2025年电网通信类题库及答案

2025年电网通信类题库及答案1.简述时分复用（TDM）与波分复用（WDM）的核心区别及典型应用场景。TDM通过在时间轴上划分不同时隙分配给多路信号，实现同一物理信道的时分共享，适用于数字信号传输，典型应用为SDH（同步数字体系）中的2M/155M速率业务复用。WDM则基于光信号波长差异，将不同波长的光载波作为独立信道，在单根光纤中同时传输多路光信号，主要用于光纤通信中的大容量长距离传输，如DWDM（密集波分复用）系统承载100G及以上速率业务。2.OTN（光传送网）相比SDH在大颗粒业务承载上的优势体现在哪些方面？OTN在电层支持ODUk（光数据单元）交叉（k=0,1,2,3,4），可直接调度2.5G、10G、40G、100G等大颗粒业务，而SDH仅支持VC-4（155M）及以下小颗粒调度，处理大业务需多级复用；光层OTN通过ROADM（可重构光分插复用器）实现波长级灵活上下，降低电层处理压力；OTN支持带内前向纠错（FEC），提升长距离传输可靠性，适合5G回传、云数据中心互联等大带宽场景。3.电力配网通信中，EPON与工业以太网交换机在拓扑适应性上的主要差异是什么？EPON采用点到多点（P2MP）树形拓扑，光线路终端（OLT）通过单根光纤经光分路器连接多个光网络单元（ONU），适用于配变终端、环网柜等分散节点的集中接入，但拓扑扩展性受限于分路比（通常1:64）。工业以太网交换机支持环形（如ERPS、RSTP）、星型、链型等灵活拓扑，通过冗余协议实现链路快速保护（倒换时间<50ms），更适合开闭所、配电室等需要多节点互联或环形保护的场景，如分布式光伏集群通信。4.简述TCP三次握手的过程及关键作用。第一次握手：客户端向服务器发送SYN=1，seq=x的连接请求报文；第二次握手：服务器返回SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1的确认报文；第三次握手：客户端发送ACK=1，seq=x+1，ack=y+1的确认报文。三次握手通过序列号确认双方收发能力正常，防止历史连接重复初始化，确保TCP连接的可靠性和同步性。5.电力通信网中，PTN（分组传送网）的关键技术包括哪些？其在5G回传中的优势是什么？PTN关键技术包括T-MPLS（传送多协议标签交换）/MPLS-TP（多协议标签交换传送）转发平面、基于LSP（标签交换路径）的QoS（服务质量）保障、1588v2精确时间同步、线性保护（1+1/1:1）和环网保护（Wrapping/Steering）等。在5G回传中，PTN支持25G/50G/100G高速接口，满足5G大带宽（单站回传需求10G+）；通过QoS优先级区分eMBB（增强移动宽带）、URLLC（超可靠低时延）等业务，保障时延敏感业务（如自动驾驶控制）<10ms；1588v2同步精度可达亚微秒级，满足5G基站同步要求。6.什么是电力通信网的“双平面”架构？其设计目的是什么？“双平面”指电力通信网中部署两套独立的通信系统（如光纤通信平面与无线专网平面，或SDH平面与OTN平面），分别承载核心业务与非核心业务，或互为热备用。设计目的是提升网络可靠性，当主用平面因光缆中断、设备故障等原因失效时，备用平面可快速接管业务（倒换时间<50ms）；同时通过业务隔离降低单一故障对全网的影响，满足智能电网“N-1”安全准则。7.工业以太网中，PROFINET与Modbus/TCP的主要区别是什么？在电力自动化场景中如何选择？PROFINET是基于以太网的实时工业通信协议，支持IRT（等时实时）模式，通信周期可低至250μs，适用于对实时性要求极高的场景（如电厂DCS系统设备间同步控制）；Modbus/TCP是Modbus协议的以太网扩展，采用简单的请求-响应模式，实时性较差（周期通常≥10ms），但协议开放、兼容性强，广泛用于电力仪表（如电能表、传感器）的数据采集。选择时，若需设备间高速同步控制（如励磁系统调节），优先PROFINET；若为普通数据上传（如配变温度监测），则Modbus/TCP更易实现。8.简述5G电力切片的分类及各自适用场景。5G电力切片分为三类：①广域大连接切片（mMTC），支持低速率、海量终端接入（如智能电表抄表，单基站可连接10万+终端）；②低时延高可靠切片（URLLC），时延<10ms，可靠性≥99.999%，用于配网差动保护、精准负荷控制等实时业务；③大带宽切片（eMBB），速率≥100Mbps，支持无人机巡检视频回传、AR远程运维等高清业务。实际部署中，通过网络切片管理器（NSM）为不同业务分配独立的无线资源、传输路径和QoS策略，实现物理网络的逻辑隔离。9.电力二次系统安全防护中，“横向隔离”与“纵向认证”的具体要求是什么？横向隔离指安全区Ⅰ/Ⅱ（生产控制大区）与Ⅲ/Ⅳ（管理信息大区）之间必须部署单向隔离装置，正向隔离用于Ⅲ/Ⅳ向Ⅰ/Ⅱ单向传输（仅允许生产管理数据），反向隔离用于Ⅰ/Ⅱ向Ⅲ/Ⅳ单向传输（仅允许非控制类监测数据），禁止双向通信。纵向认证指上下级调度机构、厂站与调度之间的业务传输必须通过纵向加密认证装置，采用国密算法（SM1/SM2/SM3）对业务报文进行加密和身份认证，防止非法接入和数据篡改。10.简述SDH帧结构中STM-1的组成及各部分功能。STM-1帧为9行×270列的字节结构，周期125μs。分为三部分：①段开销（SOH），第1-9列（第1-3行：再生段开销RSOH，第5-9行：复用段开销MSOH），用于传输网络运行、管理和维护（OAM）信息（如APS协议、误码监测）；②管理单元指针（AU-PTR），第4列（第1-9行），指示VC-4净负荷在STM-1帧中的起始位置，解决不同步设备间的同步问题；③净负荷（Payload），第10-270列，承载业务数据（如21个VC-12或3个VC-3或1个VC-4）。11.电力线载波（PLC）通信中，窄带PLC与宽带PLC的技术差异及典型应用场景是什么？窄带PLC工作频率通常<500kHz（如CENELECA/B/C/D频段），调制方式多为FSK、BPSK，速率一般<100kbps，抗噪声能力强（利用OFDM技术后可提升至几百kbps），主要用于低压集抄（如单相电表远程抄读）、配变监测等低速率场景。宽带PLC频率范围2-30MHz（符合G.hn标准），采用OFDM调制，速率可达百Mbps级，适用于用户侧分布式光伏、储能设备与配电主站的高速数据交互，或智能家居设备互联。12.简述OSPF（开放最短路径优先）协议的区域划分原则及骨干区域的作用。OSPF将网络划分为多个区域（Area），每个区域内运行SPF算法计算区域内路由，区域间通过ABR（区域边界路由器）交换汇总路由。骨干区域（Area0）是核心区域，所有非骨干区域必须与骨干区域直接相连，非骨干区域间的路由必须经骨干区域转发。骨干区域的作用是统一管理区域间路由，减少路由计算量（区域内路由仅需在本区域同步），提升网络扩展性（新增区域只需连接至骨干）。13.电力通信网中，无线专网（如230MHz、LTE-230）相比公网的优势体现在哪些方面？①专用频段：230MHz为电力授权频段（223-235MHz），无公网干扰，通信可靠性高；②自主可控：网络设备（基站、终端）由电力企业自建自维，避免公网断网、带宽抢占等风险；③定制化服务：支持电力业务优先级（如负荷控制优先于抄表）、广域覆盖（单基站覆盖半径≥30km），满足偏远地区（如农网）通信需求；④安全加密：采用电力专用加密算法（如SM1），防止非法接入，符合电力二次系统安全防护要求。14.什么是MPLS（多协议标签交换）的“标签交换”过程？其在电力通信网中的典型应用是什么？MPLS标签交换过程：入口LER（标签边缘路由器）根据IP路由表为报文添加标签（20位标签值+3位EXP+1位S+8位TTL）；中间LSR（标签交换路由器）仅根据标签值查找标签转发表（LFIB），交换标签后转发；出口LER剥离标签，按IP路由转发。在电力通信网中，MPLS用于构建VPN（如电力营销VPN、调度数据VPN），通过标签隔离不同业务流，保障生产控制业务与管理信息业务的安全隔离；同时支持流量工程（TE），优化骨干网带宽利用率。15.简述GPON（吉比特无源光网络）中DBA（动态带宽分配）的实现原理及对电力业务的意义。DBA由OLT根据ONU上报的业务需求（如实时视频、抄表数据）动态分配上行带宽。OLT周期性发送授权（Grant）消息，指示ONU在特定时隙发送数据；ONU根据Grant中的起始时间和长度，将缓存的业务数据（按优先级排序）封装到GEM（GPON封装方法）帧中上传。对电力业务而言，DBA可区分不同业务的QoS：对配网自动化（时延敏感）分配固定带宽（保证时延<10ms），对抄表（非实时）分配尽力而为带宽，提升光纤资源利用率，满足多业务混合承载需求。16.电力通信网中，卫星通信的主要应用场景及技术挑战是什么？应用场景：①应急通信：当光缆中断（如地震、冰灾）时，通过卫星便携站快速恢复调度电话、视频会议；②偏远地区覆盖：为无光纤覆盖的输电铁塔监测、水电站监控提供通信链路；③跨国联网：如中俄、中越联网工程中的跨境通信备份。技术挑战：①时延大（卫星链路单程时延约250ms），不适合实时控制业务；②带宽有限（普通卫星终端速率<10Mbps，高通量卫星可达百Mbps但成本高）；③抗干扰能力弱（雨衰、日凌现象影响信号质量）。17.简述BGP（边界网关协议）与OSPF在电力骨干网中的分工及原因。OSPF用于电力骨干网内部（如省级调度中心至地市级变电站）的路由计算，属于IGP（内部网关协议），基于链路状态算法（SPF），收敛速度快（秒级），适合区域内短路径选择。BGP用于骨干网间（如国家电网与南方电网互联，或省级骨干网与上级网互联）的路由交换，属于EGP（外部网关协议），基于路径向量算法，支持路由策略（如AS路径过滤、MED值调整），可控制跨网业务流向（如优先选择自建光缆链路），避免路由环路。两者分工因OSPF适合小范围快速收敛，BGP适合大范围路由策略控制。18.电力监控系统安全防护的“三同步”原则具体指什么？实施意义是什么？“三同步”指电力监控系统的规划、设计、建设必须与安全防护措施同步进行。即安全防护措施与主系统同时规划（明确防护需求）、同时设计（集成安全功能）、同时投运（验收安全性能）。实施意义是避免“重功能、轻安全”的建设模式，确保新系统上线时安全防护能力同步达标，防止因后期补装安全设备导致的系统改造风险（如协议不兼容、性能下降），符合“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的总体防护要求。19.简述OTN电层交叉与光层交叉的区别及协同应用方式。电层交叉基于ODUk（如ODU2=10G、ODU4=100G）进行时分交换，需将光信号转换为电信号处理，支持精细的业务调度（如从100G中提取2.5G业务），但功耗和成本较高。光层交叉基于波长（λ）进行空分交换，通过ROADM直接在光域上下波长，无需光电转换，适合大颗粒业务（如100G波长）的快速调度，功耗低、时延小。协同应用时，核心节点采用“光层+电层”混合交叉：光层处理波长级业务（如省际干线的100G波长），电层处理子波长业务（如从100G波长中分离出多个10G业务），兼顾效率与灵活性。20.电力无线专网（如LTE-230）中，QoS保障机制包括哪些关键技术？如何满足配网差动保护的低时延要求？QoS保障技术：①业务分类：将业务分为优先等级（如差动保护为最高级，抄表为最低级）；②资源预留：为高优先级业务分配专用时频资源（如PRB物理资源块）；③队列管理：采用加权公平队列（WFQ），优先转发高优先级队列数据；④拥塞控制：检测到拥塞时，丢弃低优先级业务报文。针对配网差动保护（时延要求<10ms），通过配置最短TTI（传输时间间隔，设为1ms）、减少HARQ（混合自动重传请求）重传次数（仅1次）、分配固定时隙（避免竞争），确保端到端时延满足要求。21.简述工业以太网交换机的环网保护协议（如ERPS、RSTP）的核心差异及在电力中的适用性。ERPS（以太网环保护交换）是ITU-TG.8032定义的专用环网协议，采用主备链路机制，环网故障时通过APS（自动保护倒换）协议实现50ms内倒换，支持多环级联，适合工业场景中高可靠性需求（如电厂辅控网）。RSTP（快速提供树协议）是IEEE802.1w标准，通过根桥选举和端口状态快速切换实现环网保护，倒换时间通常1-2s，适用于对时延要求不高的办公网络（如变电站综合数据网）。电力中，生产控制类环网（如机组DCS通信）优先选择ERPS，管理信息类环网可选用RSTP。22.电力通信网中，同步网的主要作用是什么？常用的同步技术有哪些？同步网为通信设备（如SDH、PTN、5G基站）提供统一的时钟参考，确保信号收发同步，避免滑码（SDH）、失步（5G）等问题。常用同步技术：①基于SDH的外时钟同步（通过2Mbit/s或2MHz专线传输时钟）；②1588v2精确时间协议（PTP），通过以太网报文传输时间戳（同步精度≤1μs）；③北斗/GPS卫星同步（接收卫星时间信号，精度≤100ns），用于无地面同步链路的偏远站点。23.简述网络安全等级保护2.0中，电力通信网的三级系统需满足的关键安全要求。三级系统（如调度数据网、配网自动化主站）需满足：①物理安全：设备放置于受控机房，实施访问控制（如门禁、视频监控）；②网络安全：部署防火墙（基于五元组+应用层过滤）、入侵检测系统（IDS，实时监测攻击行为）、纵向加密认证装置（国密算法加密）；③主机安全：服务器启用安全审计（记录所有操作）、访问控制（最小权限原则）、漏洞扫描（每月至少1次）；④应用安全：业务系统采用双向身份认证（如数字证书）、数据加密存储（如SM4加密）；⑤管理安全：制定安全策略（如《通信网安全运维规程》）、定期演练（如攻防演练每年≥1次）。24.电力线载波通信中，“阻抗匹配”对通信质量的影响是什么？常用的匹配方法有哪些？电力线阻抗（由线路长度、负载类型决定）随频率变化剧烈，若载波设备输出阻抗与电力线阻抗不匹配，会导致信号反射（驻波比增大），降低传输功率（插损增加），严重时通信中断。常用匹配方法：①调谐匹配：在载波模块与电力线间加装调谐器（LC谐振电路），针对工作频率调整阻抗；②自适应匹配：通过软件实时监测阻抗变化，动态调整匹配网络参数（如变容二极管电容值）；③多频点切换：当某频点阻抗不匹配时，自动切换至阻抗匹配较好的备用频点。25.简述5G电力虚拟专网的两种部署方式及适用场景。①公网专用切片：利用公网5G基站，通过网络切片技术为电力业务分配独立的逻辑资源（如专用QoS、隔离的用户面），适用于城市核心区（公网覆盖好）、非实时性业务（如巡检视频回传），成本较低。②混合虚拟专网：部署电力专用5G基站（与公网共核心网），通过UPF（用户面功能）分流电力业务至电力内网，适用于对覆盖可控性要求高的场景（如偏远变电站、风电场），可保障业务本地化转发（降低时延）。26.电力通信网中，ASON（自动交换光网络）的核心功能是什么？相比传统光网络有何优势？ASON核心功能是通过控制平面（基于GMPLS协议）实现光连接的自动建立、修改和释放，支持动态路由计算（根据实时链路状态）和保护恢复（1+1/1:1线性保护、环网保护）。相比传统光网络（需人工配置路由），ASON可提升业务开通效率（从小时级降至分钟级），支持流量动态优化（如夜间降低非核心业务带宽），提高网络资源利用率（自动选择最短可用路径），适合5G回传、云业务等动态带宽需求场景。27.工业以太网中，“时间敏感网络（TSN）”的关键技术有哪些？在电力中的潜在应用是什么？TSN关键技术包括：①时间同步（IEEE802.1AS-REV，同步精度≤100ns）；②流量整形（IEEE802.1Qbv，基于门控机制调度不同优先级流量）；③冗余传输（IEEE802.1CB，帧复制与消除）。在电力中，TSN可用于解决分布式能源（如光伏逆变器、储能变流器）的同步控制问题（如多机并联时的相位同步），或支撑未来数字孪生电厂中高实时性、高可靠性的设备互联（如虚拟主机与物理设备的毫秒级交互）。28.电力通信网可靠性评估的主要指标有哪些？如何通过这些指标优化网络设计？主要指标：①可用度（A=MTBF/(MTBF+MTTR)