光纖通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

魏佳紅

摘要：電力通信系統(tǒng)是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要支撐，光纖通信技術(shù)具有大容量、可靠性強(qiáng)和傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，對(duì)電力通信系統(tǒng)的建設(shè)有重要意義。有必要對(duì)光纖通信技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，保證電力信息傳輸?shù)陌踩€(wěn)定。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù);電力通信;電力系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN24 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

引言：隨著智能電網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模越來越大，計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，這就要求電力系統(tǒng)傳輸網(wǎng)具有容量大、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。

光纖通信技術(shù)是指以光信號(hào)為傳輸載體，利用光纖通道實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ偶夹g(shù)。光纖作為信息傳輸?shù)妮d體，為電力信息的傳輸提供傳輸通道。光纖通信技術(shù)傳輸可靠性強(qiáng)、傳輸容量大及傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)能滿足電力通信系統(tǒng)的要求。

本文將分析光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)及其在電力通信網(wǎng)中的實(shí)踐應(yīng)用，并討論光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為電力通信的進(jìn)一步發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1光纖通信技術(shù)及特點(diǎn)

光纖分為單模光纖和多模光纖，單模光纖只能傳輸一種模式的光，適用于遠(yuǎn)程傳輸;多模光纖在給定的工作波長(zhǎng)上可傳輸多種模式的光信號(hào)，適用于中短距離傳輸。光纖通信技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1.1 損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)

與普通通信材料相比，光纖的損耗可以低達(dá)0.2dB/km。光纖通信光中繼間距可達(dá)100多千米，傳統(tǒng)的電纜中繼間距僅為幾百米至幾千米。

1.2 抗電磁干擾能力強(qiáng)

光纖的主要成分是SiO2，由于石英具有很強(qiáng)的抗腐蝕性和絕緣性，因此，應(yīng)用到光纖通信設(shè)備上使其具有較強(qiáng)的抗干擾能力[1]。光纖通信不會(huì)受電離層變化、雷擊及人為釋放的電磁等的干擾，這一特性可使光纜與高壓線路一同架設(shè)，非常適合電力系統(tǒng)通信。

1.3安全性和保密性高

光纖主要依靠光波的全反射原理進(jìn)行傳輸，光信號(hào)完全被限制在包層內(nèi)，光波幾乎不會(huì)被泄露[2]。并且光纜內(nèi)的多個(gè)光信號(hào)不會(huì)互相干擾，因此光纖的保密性和安全性很高。

同時(shí)，光纖重量輕、體積小，這既能節(jié)省空間又使其安裝非常方便。并且光纜價(jià)格低廉、穩(wěn)定性好、受環(huán)境溫度影響小、使用壽命長(zhǎng)，這些特點(diǎn)使得光纖被應(yīng)用在很多領(lǐng)域中。

2 光纖通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

目前電力系統(tǒng)通信中應(yīng)用的光纖通信技術(shù)主要有光纜的應(yīng)用、光設(shè)備的應(yīng)用和光放大器及光中繼的應(yīng)用。電力系統(tǒng)通信網(wǎng)都是由光設(shè)備通過光纖互相連接而成。光通信系統(tǒng)的傳輸原理如圖1所示：

2.1 光纜的應(yīng)用

光纖通信技術(shù)以光波為信息載體，以光纖為傳輸介質(zhì)。光纖的構(gòu)造包含纖芯、包層、涂敷層和護(hù)套。

只有一個(gè)光纖芯叫光纖，多芯光纖組合到一起叫光纜。目前，電力系統(tǒng)中主要使用OPGW光纜及ADSS光纜。OPGW光纜是光纖復(fù)合架空地線主要用于架空線路上進(jìn)行站點(diǎn)之間信息傳輸?shù)模话汶娏ο到y(tǒng)中會(huì)選擇多芯光纜同時(shí)傳輸保護(hù)及光端機(jī)信息。OPGW光纜安裝簡(jiǎn)單，可以和架空線路一起完成施工。ADSS光纜是全介質(zhì)自承式光纜，是一種可直接懸掛于電力桿塔上的非金屬光纜，也可直接敷設(shè)在電纜隧道中。

2.2 光設(shè)備的應(yīng)用

光通信設(shè)備制式主要采用SDH，SDH是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在很多專用網(wǎng)絡(luò)都使用SDH網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)架設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部通信光環(huán)路，承載各種內(nèi)部業(yè)務(wù)。

2.3 光放大器及光中繼的應(yīng)用

電力系統(tǒng)中保護(hù)和自動(dòng)化等電信號(hào)的傳輸主要通過SDH光端機(jī)傳輸，信息通過光端機(jī)再經(jīng)過光纖傳輸至下一個(gè)站點(diǎn)。光傳輸距離主要受光功率、光源的色散和光信噪比限制。

（1）衰減受限傳輸距離理論計(jì)算公式長(zhǎng)距傳輸一般采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

L=（Ps-Pr-Pp-C-Mc）/（af+as）

其中，L是再生段最大距離，Ps是S點(diǎn)壽命終了最小平均發(fā)送功率，Pr是R點(diǎn)壽命終了最差靈敏度，Pp是光通道代價(jià)，C是所有活動(dòng)連接器衰減之和，Mc是光纜富裕度，af是光纖衰減系數(shù)，as是光纖熔接接頭每公里衰減系數(shù)。

（2）對(duì)于高比特率的傳輸系統(tǒng)，色散是限制中繼段傳輸長(zhǎng)度的主要因素。其理論計(jì)算公式如下：

Ld=ε/ Dm

其中，Ld為色散受限傳輸距離，ε為光源的色散容限值，Dm為光纖色散系數(shù)。

（3）在光傳輸系統(tǒng)中引入光放大器后會(huì)帶來額外的ASE噪聲，由于光放大器不但能對(duì)輸入的光信號(hào)和ASE噪聲進(jìn)行相同增益的放大，而且會(huì)額外增加一部分ASE噪聲功率，因此沿著傳輸光纖路徑上光信噪比是逐步降低的。

3 光纖通信發(fā)展趨勢(shì)

3.1 超大的容量和超長(zhǎng)的距離

隨著智能電網(wǎng)和智能變電站的建設(shè)，傳輸信息量越來越大，超大容量和超長(zhǎng)距離的傳輸技術(shù)在我國(guó)通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒂懈鼜V闊的應(yīng)用前景。

3.2 光網(wǎng)絡(luò)智能化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能化的光網(wǎng)絡(luò)將是我國(guó)光纖通信技術(shù)重要的發(fā)展方向。智能化的光網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合，智能化的光網(wǎng)絡(luò)不僅能實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸，并且應(yīng)用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)技術(shù)及自我保護(hù)修復(fù)技術(shù)，可真正形成光網(wǎng)絡(luò)智能化[3]。

3.3實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)

光纖通信技術(shù)在整個(gè)傳輸過程中需經(jīng)過電處理才能實(shí)現(xiàn)，一旦斷電會(huì)給傳輸帶來很大影響。全光網(wǎng)絡(luò)用光節(jié)點(diǎn)替代電節(jié)點(diǎn)，可解決斷電問題，信號(hào)僅在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)才進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸和交換過程中，所有節(jié)點(diǎn)均以光的形式存在。

4 結(jié)語(yǔ)

電力通信對(duì)可靠性要求很高，就算是在惡劣的環(huán)境中，也要保證通信傳輸功能良好。光纖通信技術(shù)能滿足可靠性高的要求，它不受自然環(huán)境的影響，穩(wěn)定性和傳輸性能都很好。本文深入分析了光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用，并分析了光纖通信技術(shù)在超大容量、超長(zhǎng)距離、光網(wǎng)絡(luò)智能化和全光網(wǎng)方面的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]陳海歌.探討光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].通信設(shè)計(jì)與應(yīng)用，2019（12）

[3]于海波.光纖通信技術(shù)及其應(yīng)用分析[J].通信電源技術(shù)，2020（12）：37