電力通信中光纖通信技術的應用探究

溫耀邦

摘要：隨著光纖通信技術的快速發展，在電力通信中得到更加廣泛的應用，將電力通信的質量和速度大大提高。所以，本文通過對光纖通信原理及其特點進行了分析，其后就在電力通信中的應用和發展趨勢作了具體的論述。

關鍵詞：光纖通信技術；電力通信；原理

目前，在電力系統中的通信技術主要是微波通信技術，引導線通信技術和電力線載波通信技術，電力系統的通信技術，是最常用的電力線載波通信技術。然而，電力系統中電力載波通信技術的抗干擾性及系統容量已經不能滿足當前電力系統的發展，同時隨著光纖技術的不斷發展，電力系統中光纖通信在得到了越來越廣泛的應用， 正逐漸變成電力系統通信的主干技術。

1、光纖通信原理及其特點

1.1 光纖通信原理

光發射機，中繼器，光纖以及光接收機共同組成了光纖通信。光纖通信中電信號通過光發射機轉變為光信號，而電信號又通過光接收機轉變成電信號。利用電調制器實現了將信息向合適信道傳輸信號的轉化， 通常情況下將信息轉變為數字信號。而通過光調制器實現將電調制器的信號向合適光纖信道傳輸光信號的轉化，通過中繼器實現放大信號的目的。光纖傳輸以后比較微弱的光信號利用光探測器將其轉變為電信號，利用電解調器放大光信號，從而實現了將原信號的輸出，如此，完成了光纖在電力系統通信中的信號一次傳輸。

1.2 光纖通信特點

①損耗較小，傳輸的距離長。在電力通信中，光纖通信技術的信息傳輸距離遠遠大于微波、電力線載波、銅纜等通信技術，并且信息傳輸損耗很小。②通信容量大。一般情況下，一對

光纖能夠滿足幾百路甚至幾千路通過， 一根光纜中可以包括幾十根光纖甚至幾百根的光纖。③抗干擾能力較強。光纖原材料為石英，其本身就具有很好的絕緣性能，因此光纖的抗腐蝕性與抗水性都較好，而且還可以有效地抵抗電磁波的干擾，能夠確保電力通信系統的安全穩定運行。

2、電力通信中光纖通信技術的應用

2.1 電力通信系統中經常用的光纖

2.1.1 光纖復合相線

光纖復合相線指的是在光纖單元的復合線路中的一種電力光纜， 此光纜的使用可以避免系統在運行過程中找到雷電襲擊，同時可以有效的防止架空線路受到限制和阻礙等情況，具有很好的防護功能。并且該光纜可以實現絕緣形式的運行，這樣就可以節省系統運行的電力電能， 提高電力電能的利用效率，使得系統工程的工作效率大大提高，并保證了系統工程的穩定性和安全性。

2.1.2 光纖復合地線

光纖復合地線主要被運用在改造原有的舊線路， 或者在開發和建設新線路中廣泛運用， 這種復合地線不但可以保護整個電力的線路系統， 還可以避免外界的惡劣環境和其他因素的破壞。同時在系統運行過程中，該光纜復合地線可以對傳播中的數據信息充分利用，滿足整個系統架空底線的需求。正由于此光纜復合地線被運用在新線路的建設和舊線路改造工程中，所以線路就會表現出其弱勢的特征，在運用中需要投入較大量成本和費用，不利于工程的發展。但在整個電力系統傳輸過程中，采用光纖復合地線，其中存在一些光纖單元，這些光纖單元不但可以充分發揮其自身的功能和優勢， 還可以體現光纖材料中的各種特征和優勢， 保證系統在運行中可以將二者的功能進行結合，讓系統運行過程變得更穩定、更安全，提高了電力傳輸過程的工作效率和工作質量。

2.1.3 自承式光纜

自承式光纜具有不同的類型， 其中典型的為介質自承式和金屬自承式。①金屬自承式在整個系統中無需投入太大的成本，且其結構相對簡單，很容易明確其原理，不需要在運行的過程中將電流短路或者熱容量的問題考慮在內， 這樣就減輕了系統的工作量，提高了工作效率和工作質量，節約了系統運行的時間，也正是基于此優勢，所以被廣泛的運用。②介質自承式的直徑和質量都很小，況且這種光纜的密度較小，光學的性質比較穩定，具有很好的絕緣性能。介質自承式光纜在停電中可以有效的控制系統的損失，具有其他材料所沒有的功能。

2.1.4 電力特種光纜

當前， 電力特種光纜的類型主要有：MASS、OPAC、ADSS以及OPGW。其中，ADSS、OPGW 的類型在現階段來說使用的比較廣泛，這兩種光纜形式和安裝較為特殊，自身的構造比較復雜， 設置了此種光纜就可以有效地避免外界環境的侵襲和損害。電力特種光纜本身的制作費用較高，但在系統工程的安裝中，是在電力系統的線路桿塔的基礎上建設和施工的，所以可以有效的節約施工和建設成本，降低工程項目的總體費用。

其中，ADSS 類型光纜的主要優勢在于能夠很好地接受維修和維護，同時在系統安裝過程中，沒有必要將電源切斷，不會影響到用戶的電力使用狀況。ADSS 類型光纜可以適應于大跨距和強電場的環境中，不會對鐵塔等帶來負面影響，其本身具有很好的絕緣性能，能夠抗外界干擾，保證電力傳輸系統能夠安全穩定的將信息傳輸給需要的區域。

2.2 通信技術在電力通信系統中的應用分析

2.2.1 電力通信中波分復用技術的應用

應用波分復用技術于電力通信系統之中， 主要是把多根波長不同的光信號復合在同一根光纖上進行信號傳輸的光纖技術。在光纖進行信號傳輸過程中，主要是結合光波波長，劃分光纖損耗較低的窗口，再把一個信道分層多個信道，把光波作為信號載波，再把波長不同的信號進行合并，并并入同一光纖之中傳輸信號， 而在接受信號的端口把接受的波長不同的信號進行分開，且不同的波長的載波信號之間互相獨立，均能在相同的光纖之中多路傳輸光信號， 當在不同的波長中安放兩個方向的信號進行傳輸時能實現信號雙向傳輸， 而由于相鄰波峰間間隔不同，因此，在電力通信系統中應用的波分復用技術有可以分為密集型和粗波型， 尤其是在采用密集型波分復用技術于通信系統之中，能高容量地傳輸信息，也是構建新型電力通信網絡的重要技術載體。

2.2.2 電力通信中同步數字技術的應用

在電力通信中應用同步數字技術進行同步數字體系的構建，能形成集交換、復接和線路傳輸為一體的網絡管理系統，進行信息的傳輸，形成傳輸信息的網絡，應用同步數字技術能為數位信號提供相應的等級，并采取復用與映射技術，能實現低級同步數字技術到高級同步數字技術的轉換， 不僅會實現網絡信號的同步傳輸，還能提高網絡傳輸速率，從而提高網絡利用效率，進而簡化復接技術于分接技術，極大地提高通信網絡的可靠性與靈活性，形成一套良好的自我保護體系，從而更好地滿足電力通信對可靠性的需要， 進而在提高其通信傳輸能力的同時提高安全性能。

3、電力系統中光纖通信技術發展趨勢

目前，光纖通信技術發展迅速，已經進入了第五代光纖通信階段，越來越體現了通信容量、通信速率的高要求。因此，電力系統中光纖通信技術的發展趨勢主要包括以下幾個方面：

3.1 光纖傳送網新技術

目前， 與傳輸40GE/100GE 的網絡具有緊密關系的高速傳輸技術主要有40Gbit/s 與100Gbit/s 兩種技術，這兩種傳輸技術主要包括了編碼的調制技術，非線性抑制技術，色散的補

償技術以及OSNR 保證對策。因此，為了確保電力系統中長距離光纖通信技術， 光纖傳輸網新技術主要包括了FEC 技術（即多種增強前向糾錯技術）、新型的調制編碼技術、動態增益均衡技術、拉曼放大技術，利用具有電均衡效用的接收機以及功率調整技術等等。為了實現大容量光纖通信， 頻分復用技術、波分復用技術、偏振復用技術、時分復用技術以及碼分復用技術在未來電力系統光纖通信中的應用將會越來越廣泛。

3.2 光纖通信接入網新技術

目前， 電力系統通信中的光纖通信接入技術在實現時具有一定的差距，光纖的接入技術主要包括了EPON 技術（以太無源光網絡）、GPON 技術（基于ITU-TG984 標準的新寬帶無源光網絡）、基于星型結構以太網接入技術以及基于樹型拓撲的APON/BPON 技術。上述光纖通信接入技術主要存在傳輸距離，分光比，傳輸速率，業務支持能力，QOS 和維護管理等方面的差距，通常情況下，EPON 技術的實現比GPON 技術要簡單，但是對于多業務的支持能力不如GPON 技術。基于星型結構的光纖接入技術是在傳統的以太網的基礎上實現的電力系統光纖通信的接入技術， 這種技術適宜在單用戶對寬帶的要求大的區域（此種光纖接入情況下只能對單個用戶進行連接）或者具有豐富光纖資源的區域，因此，相對來說基于星型結構的光纖接入技術的范圍比較窄， 并不是主流光纖接入技術的發展方向。

3.3 光纖通信光交換新技術

在光網絡中，光交換是光纖通信發展的一大關鍵。目前，基于實現特征和交換顆粒進行光交換技術的劃分， 可以分為OPS（光分組交換）、OBS（光突發交換）、OCS（光路/波長交換）。

光路/波長交換的交換單位是波長，具有易于實現、交換顆粒大的優勢，然而寬帶的利用率以及復用特性非常差；光分組交換的交換單位是分組，因此，不易于實現，并且交換的顆粒較小， 然而其寬帶的利用率以及統計復用特性非常好。基于光路/波長光交換技術與光分組交換技術的光突發交換技術，相對來說較為容易實現，同時，寬帶利用率和復用特性能較好，因為光突發分組交換技術從實現， 寬帶利用率等方面綜合考慮，其性能最高，因此，在未來電力系統通信中光纖通信的應用中，光突發分組交換會處于主導位置。

4、結語

綜上所述，隨著我國現代化技術的不斷發展，光纖通信技術日益成熟。特別是光纖通信技術在電力通信中的應用，進一步地優化了電力通信系統，為電力系統提供了大容量、遠距離的可靠通信方式，極大地推動了電力通信系統的發展。

參考文獻

[1]徐迎，鄭凌娟，龔宇清，楊尚瑾.光纖通信在電力系統通信中的發展前景[J].才智，2009（23）：16～17.

[2]白建春.光纖通信技術的發展及其應用[J].中國新技術新產品，2010（03）：33～34.

[3]于祝芳.論光纖通信技術的特點和發展趨勢[J].機電信息，2010（18）：21～22.

[4]陳茹.光纖通信技術在電力通信中的應用[J].中國新通信，2013（13）：39～40.