電力系統(tǒng)光纖通信工程的應(yīng)用探析

臧欣

摘 要：光纖通信技術(shù)以其傳輸容量大、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)越特性受到通信用戶的廣泛歡迎，已經(jīng)成為當(dāng)今信息傳輸?shù)闹饕l(fā)展方向。文章簡(jiǎn)要介紹了光纖通信的基本概念和特點(diǎn)，闡述了光纖通信技術(shù)在當(dāng)代電力體系中的重要應(yīng)用，并對(duì)電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了深入討論，希望對(duì)電力企業(yè)開(kāi)展通信業(yè)務(wù)有所幫助。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；光纜通信；光纜種類；組網(wǎng)技術(shù)

引言

隨著通信領(lǐng)域?qū)π畔鬏斔俾什粩嗵岣叩囊螅哂写笠?guī)模信息傳輸能力的光纖技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今通信工程的主要發(fā)展趨勢(shì)。由于電力系統(tǒng)通信方面對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量、傳輸規(guī)模和傳輸距離有很高要求，使得光纖通信技術(shù)成為電力系統(tǒng)通信的主要方式。

1 光纖通信技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 光纖通信技術(shù)的概念

所謂光纖通信技術(shù)，是以光纖為傳輸媒介，通過(guò)光電變換的方法，用光波來(lái)傳遞信息的技術(shù)。它是材料科學(xué)和通信技術(shù)發(fā)展到相當(dāng)高度的產(chǎn)物。隨著信息化程度的提高，人類社會(huì)生產(chǎn)和生活方式都在發(fā)生著翻天覆地的變化。作為信息化重要基礎(chǔ)技術(shù)之一，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)代最為重要的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

1.2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

光纖通信技術(shù)之所以獲得如此高的評(píng)價(jià)，其原因在于它所擁有的卓越特點(diǎn)：一是通信距離遠(yuǎn)，傳輸信息量大。在光纖這種特殊材質(zhì)的媒介中，光波傳輸?shù)膿p耗極其微小，在沒(méi)有中繼設(shè)施的狀態(tài)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(qiáng)，光纖通信具有無(wú)線電通信所不具備的抗電磁干擾能力，能夠有效保障信號(hào)傳輸質(zhì)量。三是易于施工和運(yùn)輸。由于光纖體積小，重量輕，對(duì)于施工敷設(shè)和運(yùn)輸儲(chǔ)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(shù)可以節(jié)約大量的有色金屬，有利于環(huán)境保護(hù)。五是光纖使用壽命長(zhǎng)，從而降低光纖通信的維護(hù)要求和成本。

2 光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。當(dāng)前電力傳輸正向著大容量和長(zhǎng)距離方向高速發(fā)展。電力企業(yè)不斷加強(qiáng)電力通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的研究力度，以期盡可能地保障信息傳輸安全和通信網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行，降低投資成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。和其他公共通信網(wǎng)絡(luò)相比，電力系統(tǒng)的通信系統(tǒng)有著突出的特點(diǎn)，業(yè)務(wù)總量巨大，業(yè)務(wù)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(shù)組建電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須從電力通信自身的實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，盡可能地運(yùn)用已有的優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)開(kāi)展通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作。現(xiàn)階段電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的通信光纜有三種類型，分別是架空地線復(fù)合光纜（OPGW）、無(wú)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(fù)合光纜

架空地線復(fù)合光纜簡(jiǎn)稱OPGW（OpticalFiberVomposite OverheadGroundWire），該種光纜是專門為電力系統(tǒng)通信而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，同時(shí)具有通信光纜和普通地線兩種特性。架空地線復(fù)合光纜具有三層結(jié)構(gòu)，由外至內(nèi)分別是鋁線、鋼芯和光纖。三層結(jié)構(gòu)采取不同的方式進(jìn)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(qiáng)電干擾能力強(qiáng)、溫度特性好、導(dǎo)電性能佳、機(jī)械強(qiáng)度高、安全可靠等特點(diǎn)。以該種光纜架設(shè)的架空地線復(fù)合光纜通信通道能夠有效節(jié)約光纜工程對(duì)空間和土地的占用。目前架空地線復(fù)合光纜普遍應(yīng)用于110kV以上高壓線路中。

2.2 無(wú)金屬自承式架空光纜

無(wú)金屬自承式架空光纜以芳綸纖維為抗張?jiān)７季]纖維是一種極具彈性的輕質(zhì)高強(qiáng)度纖維，同時(shí)還具有較好的防彈能力和負(fù)膨脹系數(shù)。芳綸纖維是通過(guò)松套層絞填充方式進(jìn)行套裝而成，里層還有PE內(nèi)護(hù)套、高強(qiáng)度、耐電痕護(hù)套等，從而具有很強(qiáng)的整體抗電腐蝕能力。另外，無(wú)金屬加強(qiáng)材料的使用，使纖維對(duì)于雷電和高溫等惡劣環(huán)境有很強(qiáng)的防護(hù)能力，電力線運(yùn)行可靠性好。無(wú)金屬自承式架空光纜一般與高壓電力線路同塔架設(shè)，在電力系統(tǒng)中應(yīng)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(qiáng)芯、涂塑鋼鋁待、鋼絞線和聚乙烯護(hù)套組成。防水化合物能有效提高光纜的耐水解性，聚乙烯護(hù)套降低了光纜與其他接觸物體的摩擦，便于安裝施工，同時(shí)給光纜提供了良好的抗紫外線輻射能力。

3 電力系統(tǒng)光纖通信組網(wǎng)技術(shù)

光纖通信組網(wǎng)方式是影響光纖傳輸速率的最主要因素。科學(xué)高效的通信組網(wǎng)方式對(duì)于對(duì)信息傳輸速度要求很高的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。當(dāng)前，在電力系統(tǒng)通信中常用的組網(wǎng)方式是SDH技術(shù)、OTN技術(shù)、PTN技術(shù)和EPON技術(shù)有機(jī)結(jié)合的方式。

3.1 SDH技術(shù)

同步數(shù)字體系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）是一種綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，以網(wǎng)管系統(tǒng)為操作中樞，具有復(fù)接、線路傳輸及交換多種功能。在同步數(shù)字體系中，不同速度的數(shù)位信號(hào)具有不同的等級(jí)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)用方法和映射方法，將低等級(jí)的SDH信號(hào)復(fù)用為高等級(jí)的，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)耐剑咕植烤W(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)之間的接入問(wèn)題獲得有效緩解，大幅提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。同時(shí)，SDH系統(tǒng)自我保護(hù)能力較好，能夠適應(yīng)電力通信復(fù)雜苛刻的使用環(huán)境。

3.2 OTN技術(shù)

OTN（Optical Transmission Net，光傳送網(wǎng)）結(jié)合了ASON與DWDM兩種技術(shù)的特點(diǎn)，不僅充分發(fā)揮了原有DWDM （Dense Wavelength DivisionMultiplexing，密集波分復(fù)用）技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并在此基礎(chǔ)之上賦予組網(wǎng)和電路調(diào)度工作靈活多變的特性。作為針對(duì)SDH與WDM網(wǎng)絡(luò)的缺陷所開(kāi)發(fā)出來(lái)的新型光傳輸技術(shù)，OTN全面繼承了SDH和WDM網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有WDM網(wǎng)絡(luò)超大容量的帶寬，更具有SDH網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理性。同時(shí)，它還具有路由功能與信令功能，能夠?yàn)闃I(yè)務(wù)提供更為安全的保護(hù)策略和更高的傳輸效率。OTN的傳送帶寬大顆粒業(yè)務(wù)最為突出，從而受到廣大用戶歡迎，發(fā)展空間極為廣大。從現(xiàn)在電力通信的集中管理模式來(lái)看，未來(lái)電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)傳輸特點(diǎn)主要是匯聚，各地區(qū)供電局匯聚大量IP業(yè)務(wù)至省公司可采用OTN方式承載。

3.3 PTN技術(shù)

PTN（分組傳送網(wǎng)，Packet Transport Network）最主要的特征是針對(duì)分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送的要求在底層光傳輸媒質(zhì)和IP業(yè)務(wù)之間設(shè)置一個(gè)層面，以分組業(yè)務(wù)為主，其他多種業(yè)務(wù)為輔開(kāi)展工作，從而在保證光傳輸原有特點(diǎn)的基礎(chǔ)上有效降低整體成本。它所具有的光傳輸特點(diǎn)包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機(jī)制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴(kuò)展、較高的安全性等。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是PTN的發(fā)展重點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的無(wú)縫對(duì)接，具有高效的帶寬管理機(jī)制和流量工程。

3.4 EPON技術(shù)

EPON是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)。它綜合了千兆以太網(wǎng)技術(shù)與無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的特點(diǎn)，具有樹(shù)型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以劃分為網(wǎng)絡(luò)側(cè)的光線路終端（OLT）、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）三個(gè)部分。隨著電網(wǎng)智能化程度的提高，配網(wǎng)自動(dòng)化趨勢(shì)日漸明顯。針對(duì)配電終端分布分散、通信節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多、單個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性要求和配電網(wǎng)停電區(qū)故障處理能力的要求高的特點(diǎn)，EPON采取無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，有效應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題，保障通信質(zhì)量。另外，使用EPON技術(shù)，可以提高配網(wǎng)自動(dòng)化水平，從而提高整個(gè)配電系統(tǒng)的管理水平和工作效率，進(jìn)一步保障供電安全和供電質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

光纖通信技術(shù)所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使其成為電力系統(tǒng)最主要、發(fā)展空間和未來(lái)前景最為廣闊的的通信方式。電力企業(yè)要加強(qiáng)光纖通信的應(yīng)用與管理，以保障光纖通信優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，更好地為電力通信提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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