【摘 要】信息时代工业水平的发展对传统通信网络的传输容量、传输速度均提出了更高的要求。光传输网是电力通信中的关键组成部分，光传输设备及技术是大容量、高速率传输网的基础，本文对当前光传输网络实际运行中存在的问题进行了简要的分析，针对这些问题提出了一些优化方案。此外还简要介绍了光传输设备及相关技术的发展趋势。

　　【关键词】电力通信；光传输网；光传输设备

　　1 对光传输网进行优化的必要性

　　光传输网在实际电力通信中的应用非常广泛，其具有传输容量大、可靠性高一级传输指标准确等优势，对电力通信中光传输网进行优化可以最大限度的发挥整个电力网络的实际运行效益，增强电力网络信息水平。可以说，电网的发展与光传输网的建设有着密切的关系，就目前的实际情况来看，光传输技术更新较快，同一使用寿命期限内，光传输网并未发挥其最大的使用价值，使得电力系统投资效益有所损失。优化光传输网的目的并不仅仅是为电网提供更为优质的服务，还要满足企业实际经营需求以及网络信息建设的要求。

　　2 光传输网应用中存在的问题

　　站点网元是电力通信光传输网的关键组成部分之一，根据站点网元与电压的差别，可以将整个电网中站点分为110kV以及220kV两种，实际构建中是依照某一个中心点进行整个网络面积覆盖的。在现代技术条件的支持下，光传输网络中的光学设备的相互传输过程使用方便，维护简单，进行组网运行更加灵活多变。此外，光端机中的不同槽位宽度分布均匀，特定情况下可以将容量扩展到10G左右。电网经过长期的发展，所需要传输的数据量也大幅度增加，目前所使用的这些光设备性能已经难以满足大容量数据的通信，而且整个光传输网结构较复杂，想要进行结构上的改变或者更新较为困难，所以对光缆与设备进行优化就显得尤为重要。我国电力通信的光传输网络通常采用的是STM-1式通道保护链路，这种系统结构上有着明显的不足之处。因为STM-1的干环网带宽为155M，所能够传输的最多资源是63个2M资源，站点资源设计是2M，而在STM环网站点上，却出现了很多的2M资源空余。想要在当前这种电力系统传输容量的前提下，对各个站点输入2M资源非常困难，而且现在运行中的光传输网扩展性及可靠性出现了一定的不足之处。

　　3 光传输网优化方案

　　随着电网对电力通信要求的不断提高，现在运行的光传输网已经难以满足实际的需求，需要进行相关设备及技术的优化。然而对电力系统线路及光缆进行重新敷设，不论是从施工难度还是成本上考虑均不现实，所以应该在原有网络的基础之上，对网络的结构进行一定程度的优化。有关研究结果提出了STM-4光传输网的构建，保持原有单向通道保护环，与STM-1并网构成一个环网结构。未来变电站均朝着集控发展，也就是说220kV变电站会向着110kV变电站集控转变，一旦变电站优化完成之后，整个电力系统组网与后续升级将会变得更加简单，而且电力系统的信息传输量以及网络结构也将有着明显的提高。依据这个发展趋势来看，光传输网结构中电路层、通道层以及传输介质层均需要进行相应的优化。电路层的优化可以看作是对网元设备端口的优化，系统中的其他设备可以保持不变；通道层的优化，就是通过对子网的连接保护，手工继续通道的优化，将不同VC4所包含的的VC2进行技术更新，实现低阶通道向高阶通道的转变。

　　光传输网络的优化与升级归根到底要落实到光传输设备上来，这里就针对光传输设备以及相关优化技术进行一些简单的介绍。

　　（1）100Gb/s光传输设备

　　随着网络流量的不断增长，100Gb/s光传输设备的实现已经具备了一定的技术条件，而且社会对于核心路由器40GbE以及100GbE的传输需求已经显现出来，IEEE针对于这两种传输容量也进行了标准化拟定。过去的光传输速度基本保持在10Gb/s左右，相较于传统传输速度而言，100Gb/s的传输速度更容易使得信号受到传输损伤的干扰，譬如色度色散、偏振模色散、非线性干扰等等。假设依然使用10Gb/s的传输技术，不进行任何技术处理，那么100Gb/s传输基本不可能实现应用。通过近些年的技术研究知道，新型码型调制技术、新型复用技术、相干接收技术等都可以作为技术解决方案来使用。相干接收PM-QPSK码型已经有商用产品设计出来，采用该中传输技术可以将112Gb/s的传输速率降低至对应波特率28Gbaud/s，这样一来接收端的ADC电子设备就可以执行56GS/s的速率要求甚至更低。此外，FEC技术对于100Gb/s传输系统而言更为关键。这项技术目前已经在10Gb/s的WDM系统中得到了广泛的应用，对于100Gb/s传输系统而言，可以根据不同的传输距离使用不同的FEC方案，即硬判断FEC以及软判断FEC。其中硬判断FEC还可以分为常规性FEC、增强型FEC两种，二者的区别就在于冗余度以及净编码增益的不同。常规性FEC的冗余度为7%，而增强型FEC的冗余度基本保持在7%以上；常规性FEC的净编码增益大约为6dB，而增强型FEC的净编码增益为8dB--9dB。

　　（2）基于FPGA的DES加密算法在光传输设备中的应用

　　所谓DES算法又称数据加密标准算法，该算法实质上是一种常用的对称加密技术。采用这种加密方式的最大优势就在于，加密及解密两个过程均是使用同一个密钥，也就是说信息在传输之前是使用某一个密钥进行加密的，接收该信息时，使用同一个密钥进行解密。信息的安全性保证并不是依靠算法本身，而是通过密钥的长度来决定的。为了进一步的提高光传输设备的性能，可以在光传输设备中开启循环及流水线设计，将16个轮函数硬件级联，保证数据块加密或者解密操作能够在一个时钟内完成。整个过程之所以能够这么快的完成，主要是依靠系统空间来实现的。具体的操作过程可以描述为：信息输入FPGA处理单元时，可以按照DES分组方式对信息中的明文数据进行分组处理，并不一定需要均匀分组；经过一个时钟周期之后，可以将处理过的第一组数据暂时存入系统的寄存器1当中，以此类推，后来处理的数据就存放在寄存器1中，之前处理的数据存入寄存器2中。整个过程可以简单地看做是工厂的流水线，使得整个加密、解密效率能够得到最大程度的提高。在未来高速通信时代中，这种基于FPGA的DES加密技术会有非常广阔的发展空间。FPGA的高速处理能力为该项技术提供了强有力的技术支持，最大限度的降低了系统的逻辑复杂程度，让编译器不再依赖于系统程序，在不增加网络设备数量的前提下，尽可能的保证信息的传输速率及安全性。

　　参考文献：

　　[1]谢昌敏，钟佳嘉.基于DWDM的分布式全光网络的实现研究[J].国外电子测量技术，2010（7）.

　　[2]周雅，焦晓波，浅谈SDH技术在电力通信中的应用及网络优化[J].网络安全技术与应用，2009，（1）.

　　[3]吴奇亮.电力通信光传输网的优化及应用[J].科技与生活，2011， （21）：134-134 .

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