隨著我國經濟和科技的不斷發展，電力產業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的業務，如：自動號、行政電話、調度電話、遠動數據、熱線電話、計算機MIS業務等，還需要支持各種多媒體寬帶業務，如：高速上網、視頻會議、專用數據網等等，所有這些寬帶業務對通信網的帶寬的要求也越來越高。

　　電力通信網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絡的建設工作，隨后電力35KV變電站、供電所、營業廳等接入層面的通信網絡改造與建設也將陸續展開。本文對光電一體化設備的設備形態、技術特點與在電力通信系統接入網的部署進行分析，為電力通信設計與管理人員在今后的通信網絡規劃設計中提供參考。

　　電力系統通信網現狀

　　電力通信作為行業性的專用通信網，是承載電網生產、調度、營銷、管理的基礎物理網絡，是保障電網安全、穩定、高效、經濟運行的重要支撐平臺。隨著電網建設，電力通信網的規模也在不斷壯大。電力通信的業務可劃分為關鍵運行業務和事務管理業務兩大類。關鍵運行業務是指遠動信號、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等；事務管理業務包括行政電話、會議電話和會議電視、管理信息數據等。不同的電力通信業務，要求也不同。關鍵運行業務信息量不大，但對通信的實時性、準確性和可靠性要求很高；事務管理性業務則是業務種類多、變化快、通信流量大。針對電力業務傳送要求的特點，傳統的電力通信網主要采用MSTP+PCM設備組網方案來承載電力系統業務。

　　SDH技術作為成熟的TDM業務傳送技術，已經被電信運營商和電力、交通等行業廣泛采用。基于SDH的MSTP技術，能更好地適應數據業務和電路業務共同發展需要，支持ATM、PDH、SDH和以太網業務的傳送，是各專網系統建設傳送網的首選技術。

　　PCM技術作為一種綜合接入技術，在電力系統中應用于每一座變電站的業務接入，承載語音業務（調度電話和行政電話）、遠動業務、計量業務與4W信號控制業務等。

　　傳統的電力通信網采用MSTP/SDH設備+PCM設備組網如圖 1所示：

　　圖 1 傳統MSTP/SDH+PCM組網圖

　　傳統采用MSTP+PCM設備組網方案存在一些不足：

　　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、 網絡連接復雜，網絡可靠性、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需單獨網管，無法對業務電路進行端到端調度與管理，增加運維難度。

　　4、 PCM產業鏈面臨崩潰

　　隨著軟交換/IMS等技術的普及，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，傳統的PCM設備制造商大量停產，造成PCM設備產業鏈面臨崩潰。

　　5、 投資浪費

　　隨著技術的發展，電力系統越來越多的業務都采用IP通道進行傳送，需要通過PCM設備承載的業務越來越少。

　　采用光電一體化設備應用于電力通信網接入層

　　近年來推向市場的光電一體化設備，是針對電力行業實際業務需求出發，在MSTP與PCM設備基礎上加以改進開發而成。其不僅具有PCM業務接入功能，支持64K時隙交叉，同時還提供TDM、以太網業務接入，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接入層組網示意圖如圖 2：

　　圖 2 光電一體化設備電力通信網應用示意圖

　　采用光電一體化設備組網方案優點：

　　1、 節省機房空間

　　一端光電一體化設備可實現MSTP+PCM功能，滿足站內業務接入、傳輸的需求。

　　2、 網絡簡單，網絡安全性高

　　PCM業務信號與MSTP信號轉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、 統一維護與管理

　　光電一體化設備由一套網管系統統一管理，支持端到端電路開通、調度與管理，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、 節省投資

　　可依據實際業務需求，靈活配置PCM板卡、以太網板等業務板卡，節省投資。

　　光電一體化設備技術特點

　　光電一體化設備是通信設備廠家針對專網行業尤其是電力行業通信專網的具體需求，以SDH技術與PCM技術為核心，將PCM與MSTP功能集成在一個設備上，早期的光電一體化產品有兩種設備硬件演進方案：

　　方案一：在MSTP產品平臺上，通過內置PCM業務板卡的方式提供PCM業務接入能力。

　　方案二：在PCM設備上，通過增加MSTP功能來實現多業務接入與傳輸。

　　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，該方案系統的集成度、系統側的傳送能力、交叉調度能力與電信級網絡管理方面具有優勢，其與城域網的演進方向也會配合得更緊密。

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

　　這種新型光電一體化設備采用為MSTP+PTN+PCM一體化架構設計，以SDH技術與MPLS-TP技術為核心，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分組業務匯聚后作為UNI GE/10GE光口）上行。這種架構設計可針對不同業務靈活采用不同的交換方式進行傳送，既滿足了業務IP化演進需求，通過分組傳輸利用彈性管道實現帶寬復用，提高帶寬利用率，又能滿足電力系統部分生產業務例如繼保信號對低時延要求，同時又通過內置的PCM板卡，兼顧了電力系統當前仍然存在的語音與低速率信號業務需求。采用這種架構設計方案的廠家基本上為傳統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，實現一種設備，三種模式靈活轉換。目前支持這種架構的設備廠家有華為、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換。同時支持三平面的新型光電一體化設備更符合城域網的演進方向，同時對電力系統差異化業務的支持更加靈活。

　　2. 業務接口豐富，支持TDM業務、PCM業務、10M/100M/1000M以太網業務，滿足ALL IN ONE發展趨勢，可全面接入變電站、供電所各種業務。

　　3. 兼容性強，能與電力通信網已有本地光傳輸網對接，與主流通信廠家MSTP設備互聯互通。

　　4. 無需布放傳輸設備與PCM之間互聯E1電纜與DDF環節，減少故障點。

　　5. 設備安全、穩定、可靠，核心部件采用1+1備份（如主控、交叉、時鐘、電源等）。

　　6. 組網靈活，支持各種復雜組網，滿足電力通信網的各種應用拓撲結構。

　　7. 統一網管，可采用帶內帶外方式對設備進行管理，支持對業務電路端到端管理，運維便捷。

　　8. 系統集成度高，功耗低，節能環保。

　　新型光電一體化設備與城域網演進方案

　　電力系統通信專網當前已基本完成省干、地市兩級傳輸專網的建設，電力省干采用ASON或OTN技術傳送，地市電力城域網（本地傳輸）當前首選MSTP技術來建設，隨著業務IP化的發展，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兩個平面傳輸網絡，A/B平面傳輸網絡互為1+1冗余備份。

　　隨著智能電網建設的推進，110KV站及以下35KV站、供電所等綜合接入層的通信網絡建設與改造陸續展開。采用何種設備來建網？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：

　　保守型建網策略

　　依托現有的MSTP傳輸A/B平面，采用傳統的MSTP+PCM方案或MSTP+PCM一體化設備來建設。該策略的優點是沒有技術上的不確定性，缺點是隨著業務IP化的發展，本地傳輸網由現有的MSTP電路交換向分組交換技術升級換代后，也將面臨升級換代的局面，造成投資浪費。

　　積極型建網策略

　　采用新型MSTP+PTN+PCM光電一體化設備來建網，既可與當前MSTP傳輸網無縫對接，同時在將來本地傳輸網（城域網）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對接，業務調度與傳送靈活轉換，保護現有投資。此種建網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配套平滑升級示意圖

　　階段一：

　　城域網由MSTP傳輸A/B網絡演進為MSTP傳輸A網+PTN傳輸B網。在采用新型光電一體化設備組網的城域綜合接入層，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PTN傳輸B網實現對接。此時光電一體化設備的為MSTP+PTN+PCM混合工作形態，分別接入城域MSTP傳輸A網與PTN傳輸B網。

　　階段二：

　　城域網由MSTP傳輸A網+PTN傳輸B網演進為PTN傳輸A/B網。在采用新型光電一體化設備組網的城域綜合接入層，只需通過調整數據配置，將原有MSTP STM-N光口上行與MSTP傳輸A網對接改為PTN 光口上行與PTN傳輸A網對接。此時光電一體化設備為單純的PTN+PCM工作形態，采用PTN上行分別接入PTN傳輸A/B網。

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