【摘 要】文章以配电网通信新一代工业以太网交换机技术研究项目为实践载体，系统探讨电力信息通信工程中网络技术的应用现状、核心难题及解决路径。通过剖析嵌入式代码编译与测试的工程实践，揭示工业以太网交换机在电力通信网络中的技术价值。基于工程实践成果展望，网络技术将向智能化运维、多技术融合方向演进，为新型电力系统提供核心支撑。研究成果为电力信息通信工程的技术优化与升级提供实践参考。

【关键词】电力信息通信工程；网络技术；应用与展望

引言

在能源数字化转型与新型电力系统建设的双重驱动下，电力信息通信工程已成为保障电网安全稳定运行的核心基础设施。网络技术作为电力信息通信工程的核心支撑，直接决定了电网调度、继电保护、数据采集等关键业务的可靠性与高效性。工业以太网交换机作为电力通信网络的关键节点设备，其性能优化与技术创新对提升网络整体质量具有重要意义。

一、工程概况

本工程聚焦电力信息通信工程中的网络技术优化，以解决当前配电网通信网络中工业以太网交换机可靠性不足、远程管理能力弱、运维效率低等问题为核心目标，开展配电网通信新一代工业以太网交换机技术研究与嵌入式代码定制化开发。工程技术方案围绕Bypass（旁路）技术与智能网络管理技术展开，硬件上采用集成化设计，选用支持电鸿操作系统的STM32F407处理器及-40℃～85℃稳定运行的工业级元器件，搭配电路三防、加固密封外壳、无风扇散热等防护技术，确保设备适应配电网高温、高湿、强电磁干扰的恶劣环境；软件上通过嵌入式代码开发，实现交换机断电或故障时Bypass端口自动切换（切换时间不大于50 ms）、光模块型号/温度/光功率等信息的实时监视与异常告警，同时支持Bypass模块远程控制与设备智能电源联动（如远程重启解决死机问题），最终形成具备完整功能的Bypass工业以太网交换机原型样机。工程通过定制化代码编译与严格测试（如设备掉电切换、光模块异常切换等测试），提升配电网光纤通信网的可靠性与远程运维能力，为电力信息通信工程中网络技术的落地应用提供实践支撑，契合配电网向“源网荷储融合互动、调度控制精准化”发展对高可靠通信网络的需求。

二、电力信息通信工程中网络技术应用的难题

（一）嵌入式代码开发适配性不足

嵌入式代码作为工业以太网交换机的核心，其适配性直接影响设备在电力场景中的应用效果。项目前期调研发现，传统设备代码存在三大问题：一是代码通用性过强导致资源浪费，针对电力场景的冗余代码占比达25%，造成设备运行内存占用率过高；二是协议适配性差，多数通用代码仅支持传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）/互联网协议（Internet Protocol，IP）等基础协议，对IEC 61850、DL/T 860等电力专用协议缺乏深度集成，需额外开发适配模块；三是硬件兼容性不足，代码未充分考虑配电网设备常用的ARM架构处理器特性，导致指令执行效率降低30%以上[1]。

（二）网络实时性与可靠性难以兼顾

电力信息通信网络承载着继电保护、负荷控制等对时间精度要求极高的业务，数据传输延迟一旦超过10毫秒，就可能引发电网故障。配电网覆盖范围广、设备节点数量多，网络结构复杂且运行环境恶劣，这让网络很难同时做到数据快速传输与稳定不中断。从工程测试数据可知，传统工业以太网交换机接入20个以上终端设备后，数据传输延迟会从5毫秒升至23毫秒，数据丢失率也从0.02%上升到1.2%。这源于设备嵌入式代码未实现带宽动态分配功能，导致关键业务数据与普通数据争抢网络资源。同时，代码缺少链路冗余控制逻辑，当单条通信链路出现故障时，设备切换至备用链路需耗时800毫秒，远超出配电网50毫秒的故障恢复要求，对网络稳定运行造成严重影响[2]。

（三）网络安全防护体系存在短板

电力系统属于国家关键基础设施，其信息通信网络已成为网络攻击的主要目标。工业以太网交换机作为网络中的关键节点设备，若其嵌入式代码存在安全漏洞，就可能成为攻击者突破网络防护的入口。从项目相关测试结果来看，传统工业以太网交换机的代码存在三方面安全隐患：一是缺乏完善的身份认证模块，仅依靠简单密码进行验证，容易遭遇暴力破解；二是数据传输过程中未采用加密算法，电力调度指令、用户用电数据等敏感信息存在被窃听的风险；三是代码未内置识别异常访问的逻辑，无法察觉端口扫描、异常数据注入等攻击行为，设备易被植入恶意程序。