隨著我國經(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越高的要求，要求電力通信不僅支持傳統(tǒng)的業(yè)務，如：自動號、行政電話、調(diào)度電話、遠動數(shù)據(jù)、熱線電話、計算機MIS業(yè)務等，還需要支持各種多媒體寬帶業(yè)務，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)的建設在逐步推進中，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)絡的建設工作，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)絡改造與建設也將陸續(xù)展開。本文對光電一體化設備的設備形態(tài)、技術(shù)特點與在電力通信系統(tǒng)接入網(wǎng)的部署進行分析，為電力通信設計與管理人員在今后的通信網(wǎng)絡規(guī)劃設計中提供參考。

　　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、管理的基礎物理網(wǎng)絡，是保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟運行的重要支撐平臺。隨著電網(wǎng)建設，電力通信網(wǎng)的規(guī)模也在不斷壯大。電力通信的業(yè)務可劃分為關鍵運行業(yè)務和事務管理業(yè)務兩大類。關鍵運行業(yè)務是指遠動信號、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、繼電保護信號和調(diào)度電話等；事務管理業(yè)務包括行政電話、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，要求也不同。關鍵運行業(yè)務信息量不大，但對通信的實時性、準確性和可靠性要求很高；事務管理性業(yè)務則是業(yè)務種類多、變化快、通信流量大。針對電力業(yè)務傳送要求的特點，傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)主要采用MSTP+PCM設備組網(wǎng)方案來承載電力系統(tǒng)業(yè)務。

　　SDH技術(shù)作為成熟的TDM業(yè)務傳送技術(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)，能更好地適應數(shù)據(jù)業(yè)務和電路業(yè)務共同發(fā)展需要，支持ATM、PDH、SDH和以太網(wǎng)業(yè)務的傳送，是各專網(wǎng)系統(tǒng)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(tǒng)中應用于每一座變電站的業(yè)務接入，承載語音業(yè)務（調(diào)度電話和行政電話）、遠動業(yè)務、計量業(yè)務與4W信號控制業(yè)務等。

　　傳統(tǒng)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(tǒng)MSTP/SDH+PCM組網(wǎng)圖

　　傳統(tǒng)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(nèi)，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)絡連接復雜，網(wǎng)絡可靠性、安全性降低

　　MSTP設備與PCM設備之間通過同軸電纜進行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，無法對業(yè)務電路進行端到端調(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設備需求急劇萎縮，PCM設備的出庫量逐年下降，傳統(tǒng)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

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)越來越多的業(yè)務都采用IP通道進行傳送，需要通過PCM設備承載的業(yè)務越來越少。

　　采用光電一體化設備應用于電力通信網(wǎng)接入層

　　近年來推向市場的光電一體化設備，是針對電力行業(yè)實際業(yè)務需求出發(fā)，在MSTP與PCM設備基礎上加以改進開發(fā)而成。其不僅具有PCM業(yè)務接入功能，支持64K時隙交叉，同時還提供TDM、以太網(wǎng)業(yè)務接入，支持MSTP高、低階交叉，系統(tǒng)側(cè)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

　　采用光電一體化設備組網(wǎng)方案優(yōu)點：

　　1、 節(jié)省機房空間

　　一端光電一體化設備可實現(xiàn)MSTP+PCM功能，滿足站內(nèi)業(yè)務接入、傳輸?shù)男枨蟆?/p>

　　2、 網(wǎng)絡簡單，網(wǎng)絡安全性高

　　PCM業(yè)務信號與MSTP信號轉(zhuǎn)化處理通過設備背板總線進行，無需額外布放E1線纜與DDF，安全可靠。

　　3、 統(tǒng)一維護與管理

　　光電一體化設備由一套網(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，由于減少了設備種類，方便備品備件的管理。

　　4、 節(jié)省投資

　　可依據(jù)實際業(yè)務需求，靈活配置PCM板卡、以太網(wǎng)板等業(yè)務板卡，節(jié)省投資。

　　光電一體化設備技術(shù)特點

　　光電一體化設備是通信設備廠家針對專網(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功能集成在一個設備上，早期的光電一體化產(chǎn)品有兩種設備硬件演進方案：

　　方案一：在MSTP產(chǎn)品平臺上，通過內(nèi)置PCM業(yè)務板卡的方式提供PCM業(yè)務接入能力。

　　方案二：在PCM設備上，通過增加MSTP功能來實現(xiàn)多業(yè)務接入與傳輸。

　　圖 3 光電一體化功能模型圖

　　方案一在傳輸平臺演進而來，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)絡管理方面具有優(yōu)勢，其與城域網(wǎng)的演進方向也會配合得更緊密。

　　跟隨著城域網(wǎng)技術(shù)的演進步伐，各通信設備廠家在最初的MSTP/SDH+PCM一體化架構(gòu)的基礎上對各自的光電一體化設備功能又做了改進，推出了一種新形態(tài)的光電一體化設備，業(yè)務接入能力更強、調(diào)度更靈活、傳送效率更高，對電力系統(tǒng)差異化業(yè)務支持更靈活。

　　這種新型光電一體化設備采用為MSTP+PTN+PCM一體化架構(gòu)設計，以SDH技術(shù)與MPLS-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)務匯聚后作為UNI GE/10GE光口）上行。這種架構(gòu)設計可針對不同業(yè)務靈活采用不同的交換方式進行傳送，既滿足了業(yè)務IP化演進需求，通過分組傳輸利用彈性管道實現(xiàn)帶寬復用，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)當前仍然存在的語音與低速率信號業(yè)務需求。采用這種架構(gòu)設計方案的廠家基本上為傳統(tǒng)的傳輸設備廠家以各自原有傳送（PTN/MSTP）平臺為基礎加以改進，實現(xiàn)一種設備，三種模式靈活轉(zhuǎn)換。目前支持這種架構(gòu)的設備廠家有華為、深圳震有科技等。

　　圖 4 MSTP+PTN分組交換+PCM一體化

　　架構(gòu)功能模型總體來說，光電一體化設備具備以下一些特點：

　　1. 采用多平面一體化架構(gòu)設計，支持MSTP/SDH+PCM雙平面， 或MSTP+PTN+PCM三平面。同一設備，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展即可靈活轉(zhuǎn)換。同時支持三平面的新型光電一體化設備更符合城域網(wǎng)的演進方向，同時對電力系統(tǒng)差異化業(yè)務的支持更加靈活。

　　2. 業(yè)務接口豐富，支持TDM業(yè)務、PCM業(yè)務、10M/100M/1000M以太網(wǎng)業(yè)務，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。

　　3. 兼容性強，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設備互聯(lián)互通。

　　4. 無需布放傳輸設備與PCM之間互聯(lián)E1電纜與DDF環(huán)節(jié)，減少故障點。

　　5. 設備安全、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，支持各種復雜組網(wǎng)，滿足電力通信網(wǎng)的各種應用拓撲結(jié)構(gòu)。

　　7. 統(tǒng)一網(wǎng)管，可采用帶內(nèi)帶外方式對設備進行管理，支持對業(yè)務電路端到端管理，運維便捷。

　　8. 系統(tǒng)集成度高，功耗低，節(jié)能環(huán)保。

　　新型光電一體化設備與城域網(wǎng)演進方案

　　電力系統(tǒng)通信專網(wǎng)當前已基本完成省干、地市兩級傳輸專網(wǎng)的建設，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）當前首選MSTP技術(shù)來建設，隨著業(yè)務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備來組建A/B兩個平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡，A/B平面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡互為1+1冗余備份。

　　隨著智能電網(wǎng)建設的推進，110KV站及以下35KV站、供電所等綜合接入層的通信網(wǎng)絡建設與改造陸續(xù)展開。采用何種設備來建網(wǎng)？這是電力通信設計與管理人員需要謹慎考慮的問題。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一體化設備來建設。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光電一體化設備來建網(wǎng)，既可與當前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電路交換向分組交換演進后，無需更換設備只需通過增加相關的PTN板卡與升級后的城域網(wǎng)對接，業(yè)務調(diào)度與傳送靈活轉(zhuǎn)換，保護現(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

　　階段一：

　　城域網(wǎng)由MSTP傳輸A/B網(wǎng)絡演進為MSTP傳輸A網(wǎng)+PTN傳輸B網(wǎng)。在采用新型光電一體化設備組網(wǎng)的城域綜合接入層，無需更換設備硬件，只需擴容相關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)演進為PTN傳輸A/B網(wǎng)。在采用新型光電一體化設備組網(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PTN 光口上行與PTN傳輸A網(wǎng)對接。此時光電一體化設備為單純的PTN+PCM工作形態(tài)，采用PTN上行分別接入PTN傳輸A/B網(wǎng)。

　　新型光電一體化設備為集成多種傳輸平臺（MSTP+PTN+PCM平臺為一體化架構(gòu)設備，滿足ALL IN ONE發(fā)展趨勢，隨著城域網(wǎng)的演進無需更換硬件實現(xiàn)平滑升級，具有交叉容量大、多業(yè)務接入，組網(wǎng)靈活、投資經(jīng)濟性等特點，滿足電力通信網(wǎng)發(fā)展的要求，在電力通信網(wǎng)35KV站等農(nóng)網(wǎng)改造和建設項目中給電力用戶提供了更好的選擇。