電力系統光纖通信工程的應用探析

臧欣

摘 要：光纖通信技術以其傳輸容量大、傳輸距離遠等優越特性受到通信用戶的廣泛歡迎，已經成為當今信息傳輸的主要發展方向。文章簡要介紹了光纖通信的基本概念和特點，闡述了光纖通信技術在當代電力體系中的重要應用，并對電力系統光纖通信網絡組網技術進行了深入討論，希望對電力企業開展通信業務有所幫助。

關鍵詞：電力系統；光纜通信；光纜種類；組網技術

引言

隨著通信領域對信息傳輸速率不斷提高的要求，具有大規模信息傳輸能力的光纖技術已經成為當今通信工程的主要發展趨勢。由于電力系統通信方面對于數據傳輸質量、傳輸規模和傳輸距離有很高要求，使得光纖通信技術成為電力系統通信的主要方式。

1 光纖通信技術簡介

1.1 光纖通信技術的概念

所謂光纖通信技術，是以光纖為傳輸媒介，通過光電變換的方法，用光波來傳遞信息的技術。它是材料科學和通信技術發展到相當高度的產物。隨著信息化程度的提高，人類社會生產和生活方式都在發生著翻天覆地的變化。作為信息化重要基礎技術之一，光纖通信技術已經成為當代最為重要的戰略產業。

1.2 光纖通信技術的特點

光纖通信技術之所以獲得如此高的評價，其原因在于它所擁有的卓越特點：一是通信距離遠，傳輸信息量大。在光纖這種特殊材質的媒介中，光波傳輸的損耗極其微小，在沒有中繼設施的狀態下可以傳輸上百公里，而且信息傳輸量極其巨大。二是抗電磁干擾能力強，光纖通信具有無線電通信所不具備的抗電磁干擾能力，能夠有效保障信號傳輸質量。三是易于施工和運輸。由于光纖體積小，重量輕，對于施工敷設和運輸儲存都很方便。四是光纖的主要成分是玻璃纖維，使用光纖通信技術可以節約大量的有色金屬，有利于環境保護。五是光纖使用壽命長，從而降低光纖通信的維護要求和成本。

2 光纖通信技術在電力系統中的應用

隨著經濟的發展，電網規模不斷擴大。當前電力傳輸正向著大容量和長距離方向高速發展。電力企業不斷加強電力通信傳輸網絡的研究力度，以期盡可能地保障信息傳輸安全和通信網絡的高效運行，降低投資成本，提高經濟效益。和其他公共通信網絡相比，電力系統的通信系統有著突出的特點，業務總量巨大，業務單體容量偏小，信息傳遞可靠性要求極高，桿路資源豐富等。在使用光纖技術組建電力系統通信網絡時必須從電力通信自身的實際特點出發，盡可能地運用已有的優勢的基礎開展通信網絡建設工作。現階段電力系統通信網絡中常見的通信光纜有三種類型，分別是架空地線復合光纜（OPGW）、無金屬自撐式光纜（ADSS）、金屬自撐式架空光纜（AD-Lash）。

2.1 架空地線復合光纜

架空地線復合光纜簡稱OPGW（OpticalFiberVomposite OverheadGroundWire），該種光纜是專門為電力系統通信而設計開發的，同時具有通信光纜和普通地線兩種特性。架空地線復合光纜具有三層結構，由外至內分別是鋁線、鋼芯和光纖。三層結構采取不同的方式進行組合，從而使OPGW分為層絞式、中心束管式、骨架式3種類型。它具有通信容量大、抗強電干擾能力強、溫度特性好、導電性能佳、機械強度高、安全可靠等特點。以該種光纜架設的架空地線復合光纜通信通道能夠有效節約光纜工程對空間和土地的占用。目前架空地線復合光纜普遍應用于110kV以上高壓線路中。

2.2 無金屬自承式架空光纜

無金屬自承式架空光纜以芳綸纖維為抗張元件。芳綸纖維是一種極具彈性的輕質高強度纖維，同時還具有較好的防彈能力和負膨脹系數。芳綸纖維是通過松套層絞填充方式進行套裝而成，里層還有PE內護套、高強度、耐電痕護套等，從而具有很強的整體抗電腐蝕能力。另外，無金屬加強材料的使用，使纖維對于雷電和高溫等惡劣環境有很強的防護能力，電力線運行可靠性好。無金屬自承式架空光纜一般與高壓電力線路同塔架設，在電力系統中應用較多。

2.3 金屬自承式架空光纜

金屬自承式架空光纜由多模或單模光纖、搞模量塑料、防水化合物、金屬加強芯、涂塑鋼鋁待、鋼絞線和聚乙烯護套組成。防水化合物能有效提高光纜的耐水解性，聚乙烯護套降低了光纜與其他接觸物體的摩擦，便于安裝施工，同時給光纜提供了良好的抗紫外線輻射能力。

3 電力系統光纖通信組網技術

光纖通信組網方式是影響光纖傳輸速率的最主要因素。科學高效的通信組網方式對于對信息傳輸速度要求很高的電力系統通信網絡來說至關重要。當前，在電力系統通信中常用的組網方式是SDH技術、OTN技術、PTN技術和EPON技術有機結合的方式。

3.1 SDH技術

同步數字體系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）是一種綜合信息傳送網絡，以網管系統為操作中樞，具有復接、線路傳輸及交換多種功能。在同步數字體系中，不同速度的數位信號具有不同的等級，通過標準的復用方法和映射方法，將低等級的SDH信號復用為高等級的，實現了網絡傳輸的同步，使局部網絡與核心網之間的接入問題獲得有效緩解，大幅提高了網絡帶寬的利用率。同時，SDH系統自我保護能力較好，能夠適應電力通信復雜苛刻的使用環境。

3.2 OTN技術

OTN（Optical Transmission Net，光傳送網）結合了ASON與DWDM兩種技術的特點，不僅充分發揮了原有DWDM （Dense Wavelength DivisionMultiplexing，密集波分復用）技術的優勢，并在此基礎之上賦予組網和電路調度工作靈活多變的特性。作為針對SDH與WDM網絡的缺陷所開發出來的新型光傳輸技術，OTN全面繼承了SDH和WDM網絡的優點，不僅具有WDM網絡超大容量的帶寬，更具有SDH網絡的運行管理性。同時，它還具有路由功能與信令功能，能夠為業務提供更為安全的保護策略和更高的傳輸效率。OTN的傳送帶寬大顆粒業務最為突出，從而受到廣大用戶歡迎，發展空間極為廣大。從現在電力通信的集中管理模式來看，未來電力通信網業務傳輸特點主要是匯聚，各地區供電局匯聚大量IP業務至省公司可采用OTN方式承載。

3.3 PTN技術

PTN（分組傳送網，Packet Transport Network）最主要的特征是針對分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求在底層光傳輸媒質和IP業務之間設置一個層面，以分組業務為主，其他多種業務為輔開展工作，從而在保證光傳輸原有特點的基礎上有效降低整體成本。它所具有的光傳輸特點包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網管、可擴展、較高的安全性等。數據業務是PTN的發展重點，可以實現數據業務的無縫對接，具有高效的帶寬管理機制和流量工程。

3.4 EPON技術

EPON是一種采用點到多點結構的單纖雙向光接入網絡。它綜合了千兆以太網技術與無源光網絡（PON）的特點，具有樹型、星型、總線型等拓撲結構等多種拓撲結構，可以劃分為網絡側的光線路終端（OLT）、用戶側的光網絡單元（ONU）和光分配網絡（ODN）三個部分。隨著電網智能化程度的提高，配網自動化趨勢日漸明顯。針對配電終端分布分散、通信節點數量眾多、單個節點的通信數據量小，數據實時性要求和配電網停電區故障處理能力的要求高的特點，EPON采取無源光網絡機制，有效應對上述問題，保障通信質量。另外，使用EPON技術，可以提高配網自動化水平，從而提高整個配電系統的管理水平和工作效率，進一步保障供電安全和供電質量。

4 結束語

光纖通信技術所具有的獨特優勢，使其成為電力系統最主要、發展空間和未來前景最為廣闊的的通信方式。電力企業要加強光纖通信的應用與管理，以保障光纖通信優勢的充分發揮，更好地為電力通信提供優質服務。

參考文獻

[1]胡必武，余成.光纜及光纖通信在電力系統中的應用[J].深圳信息職業技術學院學報，2007.