網(wǎng)建設，電力通信網(wǎng)的規模也在不斷壯大。電力通信的業(yè)務(wù)可劃分為關(guān)鍵運行業(yè)務(wù)和事務(wù)管理業(yè)務(wù)兩大類(lèi)。關(guān)鍵運行業(yè)務(wù)是指遠動(dòng)信號、數據采集與監視控制系統、能量管理系統、繼電保護信號和調度電話(huà)等；事務(wù)管理業(yè)務(wù)包括行政電話(huà)、會(huì )議電話(huà)和會(huì )議電視、管理信息數據等。不同的電力通信業(yè)務(wù)，要求也不同。關(guān)鍵運行業(yè)務(wù)信息量不大，但對通信的實(shí)時(shí)性、準確性和可靠性要求很高；事務(wù)管理性業(yè)務(wù)則是業(yè)務(wù)種類(lèi)多、變化快、通信流量大。針對電力業(yè)務(wù)傳送要求的特點(diǎn)，傳統的電力通信網(wǎng)主要采用MSTP+PCM設備組網(wǎng)方案來(lái)承載電力系統業(yè)務(wù)。
SDH技術(shù)作為成熟的TDM業(yè)務(wù)傳送技術(shù)，已經(jīng)被電信運營(yíng)商和電力、交通等行業(yè)廣泛采用。基于SDH的MSTP技術(shù)，能更好地適應數據業(yè)務(wù)和電路業(yè)務(wù)共同發(fā)展需要，支持ATM、PDH、SDH和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的傳送，是各專(zhuān)網(wǎng)系統建設傳送網(wǎng)的首選技術(shù)。
PCM技術(shù)作為一種綜合接入技術(shù)，在電力系統中應用于每一座變電站的業(yè)務(wù)接入，承載語(yǔ)音業(yè)務(wù)（調度電話(huà)和行政電話(huà)）、遠動(dòng)業(yè)務(wù)、計量業(yè)務(wù)與4W信號控制業(yè)務(wù)等。
傳統的電力通信網(wǎng)采用MSTP/SDH設備+PCM設備組網(wǎng)如圖 1所示：
圖 1 傳統MSTP/SDH+PCM組網(wǎng)圖
Fig.1 The traditional MSTP+PCM network
傳統采用MSTP+PCM設備組網(wǎng)方案存在一些不足：
1、 設備堆疊，占用較大的機房空間
MSTP與PCM設備分別安裝于電力通信機房的同一機柜或不同機柜內，分別提供獨立電源給其供電，對機房空間及電源要求較高。
2、 網(wǎng)絡(luò )連接復雜，網(wǎng)絡(luò )可靠性、安全性降低
MSTP設備與PCM設備之間通過(guò)同軸電纜進(jìn)行2M互連，需增加用于互連的DDF架，增加故障點(diǎn)。
3、 不利于統一維護與管理
MSTP與PCM設備品牌、型號各種各樣，且MSTP與PCM需單獨網(wǎng)管，無(wú)法對業(yè)務(wù)電路進(jìn)行端到端調度與管理，增加運維難度。
4、 PCM產(chǎn)業(yè)鏈面臨崩潰
隨著(zhù)軟交換/IMS等技術(shù)的普及，電信運營(yíng)商對PCM設備需求急劇萎縮，PCM設備的出庫量逐年下降，傳統的PCM設備制造商大量停產(chǎn)，造成PCM設備產(chǎn)業(yè)鏈面臨崩潰。
5、 投資浪費
隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，電力系統越來(lái)越多的業(yè)務(wù)都采用IP通道進(jìn)行傳送，需要通過(guò)PCM設備承載的業(yè)務(wù)越來(lái)越少。
采用光電一體化設備應用于電力通信網(wǎng)接入層
近年來(lái)推向市場(chǎng)的光電一體化設備，是針對電力行業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)需求出發(fā)，在MSTP與PCM設備基礎上加以改進(jìn)開(kāi)發(fā)而成。其不僅具有PCM業(yè)務(wù)接入功能，支持64K時(shí)隙交叉，同時(shí)還提供TDM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入，支持MSTP高、低階交叉，系統側支持STM-16/4/1標準光接口。
采用光電一體化設備應用于電力通信網(wǎng)接入層組網(wǎng)示意圖如圖 2：
圖 2 光電一體化設備電力通信網(wǎng)應用示意圖
Fig.2 The photoelectric integration equipment network
采用光電一體化設備組網(wǎng)方案優(yōu)點(diǎn)：
1、 節省機房空間
一端光電一體化設備可實(shí)現MSTP+PCM功能，滿(mǎn)足站內業(yè)務(wù)接入、傳輸的需求。
2、 網(wǎng)絡(luò )簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò )安全性高
PCM業(yè)務(wù)信號與MSTP信號轉化處理通過(guò)設備背板總線(xiàn)進(jìn)行，無(wú)需額外布放E1線(xiàn)纜與DDF，安全可靠。
3、 統一維護與管理
光電一體化設備由一套網(wǎng)管系統統一管理，支持端到端電路開(kāi)通、調度與管理，運維便捷。此外，由于減少了設備種類(lèi)，方便備品備件的管理。
4、 節省投資
可依據實(shí)際業(yè)務(wù)需求，靈活配置PCM板卡、以太網(wǎng)板等業(yè)務(wù)板卡，節省投資。
光電一體化設備技術(shù)特點(diǎn)
光電一體化設備是通信設備廠(chǎng)家針對專(zhuān)網(wǎng)行業(yè)尤其是電力行業(yè)通信專(zhuān)網(wǎng)的具體需求，以SDH技術(shù)與PCM技術(shù)為核心，將PCM與MSTP功能集成在一個(gè)設備上，早期的光電一體化產(chǎn)品有兩種設備硬件演進(jìn)方案：
方案一：在MSTP產(chǎn)品平臺上，通過(guò)內置PCM業(yè)務(wù)板卡的方式提供PCM業(yè)務(wù)接入能力。
方案二：在PCM設備上，通過(guò)增加MSTP功能來(lái)實(shí)現多業(yè)務(wù)接入與傳輸。
圖 3 光電一體化功能模型圖
Fig.3 The photoelectric integration function model
方案一在傳輸平臺演進(jìn)而來(lái)，相比之下，該方案系統的集成度、系統側的傳送能力、交叉調度能力與電信級網(wǎng)絡(luò )管理方面具有優(yōu)勢，其與城域網(wǎng)的演進(jìn)方向也會(huì )配合得更緊密。
