随着我国经济和科技的不断发展，电力产业对电力通信提出了越来越高的要求，要求电力通信不仅支持传统的业务，如：自动号、行政电话、调度电话、远动数据、热线电话、计算机MIS业务等，还需要支持各种多媒体宽带业务，如：高速上网、视频会议、专用数据网等等,所有这些宽带业务对通信网的带宽的要求也越来越高。

 　　电力通信网的建设在逐步推进中，当前阶段已基本完成220KV变电站、110KV变电站的光缆覆盖与光通信网络的建设工作，随后电力35KV变电站、供电所、营业厅等接入层面的通信网络改造与建设也将陆续展开。本文对光电一体化设备的设备形态、技术特点与在电力通信系统接入网的部署进行分析，为电力通信设计与管理人员在今后的通信网络规划设计中提供参考。

 　　电力系统通信网现状

 　　电力通信作为行业性的专用通信网，是承载电网生产、调度、营销、管理的基础物理网络，是保障电网安全、稳定、高效、经济运行的重要支撑平台。随着电网建设，电力通信网的规模也在不断壮大。电力通信的业务可划分为关键运行业务和事务管理业务两大类。关键运行业务是指远动信号、数据采集与监视控制系统、能量管理系统、继电保护信号和调度电话等；事务管理业务包括行政电话、会议电话和会议电视、管理信息数据等。不同的电力通信业务，要求也不同。关键运行业务信息量不大,但对通信的实时性、准确性和可靠性要求很高；事务管理性业务则是业务种类多、变化快、通信流量大。针对电力业务传送要求的特点，传统的电力通信网主要采用MSTP+PCM设备组网方案来承载电力系统业务。

 　　SDH技术作为成熟的TDM业务传送技术，已经被电信运营商和电力、交通等行业广泛采用。基于SDH的MSTP技术，能更好地适应数据业务和电路业务共同发展需要，支持ATM、PDH、SDH和以太网业务的传送，是各专网系统建设传送网的首选技术。

 　　PCM技术作为一种综合接入技术，在电力系统中应用于每一座变电站的业务接入，承载语音业务（调度电话和行政电话）、远动业务、计量业务与4W信号控制业务等。

 　　传统的电力通信网采用MSTP/SDH设备+PCM设备组网如图 1所示：

 　　图 1 传统MSTP/SDH+PCM组网图

 　　Fig.1 The traditional MSTP+PCM network

 　　传统采用MSTP+PCM设备组网方案存在一些不足：

 　　1、 设备堆叠，占用较大的机房空间

 　　MSTP与PCM设备分别安装于电力通信机房的同一机柜或不同机柜内，分别提供独立电源给其供电，对机房空间及电源要求较高。

 　　2、 网络连接复杂，网络可靠性、安全性降低

 　　MSTP设备与PCM设备之间通过同轴电缆进行2M互连，需增加用于互连的DDF架，增加故障点。

 　　3、 不利于统一维护与管理

 　　MSTP与PCM设备品牌、型号各种各样，且MSTP与PCM需单独网管，无法对业务电路进行端到端调度与管理，增加运维难度。

 　　4、 PCM产业链面临崩溃

 　　随着软交换/IMS等技术的普及，电信运营商对PCM设备需求急剧萎缩，PCM设备的出库量逐年下降，传统的PCM设备制造商大量停产，造成PCM设备产业链面临崩溃。

 　　5、 投资浪费

 　　随着技术的发展，电力系统越来越多的业务都采用IP通道进行传送，需要通过PCM设备承载的业务越来越少。

 　　采用光电一体化设备应用于电力通信网接入层

 　　近年来推向市场的光电一体化设备，是针对电力行业实际业务需求出发，在MSTP与PCM设备基础上加以改进开发而成。其不仅具有PCM业务接入功能，支持64K时隙交叉，同时还提供TDM、以太网业务接入，支持MSTP高、低阶交叉，系统侧支持STM-16/4/1标准光接口。

 　　采用光电一体化设备应用于电力通信网接入层组网示意图如图 2：

 　　图 2 光电一体化设备电力通信网应用示意图

 　　Fig.2 The photoelectric integration equipment network

 　　采用光电一体化设备组网方案优点：

 　　1、 节省机房空间

 　　一端光电一体化设备可实现MSTP+PCM功能，满足站内业务接入、传输的需求。

 　　2、 网络简单，网络安全性高

 　　PCM业务信号与MSTP信号转化处理通过设备背板总线进行，无需额外布放E1线缆与DDF，安全可靠。

 　　3、 统一维护与管理

 　　光电一体化设备由一套网管系统统一管理，支持端到端电路开通、调度与管理，运维便捷。此外，由于减少了设备种类，方便备品备件的管理。

 　　4、 节省投资

 　　可依据实际业务需求，灵活配置PCM板卡、以太网板等业务板卡，节省投资。

 　　光电一体化设备技术特点

 　　光电一体化设备是通信设备厂家针对专网行业尤其是电力行业通信专网的具体需求，以SDH技术与PCM技术为核心，将PCM与MSTP功能集成在一个设备上，早期的光电一体化产品有两种设备硬件演进方案：

 　　方案一：在MSTP产品平台上，通过内置PCM业务板卡的方式提供PCM业务接入能力。

 　　方案二：在PCM设备上，通过增加MSTP功能来实现多业务接入与传输。

 　　图 3 光电一体化功能模型图

 　　Fig.3 The photoelectric integration function model

 　　方案一在传输平台演进而来，相比之下，该方案系统的集成度、系统侧的传送能力、交叉调度能力与电信级网络管理方面具有优势，其与城域网的演进方向也会配合得更紧密。

 　　跟随着城域网技术的演进步伐，各通信设备厂家在最初的MSTP/SDH+PCM一体化架构的基础上对各自的光电一体化设备功能又做了改进，推出了一种新形态的光电一体化设备，业务接入能力更强、调度更灵活、传送效率更高，对电力系统差异化业务支持更灵活。

 　　这种新型光电一体化设备采用为MSTP+PTN+PCM一体化架构设计，以SDH技术与MPLS-TP技术为核心，采用SDH总线与分组高速总线，支持电路交换与PTN分组交换双核进行统一交换，既支持STM-N光口上行又能支持PTN GE/10GE光口（亦可将Ethernet分组业务汇聚后作为UNI GE/10GE光口）上行。这种架构设计可针对不同业务灵活采用不同的交换方式进行传送，既满足了业务IP化演进需求，通过分组传输利用弹性管道实现带宽复用，提高带宽利用率，又能满足电力系统部分生产业务例如继保信号对低时延要求，同时又通过内置的PCM板卡，兼顾了电力系统当前仍然存在的语音与低速率信号业务需求。采用这种架构设计方案的厂家基本上为传统的传输设备厂家以各自原有传送（PTN/MSTP）平台为基础加以改进，实现一种设备，三种模式灵活转换。目前支持这种架构的设备厂家有华为、深圳震有科技等。

　　图 4 MSTP+PTN分组交换+PCM一体化

　　Fig.4 MSTP+PTN(Packet Switched)+PCM integration

 　　架构功能模型总体来说，光电一体化设备具备以下一些特点：

 　　1.  采用多平面一体化架构设计，支持MSTP/SDH+PCM双平面， 或MSTP+PTN+PCM三平面。同一设备，可灵活配置为MSTP、PCM、PTN/Ethernet模式或混合模式，模式之间只需板级扩展即可灵活转换。同时支持三平面的新型光电一体化设备更符合城域网的演进方向，同时对电力系统差异化业务的支持更加灵活。

 　　2.  业务接口丰富，支持TDM业务、PCM业务、10M/100M/1000M以太网业务，满足ALL IN ONE发展趋势，可全面接入变电站、供电所各种业务。

 　　3.  兼容性强，能与电力通信网已有本地光传输网对接，与主流通信厂家MSTP设备互联互通。

 　　4.  无需布放传输设备与PCM之间互联E1电缆与DDF环节，减少故障点。

 　　5.  设备安全、稳定、可靠，核心部件采用1+1备份（如主控、交叉、时钟、电源等）。

 　　6.  组网灵活，支持各种复杂组网，满足电力通信网的各种应用拓扑结构。

 　　7.  统一网管，可采用带内带外方式对设备进行管理，支持对业务电路端到端管理，运维便捷。

 　　8.  系统集成度高，功耗低，节能环保。

 　　新型光电一体化设备与城域网演进方案

 　　电力系统通信专网当前已基本完成省干、地市两级传输专网的建设，电力省干采用ASON或OTN技术传送，地市电力城域网（本地传输）当前首选MSTP技术来建设，随着业务IP化的发展，电力本地传输已逐步开始采用PTN方式。从安全可靠性角度考虑，电力系统在这两级传输层面上采用不同厂家设备来组建A/B两个平面传输网络，A/B平面传输网络互为1+1冗余备份。

　　随着智能电网建设的推进，110KV站及以下35KV站、供电所等综合接入层的通信网络建设与改造陆续展开。采用何种设备来建网？这是电力通信设计与管理人员需要谨慎考虑的问题。大致来说，主要有两种思路：

　　保守型建网策略

　　 依托现有的MSTP传输A/B平面，采用传统的MSTP+PCM方案或MSTP+PCM一体化设备来建设。该策略的优点是没有技术上的不确定性，缺点是随着业务IP化的发展，本地传输网由现有的MSTP电路交换向分组交换技术升级换代后，也将面临升级换代的局面，造成投资浪费。

　　 积极型建网策略

　　采用新型MSTP+PTN+PCM光电一体化设备来建网，既可与当前MSTP传输网无缝对接，同时在将来本地传输网（城域网）由MSTP电路交换向分组交换演进后，无需更换设备只需通过增加相关的PTN板卡与升级后的城域网对接，业务调度与传送灵活转换，保护现有投资。此种建网方案的平滑升级过程示意见图 5。

　　图 5 新型光电一体化与城域网配套平滑升级示意图

　　阶段一：

　　城域网由MSTP传输A/B网络演进为MSTP传输A网+PTN传输B网。在采用新型光电一体化设备组网的城域综合接入层，无需更换设备硬件，只需扩容相关PTN板件，即可支持PTN 10GE/GE光口上行，与城域网PTN传输B网实现对接。此时光电一体化设备的为MSTP+PTN+PCM混合工作形态，分别接入城域MSTP传输A网与PTN传输B网。

　　阶段二：

　　城域网由MSTP传输A网+PTN传输B网演进为PTN传输A/B网。在采用新型光电一体化设备组网的城域综合接入层，只需通过调整数据配置，将原有MSTP STM-N光口上行与MSTP传输A网对接改为PTN 光口上行与PTN传输A网对接。此时光电一体化设备为单纯的PTN+PCM工作形态，采用PTN上行分别接入PTN传输A/B网。

　　新型光电一体化设备为集成多种传输平台（MSTP+PTN+PCM平台为一体化架构设备，满足ALL IN ONE发展趋势，随着城域网的演进无需更换硬件实现平滑升级，具有交叉容量大、多业务接入，组网灵活、投资经济性等特点，满足电力通信网发展的要求，在电力通信网35KV站等农网改造和建设项目中给电力用户提供了更好的选择。