分析便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的應(yīng)用

邊　巴黃華林白　曲

（1.國網(wǎng)西藏信通公司，西藏 拉薩 850020；2.國網(wǎng)西藏電力科學(xué)研究院，西藏 拉薩 850000）

分析便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的應(yīng)用

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（1.國網(wǎng)西藏信通公司，西藏 拉薩 850020；2.國網(wǎng)西藏電力科學(xué)研究院，西藏 拉薩 850000）

本文針對電力通信網(wǎng)搶修過程中便攜式光放的使用，首先從功率補償與色散補償兩個角度對便攜式光放基本原理進行簡單地分析介紹，然后以EDFA與TDC為核心，對其在迂回路由搶修、光放板件更換以及機房搬遷中的具體應(yīng)用進行深入探究，明確便攜式光放功能、特征和優(yōu)勢，最后得出便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的合理應(yīng)用可起到大幅縮減故障時長，減小對通信網(wǎng)造成損害的作用，具有很好推廣與使用價值的結(jié)論，旨在為電力通信網(wǎng)日常維護與管理提供可靠的參考。

便攜式光放；電力通信網(wǎng)；通信網(wǎng)搶修；應(yīng)用

伴隨電力通信網(wǎng)的日益發(fā)展，面對規(guī)模逐漸龐大、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，運行維護工作的重心正不斷向應(yīng)急機制的建立靠攏。當系統(tǒng)遭到災(zāi)害或突發(fā)事件時，以往的方法大多不能滿足實際要求，而且系統(tǒng)設(shè)備龐大，難以進行搬運，無法充分發(fā)揮應(yīng)急處理作用。因此，提出一種全新的應(yīng)急搶修方式，即為充分運用便攜式光放，結(jié)合EDFA與TDC等器件，在備用線路實施靈活、準確地調(diào)度，實現(xiàn)一套設(shè)備處理多種突發(fā)情況，以此大幅提升系統(tǒng)搶修能力，保證通信網(wǎng)安全。現(xiàn)圍繞便攜式光放，對其在電力通信網(wǎng)搶修過程中的應(yīng)用做如下分析。

一、便攜式光放基本原理分析

要想使便攜式光放在應(yīng)用中發(fā)揮應(yīng)有作用，首先要確保容災(zāi)一體機具備良好的光傳輸中繼機制。實際情況中會對光纖通信造成影響的因素主要有四大類，分別為信噪比、光功率、非線性效應(yīng)與色散性能。在這些因素中，非線性效應(yīng)主要由編碼與發(fā)射機決定，中繼過程只要對入纖光功率進行有效控制就可以完全避免。對于中繼而言，其根本目的為確保信噪比水平，常用方法為色散補償與功率補償，所以設(shè)備要具備良好的相應(yīng)體系和性能，以此確保在正常使用時無須借助其他設(shè)備即可完成中繼。

1.功率補償

功率補償?shù)膶崿F(xiàn)前提為放大衰減信號，完成這一目標主要借助兩種器件，分別為EDFA（Erbium-Doped optical Fiber Amplifier，摻鉺光纖放大器）與RFA（Raman Fiber Amplifier，拉曼光纖放大器）。其中，RFA具有相對較高的泵浦原功率和較低的泵浦效率，很難對增益進行有效控制，并且增益介質(zhì)實際上是光纖自身，應(yīng)用過程中要確保光纖端面足夠清潔，所以不能在對操作簡單性有較高要求的設(shè)備中使用，具有一定局限性。因此，在對便攜式光放進行設(shè)計時，考慮到便攜式設(shè)計要求，可將具備雙級增益特性及體積輕便特點的可調(diào)EDFA為首選放大器件，其增益放大原理如圖1所示。

借助雙級本鋪結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)泵浦光功率的高效控制，確保一級放大過程中輸出至色散當中的光功率足夠充分，避免產(chǎn)生雜波，此外還具有增益可調(diào)功能，支持C波段15dB～30dB范圍可調(diào)，滿足不同的使用需求。

依靠固件平臺對固件程序進行編寫，并對輸入光口功率進行準確讀取，如果讀取到的光口功率在-55dBm以下，則將視為無輸入狀態(tài)，此時的控制平臺會自行中斷供電，激光器等停止作業(yè)，同時給出告警信號，滿足標準的實際要求。這樣一來，不僅能節(jié)省大量的能源，還不會其他信號光，避免了對搶修判斷的不利影響，還具有提升設(shè)備壽命的作用。

從兩級放大角度講，一級與二級的任務(wù)有所不同。通過實驗得知，功率越大的信號對泵浦光功率要求越高。二級放大出光實際上就是容災(zāi)一體機實際出光，具有很大的功率。所以將一級增益泵浦功率控制在二級增泵浦功率以下，可起到降低功耗的效果。

2.色散補償

色散為光線的重要屬性之一，色散與激光器譜寬以及系統(tǒng)信息傳輸能力等存在一定聯(lián)系。一般情況下，隨信息傳輸能力的提升，色散不斷增加，在相應(yīng)的通信系統(tǒng)當中，光纖色散為影響中繼距離的關(guān)鍵性因素。

對于光纖色散而言，可將其分成三大部分，分別為模式色散、波導(dǎo)色散與材料色散。光纖色散具有一定展寬作用，會引起信號傳輸受損現(xiàn)象。光傳輸色散實際影響如圖2所示。

每個系統(tǒng)都存在一定限度的色散容限，也就是在此限度內(nèi)，色散不會對系統(tǒng)造成影響，因此需要借助色散補償將其控制在容限之內(nèi)。根據(jù)電力系統(tǒng)的實際情況，可在設(shè)計過程中將色散補償確定為±120km，補償?shù)目烧{(diào)寬度確定為240km。

運用可調(diào)式色散補償能適應(yīng)多波長與單波長系統(tǒng)。基于固定補償值的方法有兩種，分別為光纖補償與光柵補償，其中光柵補償主要為選擇波長，不能對全波段實施有效補償；而光纖補償雖然可以實現(xiàn)全波段補償，但對于設(shè)備重量與體積有嚴格的要求。基于此，TDC（Tunable Dispersion Compensator，可調(diào)色散補償器）成為首選對象，結(jié)合不同應(yīng)用需求對補償值進行調(diào)節(jié)，具有極好的經(jīng)濟性與適用性。TDC是所補償?shù)纳⒅凳窃谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)可以調(diào)諧的。

二、便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的實際應(yīng)用

1.迂回路由搶修

如果傳輸系統(tǒng)中主用路由發(fā)生阻斷使業(yè)務(wù)停止，備用路由又因為長度、衰耗等原因無法正常工作，會導(dǎo)致業(yè)務(wù)短時間無法正常開通。此時，將應(yīng)急系統(tǒng)及其設(shè)備運用至通信系網(wǎng)中，可在最短的時間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)。

（1）功率設(shè)置值的估算

通過計算得出收、發(fā)功率，計算公式為：

公式（1）、（2）中，P收表示終點站對應(yīng)的收光功率；P發(fā)表示始發(fā)站對應(yīng)的發(fā)光功率；G系統(tǒng)表示OLA（Optical Line Amplifier，原光線路放大器）光放增益；L1、L2、B1、B2分別表示線路實際損耗。通過換算可以得出一體機增益設(shè)置值：

（2）色散補償設(shè)置值的估算

確保色散值的有效方法為使色散值與原路由完全相同，補償值計算公式為：

公式（4）中，DOLA表示OLA對應(yīng)色散補償值；I表示不同線路的實際長度。

2.光放板件更換

如果OTM（Optical Terminal Multiplexer，光終端復(fù)用器）與光放站發(fā)生故障而中斷工作，可運用便攜式光放對故障板件實施更換。由于不同廠家板卡各不相同，所以重新采購需要花費大量的時間。對于便攜式光放而言，其不存在兼容問題，可直接用于板卡更換，確保通信業(yè)務(wù)短時恢復(fù)，實際應(yīng)用如圖3所示。

事實上，便攜式光放是板卡的重要補充，需實時查詢系統(tǒng)性能，根據(jù)查詢結(jié)果進行相應(yīng)地配置。圖3中，光口設(shè)置充分參考原光板，設(shè)置結(jié)束以后對其進行連通就能實現(xiàn)業(yè)務(wù)切換，然后再采購適宜的元件完成更換操作。

3.機房搬遷

便攜式光放可以很好地適應(yīng)電力機房搬遷時對于光放站臨時替換設(shè)備便攜可搬移方面的實際需求。其運用雙級增益特性的可調(diào)EDFA，能在多種線路斷點情況下運用，具備不同距離條件下中繼設(shè)備機動適應(yīng)特性，在降低搬遷難度，快速恢復(fù)內(nèi)務(wù)等方面優(yōu)勢明顯。

結(jié)語

總而言之，通信網(wǎng)對于傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性有著十分嚴格地要求，而便攜式光放自身具備結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕便、增益與色散補償可調(diào)等特性，在當前的電力通信網(wǎng)搶修工作中得到了極為廣泛的應(yīng)用，可起到大幅縮減故障時長，減小對通信網(wǎng)造成的損害的作用，具有很好的推廣與使用價值。

［1］趙錦輝.便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的應(yīng)用［J］.電力信息與通信技術(shù)，2016，10（4）：117-120.

［2］趙法彬.建設(shè)應(yīng)急通信，完善聯(lián)動機制——2009城市應(yīng)急聯(lián)動通信研討會在北京舉行［J］.數(shù)字通信世界，2009，11（7）：12-35.

［3］本刊編輯部.完善應(yīng)急通信體系，促進社會和諧發(fā)展——2010全國應(yīng)急通信研討會在北京召開［J］.數(shù)字通信世界，2010，7（8）：14-33.

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