電力通信幾種主要傳輸方式的應用研究

江志軍

摘 要：文章主要分析了當前電力通信專網使用的3種傳輸方式，說明了它們各自的優勢與不足，提出只有相互結合使用才可以組成完善的電力通信網，還認為構建電力通信網絡的主要技術是SDH光纖通信，而微波通信能夠備份干線光纖傳輸。由于電力線載波成本較低，其更適合作為信息量較小的傳輸方式，還能夠作為備用方式。

關鍵詞：電力線載波；數字微波；SDH

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0001-02

如今，電力通信網絡具有3種傳輸方式，分別為SDH光纖通信、數字微波通信以及電力線載波通信。自1990年之后，由于SDH光纖通信技術具有較大的優勢，已經逐漸成為了電力通信網絡中的主要傳輸方式。盡管光纖通信占據重要地位，但能否只使用光纖通信組建電力通信網絡，在電力通信網絡中是否還需要電力線載波通信和數字微波通信技術，仍然要繼續研究。

1 SDH光纖通信技術

光纖通信的主要優勢是其具有強大的帶寬以及非常低的損耗，通過大容量的光纖傳輸作為其傳輸的重要途徑。因此，SDH光纖通信逐漸成為當今電力通信中的主流技術。其主干網絡如圖1所示。

1.1 SDH光纖通信具有的優勢

①SDH光纖通信具有極寬的傳輸頻帶和很大的通信容量，其單一波長具有的傳輸容量已經達到了40 Gbit/s；此外，還能通過密集波分復用技術數百倍的提升單芯光纖的傳輸容量。而由于其傳輸距離遠以及傳輸衰減小的特點，光纖通信可以完成數千千米距離的傳輸。

②SDH光纖技術具有較高的傳輸質量和信號串擾小的特點，因為其信號的傳輸途徑處于光芯內部，受到外部環境的影響不大，所以其性能比較穩定。而制作光纖材料主要使用SiO2的儲量很多，所以SDH光纖通信不會受到資源枯竭的遏制。

③SDH光纖技術具備較強的網絡運行、管理以及維護的功能作用。其幀結構內部具有大量的傳輸與交換功能，從而大大提高了通信網絡運行、管理以及維護能力。而由于SDH具有標準光接口使其能夠達到橫向兼容，大大節約了成本。

④SDH光纖技術能夠改善通信網絡中的可用性與誤碼性，與此同時還可以減少運營成本。因為將大量的電接口通過一個光接口替代，使SDH技術需要傳輸的信息可以直接由光接口經過中間節點，所以可以省去大量的光纜與電路單元。從而使其能夠兼容目前具有的準同步數字體系存在的各種速率。

⑤同桿架設光纜與高壓電線，既能夠減少投資與維護花費，增強光纜運行的可靠性以及資源利用率，最大限度地發揮電網的優勢；又因為光纜具有較強的抗電磁干擾，所以其比較適合電網特有的高電壓環境。

1.2 SDH光纖通信存在的缺陷

①光纖通信使用光導纖維作為媒介，如果長距離的光纜線路任意一點發生斷裂，都能導致通信過程中斷；而構建電力通信網絡所使用的光纜絕大部分都是電力特種光纜，需要與電網線路同桿架設，如果發生中斷，就必須停電維修，而且維修周期很長。

②通過特種光纜組成輸電網具有很強的相關性，受到災害以及電線發生斷裂時，往往還需要通信保障，但這時光纜容易發生斷裂時候，因此降低了電網的服務性；又因為特種光纜與電網線路同桿架設，從而導致了建設電力光纖通信的時間很長。

③特種光纜通常處于強電磁環境，具有很強的電磁干擾作用，有時會導致傳輸中斷。

1.3 SDH光纖通信綜合分析

由于SDH光纖通信技術具備了較強的通信與自愈能力，還具有靈活的分插復用功能，所以在本地網與接入網中期都具有非常好的前景。目前，SDH光纖通信技術發展逐漸成靈活化和規范化。最終其必然成為組成電力通信網絡的重要技術。

2 數字微波通信技術

數字微波通信與衛星、光纖技術曾經是現代通信的三種主要方式。自1990年以來，數字微波通信技術已經是我國通信使用的重要方式，具有非常積極的作用，到1995年以后光纖通信才對其產生了巨大的沖擊。微波綜合應用如圖2所示。

2.1 數字微波通信技術具有的優勢

數字微波通信技術具有很多優勢，主要包括：①數字微波通信繼續可以快速靈活地應用，便于組成網絡，有較強的抗災能力；②數字微波通信技術具有較大的容量、很高的集成度以及較強的穩定性；③在通信網絡中微波和光纖能夠相互補充，從而增強網絡生存性；④因為有時會受到自然條件的困擾，在光纜不可以到達的狀態下，微波通信技術能夠發揮其獨有的優勢。

2.2 數字微波通信存在的缺陷

數字微波通信技術存在的缺陷主要有：①沒有光纖通信的容量大；②微波通信技術以大氣為傳輸媒介，具有多徑衰減的劣勢，沒有光纖通信的傳輸穩定；③由于城市建設飛速進行，穿越城鎮的微波電路可能會因為建筑物阻礙導致中斷；④微波通信技術具有外部干擾作用，會影響正常信號的傳輸過程。

2.3 數字微波通信綜合分析

以往的經驗說明，在自然災害的狀態下，電信業務的恢復基本依靠無線通信技術。而傳輸通信的方式向來都具有很多途徑，不能夠通過一種傳輸途徑進行。而數字微波通信技術由于具有非常獨特的優勢，所以在構建電力通信網絡時能夠發揮非常重要的作用。

3 電力線載波通信技術

在傳統的電力系統通信網絡中，電力線載波通信技術曾經占據著非常重要的地位。目前，電力線載波通信技術在我國的電網中仍然具有十分重要的作用，220 kV以上的變電站中還運行著將近200臺載波機，而在110 kV以下電壓等級的變電站，對于電力線載波通信技術的使用也非常普遍。但是，伴隨近些年不斷發展的微波、光纖以及衛星等通信技術，傳統的電力線載波機遭遇到了發展瓶頸。電力線載波系統組合如圖3所示。

3.1 電力線載波通信技術具有的優勢

①電力線載波通信技術能夠使用現有的電力線路進行電力通信網絡的構建，不需要重新建設通信線路。

②電力線可以由高壓電進行保護，從而使其不易發生盜割等問題，有效保障了電力線通信。

③作為電力系統中比較傳統的通信方式，電力線通信已經具有比較成熟的技術。

④在近些年的發展中，電力系統已經建立了一支能夠有效維護和運行電力線載波通信的技術隊伍。

3.2 電力線載波通信的技術劣勢

①電力線載波通信技術的容量比較小，通道傳輸只有4 kHz。其發展的巨大瓶頸。盡管全數字化的載波機能夠同一時間傳輸6路數據，其數據的傳輸速率也能夠達到19.2 kbit/s，但是相比較于光纖及微波技術，仍然存在較大的差距。

②由于長時間運行在高電磁環境中，會遭受到很大的外部干擾，導致其誤碼率非常高且傳話音質量比較差。

③因為電力系統存在比較復雜的結構，在線路設計時其主要的作用是傳輸電能而不是用于通信，所以電力線路具有很大的阻抗與傳輸衰減性，而電力線路具有的時變性也會對通信質量產生很大的危害。

3.3 電力線載波通信綜合分析

由于電力線載波通信已經不能再滿足當前電網在運行和保護方面的要求，但是它作為傳統電力通信網中根基很深的通信方式，仍然具有非常廣闊的市場，所以電力線載波通信技術不會就此消失或者就此停滯不前。由于每種通信方式都有適合其使用的范圍，所以電力線載波技術目前比較適合縣、地調等信息量較小的地點，也可以作為比較可靠的備用方式。與其他的技術相比，電力線載波通信技術也在一直在不斷地發展。其也會在我國的電力系統現代化過程中發揮出越來越重要的作用。

4 結 語

綜上所述，SDH光纖通信技術、數字微波通信技術以及電力線載波通信技術均有自身的優勢與缺陷。SDH光纖通信技術因為具有較強的通信能力以及很長的無中繼傳輸距離，所以其會作為以后電力通信網絡中主要傳輸方式；數字微波通信技術屬于無線傳輸，可以成為干線光纖電路中的備用途徑，在一些不適宜光纖通信的場合中也具有積極的作用；而電力線載波通信技術通常用于數據量比較小且比較偏遠的變電站。通過將電力線載波通信技術、數字微波通信技術以及SDH光纖通信技術的相互配合，可以構建出更加穩定和高效的通信網絡。

參考文獻：

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