电力通信中光纤通信技术的应用

　　随着我国现代化技术的不断发展，光纤通信技术日益成熟。作者在这篇通信工程论文中探究电力通信中光纤通信技术的应用，分析光纤通信原理及其特点 ，特别是光纤通信技术在电力通信中的应用，进一步地优化了电力通信系统，为电力系统提供了大容量、远距离的可靠通信方式，极大地推动了电力通信系统的发展。

　　核心期刊《光通信研究》(双月刊)创刊于1975年，是国家光纤通信技术工程研究中心、光纤通信技术和网络国家重点实验室——武汉邮电科学研究院主办的光通信方面的专业刊物，本刊主要刊载光通信领域的学术论文、研究成果的技术报告、工程设计方案、施工及维护经验，综述国内外光纤通信先进技术和有关理论及最新动态等。可供从事光纤通信工作以及相关学科的科研、设计、生产、施工、维护等方面的科技人员和大专院校师生参考。本刊学术性和技术内容并重，发行量大，是全国通信行业影响较大的刊物之一。现已成为越来越多的科研、工程技术和管理人员科学决策的重要依据。

　　摘要：随着光纤通信技术的快速发展，在电力通信中得到更加广泛的应用，将电力通信的质量和速度大大提高。所以，本文通过对光纤通信原理及其特点进行了分析，其后就在电力通信中的应用和发展趋势作了具体的论述。

　　关键词：光纤通信技术;电力通信;原理

　　目前，在电力系统中的通信技术主要是微波通信技术，引导线通信技术和电力线载波通信技术，电力系统的通信技术，是最常用的电力线载波通信技术。然而，电力系统中电力载波通信技术的抗干扰性及系统容量已经不能满足当前电力系统的发展，同时随着光纤技术的不断发展，电力系统中光纤通信在得到了越来越广泛的应用， 正逐渐变成电力系统通信的主干技术。

　　1、光纤通信原理及其特点

　　1.1 光纤通信原理

　　光发射机，中继器，光纤以及光接收机共同组成了光纤通信。光纤通信中电信号通过光发射机转变为光信号，而电信号又通过光接收机转变成电信号。利用电调制器实现了将信息向合适信道传输信号的转化， 通常情况下将信息转变为数字信号。而通过光调制器实现将电调制器的信号向合适光纤信道传输光信号的转化，通过中继器实现放大信号的目的。光纤传输以后比较微弱的光信号利用光探测器将其转变为电信号，利用电解调器放大光信号，从而实现了将原信号的输出，如此，完成了光纤在电力系统通信中的信号一次传输。

　　1.2 光纤通信特点

　　①损耗较小，传输的距离长。在电力通信中，光纤通信技术的信息传输距离远远大于微波、电力线载波、铜缆等通信技术，并且信息传输损耗很小。②通信容量大。一般情况下，一对

　　光纤能够满足几百路甚至几千路通过， 一根光缆中可以包括几十根光纤甚至几百根的光纤。③抗干扰能力较强。光纤原材料为石英，其本身就具有很好的绝缘性能，因此光纤的抗腐蚀性与抗水性都较好，而且还可以有效地抵抗电磁波的干扰，能够确保电力通信系统的安全稳定运行。

　　2、电力通信中光纤通信技术的应用

　　2.1 电力通信系统中经常用的光纤

　　2.1.1 光纤复合相线

　　光纤复合相线指的是在光纤单元的复合线路中的一种电力光缆， 此光缆的使用可以避免系统在运行过程中找到雷电袭击，同时可以有效的防止架空线路受到限制和阻碍等情况，具有很好的防护功能。并且该光缆可以实现绝缘形式的运行，这样就可以节省系统运行的电力电能， 提高电力电能的利用效率，使得系统工程的工作效率大大提高，并保证了系统工程的稳定性和安全性。

　　2.1.2 光纤复合地线

　　光纤复合地线主要被运用在改造原有的旧线路， 或者在开发和建设新线路中广泛运用， 这种复合地线不但可以保护整个电力的线路系统， 还可以避免外界的恶劣环境和其他因素的破坏。同时在系统运行过程中，该光缆复合地线可以对传播中的数据信息充分利用，满足整个系统架空底线的需求。正由于此光缆复合地线被运用在新线路的建设和旧线路改造工程中，所以线路就会表现出其弱势的特征，在运用中需要投入较大量成本和费用，不利于工程的发展。但在整个电力系统传输过程中，采用光纤复合地线，其中存在一些光纤单元，这些光纤单元不但可以充分发挥其自身的功能和优势， 还可以体现光纤材料中的各种特征和优势， 保证系统在运行中可以将二者的功能进行结合，让系统运行过程变得更稳定、更安全，提高了电力传输过程的工作效率和工作质量。

　　2.1.3 自承式光缆

　　自承式光缆具有不同的类型， 其中典型的为介质自承式和金属自承式。①金属自承式在整个系统中无需投入太大的成本，且其结构相对简单，很容易明确其原理，不需要在运行的过程中将电流短路或者热容量的问题考虑在内， 这样就减轻了系统的工作量，提高了工作效率和工作质量，节约了系统运行的时间，也正是基于此优势，所以被广泛的运用。②介质自承式的直径和质量都很小，况且这种光缆的密度较小，光学的性质比较稳定，具有很好的绝缘性能。介质自承式光缆在停电中可以有效的控制系统的损失，具有其他材料所没有的功能。

　　2.1.4 电力特种光缆

　　当前， 电力特种光缆的类型主要有：MASS、OPAC、ADSS以及OPGW。其中，ADSS、OPGW 的类型在现阶段来说使用的比较广泛，这两种光缆形式和安装较为特殊，自身的构造比较复杂， 设置了此种光缆就可以有效地避免外界环境的侵袭和损害。电力特种光缆本身的制作费用较高，但在系统工程的安装中，是在电力系统的线路杆塔的基础上建设和施工的，所以可以有效的节约施工和建设成本，降低工程项目的总体费用。

　　其中，ADSS 类型光缆的主要优势在于能够很好地接受维修和维护，同时在系统安装过程中，没有必要将电源切断，不会影响到用户的电力使用状况。ADSS 类型光缆可以适应于大跨距和强电场的环境中，不会对铁塔等带来负面影响，其本身具有很好的绝缘性能，能够抗外界干扰，保证电力传输系统能够安全稳定的将信息传输给需要的区域。

　　2.2 通信技术在电力通信系统中的应用分析

　　2.2.1 电力通信中波分复用技术的应用

　　应用波分复用技术于电力通信系统之中， 主要是把多根波长不同的光信号复合在同一根光纤上进行信号传输的光纤技术。在光纤进行信号传输过程中，主要是结合光波波长，划分光纤损耗较低的窗口，再把一个信道分层多个信道，把光波作为信号载波，再把波长不同的信号进行合并，并并入同一光纤之中传输信号， 而在接受信号的端口把接受的波长不同的信号进行分开，且不同的波长的载波信号之间互相独立，均能在相同的光纤之中多路传输光信号， 当在不同的波长中安放两个方向的信号进行传输时能实现信号双向传输， 而由于相邻波峰间间隔不同，因此，在电力通信系统中应用的波分复用技术有可以分为密集型和粗波型， 尤其是在采用密集型波分复用技术于通信系统之中，能高容量地传输信息，也是构建新型电力通信网络的重要技术载体。

　　2.2.2 电力通信中同步数字技术的应用

　　在电力通信中应用同步数字技术进行同步数字体系的构建，能形成集交换、复接和线路传输为一体的网络管理系统，进行信息的传输，形成传输信息的网络，应用同步数字技术能为数位信号提供相应的等级，并采取复用与映射技术，能实现低级同步数字技术到高级同步数字技术的转换， 不仅会实现网络信号的同步传输，还能提高网络传输速率，从而提高网络利用效率，进而简化复接技术于分接技术，极大地提高通信网络的可靠性与灵活性，形成一套良好的自我保护体系，从而更好地满足电力通信对可靠性的需要， 进而在提高其通信传输能力的同时提高安全性能。

　　3、电力系统中光纤通信技术发展趋势

　　目前，光纤通信技术发展迅速，已经进入了第五代光纤通信阶段，越来越体现了通信容量、通信速率的高要求。因此，电力系统中光纤通信技术的发展趋势主要包括以下几个方面：

　　3.1 光纤传送网新技术

　　目前， 与传输40GE/100GE 的网络具有紧密关系的高速传输技术主要有40Gbit/s 与100Gbit/s 两种技术，这两种传输技术主要包括了编码的调制技术，非线性抑制技术，色散的补

　　偿技术以及OSNR 保证对策。因此，为了确保电力系统中长距离光纤通信技术， 光纤传输网新技术主要包括了FEC 技术(即多种增强前向纠错技术)、新型的调制编码技术、动态增益均衡技术、拉曼放大技术，利用具有电均衡效用的接收机以及功率调整技术等等。为了实现大容量光纤通信， 频分复用技术、波分复用技术、偏振复用技术、时分复用技术以及码分复用技术在未来电力系统光纤通信中的应用将会越来越广泛。

　　3.2 光纤通信接入网新技术

　　目前， 电力系统通信中的光纤通信接入技术在实现时具有一定的差距，光纤的接入技术主要包括了EPON 技术(以太无源光网络)、GPON 技术(基于ITU-TG984 标准的新宽带无源光网络)、基于星型结构以太网接入技术以及基于树型拓扑的APON/BPON 技术。上述光纤通信接入技术主要存在传输距离，分光比，传输速率，业务支持能力，QOS 和维护管理等方面的差距，通常情况下，EPON 技术的实现比GPON 技术要简单，但是对于多业务的支持能力不如GPON 技术。基于星型结构的光纤接入技术是在传统的以太网的基础上实现的电力系统光纤通信的接入技术， 这种技术适宜在单用户对宽带的要求大的区域(此种光纤接入情况下只能对单个用户进行连接)或者具有丰富光纤资源的区域，因此，相对来说基于星型结构的光纤接入技术的范围比较窄， 并不是主流光纤接入技术的发展方向。

　　3.3 光纤通信光交换新技术

　　在光网络中，光交换是光纤通信发展的一大关键。目前，基于实现特征和交换颗粒进行光交换技术的划分， 可以分为OPS(光分组交换)、OBS(光突发交换)、OCS(光路/波长交换)。

　　光路/波长交换的交换单位是波长，具有易于实现、交换颗粒大的优势，然而宽带的利用率以及复用特性非常差;光分组交换的交换单位是分组，因此，不易于实现，并且交换的颗粒较小， 然而其宽带的利用率以及统计复用特性非常好。基于光路/波长光交换技术与光分组交换技术的光突发交换技术，相对来说较为容易实现，同时，宽带利用率和复用特性能较好，因为光突发分组交换技术从实现， 宽带利用率等方面综合考虑，其性能最高，因此，在未来电力系统通信中光纤通信的应用中，光突发分组交换会处于主导位置。

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