變電站通信新型光纖收發器的應用

曾強

【摘要】 在電力變電站的通信中，大量的光纖收發器不利于統一管理和配置，且在雷雨天氣容易遭雷擊。因此，非常有必要對現有機房中的光纖收發器進行整合，并開發集電源防雷和信號防雷功能的新型光纖收發器。本文對次進行了研究和開發，并完成了該收發器在變電站的應用。

【關鍵詞】 變電站 光纖收發 防雷

隨著通信網對傳輸容量不斷增長的需求以及網絡交互性、靈活性的要求，波分復用技術越來越多的得到使用。在國網巴中供電公司大多變電站通信信號光電轉換過程中，采用了大量的光纖收發器，多個設備雜亂陳列，不利于通信配置，每次添加新的設備都需要梳理，即浪費大量人力和時間，也帶來操作故障隱患。當遇到惡劣雷雨天氣，還容易導致雷擊破壞。

一、項目需求

該項目的實施主要滿足以下功能：1）根據現有光纖接入的實際情況，建立與之匹配的波分復用模型，明確各項關鍵參數，使波分復用接收端能安全穩定的接入光纖。2）開發一種光纖收發裝置，該裝置內集成上述波分復用設備，并能接收波分復用設備分流之光信號，并轉換成電信號，支持8口甚至更多電口輸出。3）開發具有防雷配置收發器，該裝置應集成電源防雷模塊和信號防雷模塊。

二、技術原理及解決思路

波分復用技術是充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源，根據每一信道光波的頻率（或波長）不同可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器）將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。

三、 研究難點

以WDM技術為基礎的具有分插復用和交叉連接功能的光傳輸網具有易于重構、良好的擴展性等優勢，已成為未來高速傳輸網的發展方向，很好的解決下列技術問題有利于其實用化。WDM是一項新的技術，其行業標準制定較粗，因此不同商家的WDM產品互通性極差，特別是在上層的網絡管理方面。因此，需保證WDM系統間的互操作性以及WDM系統與傳統系統間互連、互通，因此應加強光接口設備的研究。本項目中，需要將多個光纖收發器進行集成，并設計出具備電源防雷和信號防雷功能的，具有燈信號指示的光纖收發裝置，目前國內對具備這些功能的光纖收發裝置參考資料較少。

四、功能設計

1、光纖收發設計 。在設計時，采用單纖設備可以節省一半的光纖，即在一根光纖上實現數據的接收和發送，在光纖資源緊張的地方十分適用。采用了波分復用的技術，使用的波長為1200-1700nm之間。采用機架式（模塊化）光纖收發裝置，可以適用于多光纖收發器的集成，適用于國網巴中供電公司變電站機房等環境下的多臺光纖收發器的集中管理和供電，采用2U的機架設計，配備16口電口輸出，支持最多16個模塊式光纖收發器的集成。

2、防雷設計。光纖轉換裝置通過RJ45接口接受來自局域網交換機或者集線器傳播的電信號MLT3碼，經過磁模塊（16ST8515）去除電磁干擾及信號放大處理后由AL210光電轉換芯片將MLT3電信號轉換成4B5B電信號，然后光收發一體化模塊HFBR-5105將該信號轉換成同種碼制的光纖信號，發送到遠處另一光纖收發器或光交接箱。壓敏電阻RV1與陶瓷氣體放電管串聯后接地，RV1與陶瓷氣體放電管串聯主要是泄放L線上感應雷擊浪涌電流，壓敏電阻RV1、壓敏電阻RV2短路失效后，陶瓷氣體放電管可將其與電源電路分離，不會導致失火現象。RV2前端線路上串聯了一個線繞電阻R，當此RV1短路失效時，線繞電阻R可起到保險絲的作用，將短路電路斷開，壓敏電阻屬電壓鉗位型保護器件，其鉗位電壓點即壓敏電阻參數選擇相對比較重要。

五、總結

新型光纖收發裝置的研究是在滿足巴中供電公司光纖網絡的使用現狀，能幫助提高巴中公司解決光纖網絡傳輸穩定性和安全性，并集成多口的輸出，使網絡更穩定和可靠。新型裝置具備可操作性和能提高和降低操作故障以及提升設備防雷效率的目的，極大的提升了變電站的通信維護質量，降低運營成本。

可以預期，隨著智能電網的快速發展，本項目研究成果將具有非常廣闊的推廣應用前景。

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