光纖通信在三明電力系統中的應用探討

摘 要：三明電業局采用的纖自愈環網光纖通信方式提高了電力通信網絡的服務能力。探討了光纖通信組網的設計和特點、系統的測量等問題。

關鍵詞：光纖通信；SDH；光傳輸網絡

中圖分類號：O43文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）08-0387-02

1 光纖傳輸網絡的設計

1.1 光纖通信系統工程設計涉及到的問題

（1）光纜的路由選擇：路由的確定、中繼距離的計算、中繼站址的選擇等。（2）通路組織及系統的配置：傳輸路數的計算、分路、轉接的考慮。（3）指標的確定和分配。（4）光纜的選擇和端機等設備的選型。（5）組網方式的選擇。（6）機房安裝設計等。

1.2 工作波長的選擇

若傳輸距離長，可選用1.31um和1.55um的長波長波段。因為在這個波段范圍，光纖損耗低于0.85um的短波長波段的光纖損耗，特別是長途光纖通信系統，使用長波長波段，可以減少設置光中繼器的數目。若傳輸碼數高，可選用其中1.31um的單模光纖。因為1.31um的石英光纖色散為零。色散小，信號傳輸以后波形畸變就小，碼元之間彼此重疊造成碼間干擾的情況就不嚴重。但是對傳輸距離短，碼速不高的光纖通信系統還可以選用短波長波段。

1.3 組網方式的選擇

（1）從確保電網安全運行的角度考慮，網絡設計應為自愈環網，帶分支路站，克服由于線路遷移、改造或遭受外力破壞而造成通道中斷。

（2）從通信網建設的經濟性考慮，網絡為環型、放射型混合使用的拓撲結構，采用多種形式的通道保護。

1.4 光纖通信系統的測量

（1）發射機發送光功率的測量。在測量光發射機發送光功率時，用一串偽隨機信號對光源進行強度調制。

（2）源消光比的測量。從理論上講，一部性能優異的光端機的光發射機盤在傳輸數字信號的過程中，發“0”碼時，應無光功率輸出。但是，實際的光發射機由于光源器件本身的問題，或直流偏置選擇不當，致使發“0”碼時也有微弱的光輸出。由理論分析可知，這種情況將使接收機的靈敏度降低，描述光接收機上述這種性能的指標，就是消光比EXT，即為：

EXT=全“0”碼時的平均輸出功率 / 全“1”碼時的平均輸出功率

測量光發射機消光比的測量過程與測量光功率類似。

（3）接收機靈敏度的測量。碼發生器產生偽隨機信號輸入光發射機，對光源進行調制。在接收端，逐漸加大光率減器的率減量，這時由誤碼檢測儀讀出的誤碼率將逐漸變大，直到誤碼檢測儀上出現某個規定的誤碼率值時，這時將光功率計接到光率減器的輸出端，由此測到的光功率Pmin即是：光接收機在滿足誤碼率指標下的最低接收光功率，測量方框圖如圖1，接收機靈敏度通常用相對值表示為：Sr = 10log (Pmin / 10-3)

圖1 光接收機靈敏度測量方框圖

(4) 光接收機的動態范圍。光接收機的動態范圍是在保證系統的誤碼率指標要求下，接收機的最低輸入光功率(用dBm來描述)和最大允許輸入光功率(用dBm來描述)之差(dB)，即

D = 10log (Pmax / 10-3)－10log (Pmin / 10-3) =10log (Pmax / 10-3)

在上式中，Pmax－在滿足誤碼率指標下，接收機的最大輸入功率；Pmin－在滿足誤碼率指標下，接收機的最小輸入功率。測量Pmax與測量Pmin的方法一樣，只需將圖1中的率減器率減量逐漸減少，誤碼檢測儀中誤碼率逐漸變大，直到誤碼率增大到某個規定的指標，這時由光功率計讀出的光功率即Pmax。

2 光纖傳輸網絡的要求和結構圖

為保證電網通信的可靠傳輸，三明局先后以華為SDH622光傳輸設備、北京華環SDH155光傳輸設備、Alcatel SDH2.5G光傳輸設備在市區及周邊縣級220kV變電站組成光纖環網。在2007年實現了全市9個縣級供電企業光纖聯網，其中以UT斯達康SDH2.5G光傳輸設備組網。具體網絡示意圖如下：

圖2 光接收機靈敏度測量方框圖

圖3 光接收機靈敏度測量方框圖

圖4 光接收機靈敏度測量方框圖

以上環網覆蓋地區涉及所有110KV以上變電站。地區傳輸網絡容量根據實際業務需求并適當留有余量，骨干環網則根據不同地區流量分析分別采用10Gh/S、2.SGh/S和622Mh/s。220KV及以上廠站調度電話、遠動及線路保護信號的傳輸需滿足N-l原則，兩路保護信號需通過兩套或兩套以上光通信系統傳送，兩套光通信系統選用不同路由、不同傳輸設備、不同直流電源系統供電，每套系統應采用雙電源系統同時供電。

3 光纖通信網絡的運行管理和維護

光纖通信網規模不斷擴大，網絡日趨復雜，目前三明地區電力光纖通信業務類型有:(l)寬帶業務:10M以太網業務，主要用于辦公和MIS系統及計算機監控系統；(2)窄帶業務FX0/FXS:行政、調度話音業務；2W/4W EM:遠動數據、自動化保護數據(模擬數據)；V.24:遠動數據、自動化保護數據(數字數據)；4W:安控保護。因此，提高管理維護水平以保障通信網運行是當前通信工作的重心。

首先，維護人員必須了解所維護的設備(含配套的儀表)，掌握光纖通信系統的工作原理、技術性能、各種告警功能和告警產生的原因等。

其次，應配備有必要的維護儀表。如可視光源、OTDR(光時域反射儀)及通用的儀表示波器、誤碼儀和萬用表等。

參考文獻

［1］ 許國良.現代光纖通信技術［M］.北京:科學出版社，2005.

［2］胡弘莽.電力通信技術［M］.北京:中國水利水電出版社，2003.

［3］吳翼平.現代光纖通信技術［M］.北京:國防工業出版社，2004.