1、新型光電一體化設(shè)備在電力通信網(wǎng)應(yīng)用隨著我國經(jīng)濟(jì)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越高的要求，要求 電力通信不僅支持傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)，如：自動號、行政電話、調(diào)度電話、遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)、熱線電話、 計算機(jī) 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)、視頻會議、專用數(shù) 據(jù)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越高。電力通信網(wǎng)的建設(shè)在逐步推進(jìn)中，當(dāng)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(shè)工作， 隨后電力 35KV 變電站、 供電所、 營業(yè)廳等接入層面 的通信網(wǎng)絡(luò)改造與建設(shè)也將陸續(xù)展開。 本文對光電一體化設(shè)備的設(shè)備形態(tài)、 技術(shù)特點

2、與在電 力通信系統(tǒng)接入網(wǎng)的部署進(jìn)行分析， 為電力通信設(shè)計與管理人員在今后的通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計 中提供參考。電力系統(tǒng)通信網(wǎng)現(xiàn)狀電力通信作為行業(yè)性的專用通信網(wǎng)，是承載電網(wǎng)生產(chǎn)、調(diào)度、 營銷、管理的基礎(chǔ)物理網(wǎng) 絡(luò)，是保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)運行的重要支撐平臺。隨著電網(wǎng)建設(shè)，電力通信網(wǎng) 的規(guī)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。 關(guān)鍵 運行業(yè)務(wù)是指遠(yuǎn)動信號、 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、 能量管理系統(tǒng)、 繼電保護(hù)信號和調(diào)度電 話等；事務(wù)管理業(yè)務(wù)包括行政電話、會議電話和會議電視、管理信息數(shù)據(jù)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

3、時性、準(zhǔn)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)種類多、 變化快、 通信流量大。針對電力業(yè)務(wù)傳送要求的特 點，傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)主要采用 MSTP+PCM 設(shè)備組網(wǎng)方案來承載電力系統(tǒng)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(yīng)數(shù)據(jù)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，是各專網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)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(tǒng)中應(yīng)用于每一座變電站的業(yè)務(wù)接入，承 載語音業(yè)務(wù)（調(diào)度電話和行政電話）、遠(yuǎn)動業(yè)務(wù)、計量業(yè)務(wù)與 4W 信號

4、控制業(yè)務(wù)等。傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)采用 MSTP/SDH 設(shè)備 +PCM 設(shè)備組網(wǎng)如圖 1 所示：圖 1 傳統(tǒng) MSTP/SDH+PCM 組網(wǎng)圖LftTP般吾傳統(tǒng)采用MSTP+PCM設(shè)備組網(wǎng)方案存在一些不足：1、設(shè)備堆疊，占用較大的機(jī)房空間MSTP與PCM設(shè)備分別安裝于電力通信機(jī)房的同一機(jī)柜或不同機(jī)柜內(nèi)，分別提供獨立電源給其供電，對機(jī)房空間及電源要求較高。2、網(wǎng)絡(luò)連接復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)可靠性、安全性降低MSTP設(shè)備與PCM設(shè)備之間通過同軸電纜進(jìn)行2M互連，需增加用于互連的 DDF架,增加故障點。3、不利于統(tǒng)一維護(hù)與管理MSTP與PCM設(shè)備品牌、型號各種各樣，且MSTP與PCM需單獨網(wǎng)管，無法對業(yè)務(wù)電路進(jìn)行端

5、到端調(diào)度與管理，增加運維難度。4、PCM產(chǎn)業(yè)鏈面臨崩潰隨著軟交換/IMS等技術(shù)的普及，電信運營商對PCM設(shè)備需求急劇萎縮，PCM設(shè)備的出庫量逐年下降，傳統(tǒng)的PCM設(shè)備制造商大量停產(chǎn)，造成 PCM設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈面臨崩潰。5、投資浪費隨著技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)越來越多的業(yè)務(wù)都采用IP通道進(jìn)行傳送，需要通過 PCM設(shè)備承載的業(yè)務(wù)越來越少。采用光電一體化設(shè)備應(yīng)用于電力通信網(wǎng)接入層近年來推向市場的光電一體化設(shè)備，是針對電力行業(yè)實際業(yè)務(wù)需求出發(fā)，在MSTP與PCM設(shè)備基礎(chǔ)上加以改進(jìn)開發(fā)而成。其不僅具有PCM業(yè)務(wù)接入功能，支持64K時隙交叉，同時還提供TDM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入，支持 MSTP高、低階交叉，系統(tǒng)側(cè)支持

6、 STM-16/4/1 標(biāo)準(zhǔn)光接口。采用光電一體化設(shè)備應(yīng)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(shè)備電力通信網(wǎng)應(yīng)用示意圖I ijorv習(xí)點甘'''UJ|uoiwfftiA Ii 采用光電一體化設(shè)備組網(wǎng)方案優(yōu)點：1、節(jié)省機(jī)房空間一端光電一體化設(shè)備可實現(xiàn) MSTP+PCM功能，滿足站內(nèi)業(yè)務(wù)接入、傳輸?shù)男枨蟆?、網(wǎng)絡(luò)簡單，網(wǎng)絡(luò)安全性高PCM業(yè)務(wù)信號與MSTP信號轉(zhuǎn)化處理通過設(shè)備背板總線進(jìn)行，無需額外布放E1線纜與DDF，安全可靠。3、統(tǒng)一維護(hù)與管理光電一體化設(shè)備由一套網(wǎng)管系統(tǒng)統(tǒng)一管理，支持端到端電路開通、 調(diào)度與管理，運維便捷。此外，由于減少了設(shè)備種類，方便備品

7、備件的管理。4、節(jié)省投資可依據(jù)實際業(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(jié)省投資。光電一體化設(shè)備技術(shù)特點光電一體化設(shè)備是通信設(shè)備廠家針對專網(wǎng)行業(yè)尤其是電力行業(yè)通信專網(wǎng)的具體需求，以SDH技術(shù)與PCM技術(shù)為核心，將 PCM與MSTP功能集成在一個設(shè)備上，早期的光電一 體化產(chǎn)品有兩種設(shè)備硬件演進(jìn)方案：方案一：在MSTP產(chǎn)品平臺上，通過內(nèi)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(shè)備上，通過增加 MSTP功能來實現(xiàn)多業(yè)務(wù)接入與傳輸。圖3光電一體化功能模型圖STM-16/4/1MSTP真婁耳刃FL槌卻網(wǎng)一 f 5JI*.怦片 FltflRft力及楷金用Uftft護(hù)

8、健*STM4S STM a STU 1光電一體化設(shè)睪TDW Cro-CannKl/ JL J* V o丄丄L卜方案一在傳輸平臺演進(jìn)而來，相比之下，該方案系統(tǒng)的集成度、系統(tǒng)側(cè)的傳送能力、交 叉調(diào)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)方向也會配合得更緊密。跟隨著城域網(wǎng)技術(shù)的演進(jìn)步伐，各通信設(shè)備廠家在最初的MSTP/SDH+PCM 體化架構(gòu)的基礎(chǔ)上對各自的光電一體化設(shè)備功能又做了改進(jìn)，推出了一種新形態(tài)的光電一體化設(shè) 備，業(yè)務(wù)接入能力更強(qiáng)、調(diào)度更靈活、傳送效率更高，對電力系統(tǒng)差異化業(yè)務(wù)支持更靈活。這種新型光電一體化設(shè)備采用為MSTP+PTN+PCM 體化架構(gòu)設(shè)計，以 SDH技術(shù)與MPLS

9、-TP技術(shù)為核心，采用 SDH總線與分組高速總線，支持電路交換與PTN分組交換雙核進(jìn)行統(tǒng)一交換，既支持 STM-N光口上行又能支持 PTN GE/10GE 光口(亦可將 Ethernet 分組業(yè)務(wù)匯聚后作為 UNI GE/10GE光口)上行。這種架構(gòu)設(shè)計可針對不同業(yè)務(wù)靈活采用不 同的交換方式進(jìn)行傳送，既滿足了業(yè)務(wù)IP化演進(jìn)需求，通過分組傳輸利用彈性管道實現(xiàn)帶寬復(fù)用，提高帶寬利用率，又能滿足電力系統(tǒng)部分生產(chǎn)業(yè)務(wù)例如繼保信號對低時延要求，同時又通過內(nèi)置的 PCM板卡，兼顧了電力系統(tǒng)當(dāng)前仍然存在的語音與低速率信號業(yè)務(wù)需求。采用這種架構(gòu)設(shè)計方案的廠家基本上為傳統(tǒng)的傳輸設(shè)備廠家以各自原有傳送(PTN/M

10、STP)平臺為基礎(chǔ)加以改進(jìn)，實現(xiàn)一種設(shè)備，三種模式靈活轉(zhuǎn)換。圖4 MSTP+PTN 分組交換+PCM 一體化UNlttET13M/ATM1/£1>1CISE 苗 s wtMSTPTDM?*PCMUNlftLlTCM/ATM光電體化設(shè)備Fth 和：'mg'.架構(gòu)功能模型總體來說，光電一體化設(shè)備具備以下一些特點：1采用多平面一體化架構(gòu)設(shè)計，支持MSTP/SDH+PCM 雙平面，或MSTP+PTN+PCM平面。同一設(shè)備，可靈活配置為MSTP、PCM、PTN/Ethernet模式或混合模式，模式之間只需板級擴(kuò)展即可靈活轉(zhuǎn)換。 同時支持三平面的新型光電一體化設(shè)備更符合城域

11、網(wǎng)的演進(jìn) 方向，同時對電力系統(tǒng)差異化業(yè)務(wù)的支持更加靈活。2. 業(yè)務(wù)接口豐富，支持 TDM 業(yè)務(wù)、 PCM 業(yè)務(wù)、 10M/100M/1000M 以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，滿足 ALL IN ONE 發(fā)展趨勢，可全面接入變電站、供電所各種業(yè)務(wù)。3. 兼容性強(qiáng)，能與電力通信網(wǎng)已有本地光傳輸網(wǎng)對接，與主流通信廠家 MSTP 設(shè)備互 聯(lián)互通。4. 無需布放傳輸設(shè)備與 PCM 之間互聯(lián) E1 電纜與 DDF 環(huán)節(jié)，減少故障點。5. 設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠，核心部件采用 1+1 備份（如主控、交叉、時鐘、電源等）。6. 組網(wǎng)靈活，支持各種復(fù)雜組網(wǎng)，滿足電力通信網(wǎng)的各種應(yīng)用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。7. 統(tǒng)一網(wǎng)管，可采用帶內(nèi)帶外方式對設(shè)備

12、進(jìn)行管理，支持對業(yè)務(wù)電路端到端管理，運 維便捷。8. 系統(tǒng)集成度高，功耗低，節(jié)能環(huán)保。 新型光電一體化設(shè)備與城域網(wǎng)演進(jìn)方案 電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)當(dāng)前已基本完成省干、地市兩級傳輸專網(wǎng)的建設(shè)，電力省干采用ASON 或 OTN 技術(shù)傳送，地市電力城域網(wǎng)（本地傳輸）當(dāng)前首選 MSTP 技術(shù)來建設(shè)，隨著 業(yè)務(wù) IP 化的發(fā)展， 電力本地傳輸已逐步開始采用 PTN 方式。 從安全可靠性角度考慮， 電力 系統(tǒng)在這兩級傳輸層面上采用不同廠家設(shè)備來組建 A/B 兩個平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)， A/B 平面?zhèn)鬏斁W(wǎng) 絡(luò)互為 1+1 冗余備份。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)， 110KV 站及以下 35KV 站、供電所等綜合接入層的通信網(wǎng)

13、絡(luò)建設(shè)與改造陸續(xù)展開。 采用何種設(shè)備來建網(wǎng)？這是電力通信設(shè)計與管理人員需要謹(jǐn)慎考慮 的問題。大致來說，主要有兩種思路：保守型建網(wǎng)策略依托現(xiàn)有的 MSTP 傳輸 A/B 平面，采用傳統(tǒng)的 MSTP+PCM 方案或 MSTP+PCM 一體 化設(shè)備來建設(shè)。該策略的優(yōu)點是沒有技術(shù)上的不確定性，缺點是隨著業(yè)務(wù) IP 化的發(fā)展，本 地傳輸網(wǎng)由現(xiàn)有的 MSTP 電路交換向分組交換技術(shù)升級換代后， 也將面臨升級換代的局面， 造成投資浪費。積極型建網(wǎng)策略采用新型 MSTP+PTN+PCM 光電一體化設(shè)備來建網(wǎng)， 既可與當(dāng)前 MSTP 傳輸網(wǎng)無縫對 接，同時在將來本地傳輸網(wǎng)（城域網(wǎng)）由 MSTP 電路交換向分組交

14、換演進(jìn)后，無需更換設(shè) 備只需通過增加相關(guān)的 PTN 板卡與升級后的城域網(wǎng)對接，業(yè)務(wù)調(diào)度與傳送靈活轉(zhuǎn)換，保護(hù) 現(xiàn)有投資。此種建網(wǎng)方案的平滑升級過程示意見圖5 。圖 5 新型光電一體化與城域網(wǎng)配套平滑升級示意圖*-RAE15化Jt階段一：城域網(wǎng)由MSTP傳輸A/B網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)為MSTP傳輸A網(wǎng)+PTN傳輸B網(wǎng)。在采用新型光 電一體化設(shè)備組網(wǎng)的城域綜合接入層，無需更換設(shè)備硬件，只需擴(kuò)容相關(guān)PTN板件，即可支持PTN 10GE/GE光口上行，與城域網(wǎng) PTN傳輸B網(wǎng)實現(xiàn)對接。此時光電一體化設(shè)備的 為MSTP+PTN+PCM 混合工作形態(tài)，分別接入城域MSTP傳輸A網(wǎng)與PTN傳輸B網(wǎng)。階段二：城域網(wǎng)由MSTP傳輸A網(wǎng)+PTN傳輸B網(wǎng)演進(jìn)為PTN傳輸A/B網(wǎng)。在采用新型光電 一體化設(shè)備組網(wǎng)的城域綜合接入層，只需通過調(diào)整數(shù)據(jù)配置，將原有MSTP STM-N光口上行與MSTP傳輸A網(wǎng)對接改為PT