超長(zhǎng)距離全光傳輸在電力系統(tǒng)通信中的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究

靳海濤

[摘 要]本文首先對(duì)超長(zhǎng)距離全光傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，在此基礎(chǔ)上，以電力通信系統(tǒng)改造工程為例，對(duì)超長(zhǎng)距離全光傳輸技術(shù)在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用進(jìn)行了論述，期望通過(guò)本文的研究能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)通信水平的提升有所幫助。

[關(guān)鍵詞]全光傳輸；電力系統(tǒng)通信；關(guān)鍵技術(shù)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.08.091

[中圖分類(lèi)號(hào)]TN929.1；TN915.853 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）08-0-01

1 超長(zhǎng)距離全光傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)

1.1 光放大技術(shù)

1.1.1 喇曼放大技術(shù)

在光纖內(nèi)同時(shí)傳輸強(qiáng)泵浦光波與弱信號(hào)的過(guò)程中，該技術(shù)應(yīng)用非線(xiàn)性受激喇曼散射效應(yīng)，促使弱信號(hào)波長(zhǎng)在強(qiáng)泵浦光波的作用下，進(jìn)而改變波長(zhǎng)。由于喇曼放大器具備良好的噪聲特性，所以在光纖傳輸時(shí)能夠?qū)Ρ闷止獠ㄟM(jìn)行改變，即放大一定范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，該范圍約為300～2000 m。喇曼放大技術(shù)具體可分為以下兩種形式：一是DRA技術(shù)，該技術(shù)將光纖作為傳輸媒介，利用泵浦源傳輸；二是EDFA技術(shù)，該技術(shù)需要增加摻鉺光纖，以有效控制光纖非線(xiàn)性效帶來(lái)的不利影響。在實(shí)際運(yùn)用中，經(jīng)常結(jié)合運(yùn)用這兩種技術(shù)，充分發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使全光傳輸?shù)木嚯x可增加至少1倍以上，保證電力系統(tǒng)通信的質(zhì)量。

1.1.2 遙泵放大技術(shù)

該技術(shù)需要將摻鉺管線(xiàn)熔入到傳輸光纖中，在合波器中對(duì)端站發(fā)出的泵浦光波進(jìn)行處理，而后通過(guò)光纖傳輸放大線(xiàn)路。與EDFA技術(shù)相比，該技術(shù)雖然也應(yīng)用摻鉺光纖方法，但是卻在光纖鏈路中需要選擇不同所在位置的增益介質(zhì)與泵浦光源。將遙泵放大技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)距離傳輸中，需配備功率足夠大的泵浦激光器，以降低光纖傳輸消耗。

1.2 色散補(bǔ)償技術(shù)

該技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)DCF技術(shù)，在長(zhǎng)線(xiàn)固定式負(fù)色散器件中的應(yīng)用十分廣泛。與C-FBG技術(shù)相比，利用DCF技術(shù)的寬帶器件更具特殊性，可對(duì)多種情況下的光纖波長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償。但是，在補(bǔ)償過(guò)程中，卻難以精準(zhǔn)控制補(bǔ)償值，經(jīng)常出現(xiàn)補(bǔ)償值偏差。同時(shí)，DCF技術(shù)的插損十分嚴(yán)重。基于文中DCF技術(shù)的缺陷，在權(quán)衡利弊的基礎(chǔ)上，應(yīng)選擇C-FBG技術(shù)，該技術(shù)不存在DCF技術(shù)的弊端，且具備良好的適用性。

2 超長(zhǎng)距離全光傳輸技術(shù)在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用

本文以電力通信系統(tǒng)改造工程為例，對(duì)超長(zhǎng)距離全光傳輸技術(shù)在電力系統(tǒng)工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行了論述。

2.1 擬訂方案

在建設(shè)方案擬定的過(guò)程中，除了要結(jié)合工程目標(biāo)之外，還應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)的細(xì)節(jié)內(nèi)容加以完善，重點(diǎn)做好相應(yīng)的工作。

2.1.1 根據(jù)現(xiàn)狀確定需求

相關(guān)人員應(yīng)對(duì)待改造的電力通信系統(tǒng)的現(xiàn)有狀況進(jìn)行調(diào)查，借此來(lái)分析工程的特點(diǎn)，調(diào)查結(jié)果可知，電網(wǎng)規(guī)模不大，采用兩種光纜，一種是全介質(zhì)自承式，另一種是架空地線(xiàn)復(fù)合式。考慮到電力系統(tǒng)通信在未來(lái)一段時(shí)期的需求，對(duì)傳輸設(shè)備的容量進(jìn)行合理規(guī)劃，最終確定為2.5 G，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為環(huán)形，加裝單向通道保護(hù)環(huán)。同時(shí)，應(yīng)用三種類(lèi)型的光纜，即架空地線(xiàn)復(fù)合式、全介質(zhì)自承式和普通型。

2.1.2 細(xì)節(jié)完善

當(dāng)改造方案擬定完畢后，為達(dá)到預(yù)期中的目標(biāo)，需要對(duì)一些細(xì)節(jié)方面的問(wèn)題予以考慮。①為滿(mǎn)足各類(lèi)數(shù)據(jù)信息不斷增長(zhǎng)的需求，應(yīng)進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)陌踩裕瑫r(shí)在光傳輸設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)供貨商的整體實(shí)力和技術(shù)水平進(jìn)行對(duì)比，從中選出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、信譽(yù)有保障的產(chǎn)品，以此來(lái)確保信息傳輸?shù)目煽啃浴＂趹?yīng)對(duì)全光傳輸?shù)慕M網(wǎng)細(xì)節(jié)進(jìn)行考慮，構(gòu)建的全光傳輸網(wǎng)絡(luò)除了要具備良好的自愈能力外，在設(shè)備運(yùn)行期間，一旦發(fā)生通信故障，設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠自動(dòng)切換，在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)通信，可設(shè)計(jì)雙向通道與“1+1保護(hù)”、單雙復(fù)用段保護(hù)等措施。在此基礎(chǔ)上，對(duì)光纖的芯數(shù)進(jìn)行合理確定，目前兩芯與四芯的光纖比較常用，結(jié)合該工程的特點(diǎn)，選用兩芯即可滿(mǎn)足要求。

2.2 環(huán)網(wǎng)管理系統(tǒng)構(gòu)建

全光傳輸網(wǎng)絡(luò)在電力通信系統(tǒng)中各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)除了需要借助相關(guān)設(shè)備的支撐外，還需要環(huán)網(wǎng)管理系統(tǒng)的支持。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等多方面的比選后，筆者決定選用iManager T2000系統(tǒng)對(duì)組建的大型子系統(tǒng)進(jìn)行集中式管理，選用該管理系統(tǒng)是因?yàn)槠渚邆錁O其強(qiáng)大的功能，如可對(duì)多個(gè)系列的光網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理；系統(tǒng)本身自帶標(biāo)準(zhǔn)的外部接口；可進(jìn)行拓?fù)溆?jì)算；易于擴(kuò)展等，其應(yīng)用能為電力通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

2.3 確定同步源

全光傳輸技術(shù)在電力系統(tǒng)中各類(lèi)重要業(yè)務(wù)信息的傳輸方面具有其他技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，這進(jìn)一步鞏固了其在電力通信系統(tǒng)中的地位。在具體應(yīng)用時(shí)，需要重點(diǎn)考慮誤碼控制、同步方式以及網(wǎng)絡(luò)延遲等內(nèi)容，因此，需要對(duì)環(huán)網(wǎng)同步源進(jìn)行合理確定。

（1）由于電力通信系統(tǒng)中自帶定時(shí)系統(tǒng)，因此，可將其作為外同步“時(shí)鐘”源，這樣無(wú)需新增設(shè)備，有助于成本的節(jié)約。

（2）環(huán)網(wǎng)具有數(shù)量眾多的站點(diǎn)，為使信號(hào)的傳輸更加安全、穩(wěn)定，應(yīng)減少某個(gè)“時(shí)鐘”路徑丟失造成的影響，可采用同步“時(shí)鐘”自動(dòng)切換的方式。

（3）在考慮“時(shí)鐘”源級(jí)別的基礎(chǔ)上，為使外接BITS的配置更加科學(xué)，必須確保選用類(lèi)型的合理性，當(dāng)SI字節(jié)被激活之后，可開(kāi)啟“時(shí)鐘”保護(hù)協(xié)議，并進(jìn)行正確選擇。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文在簡(jiǎn)要闡述超長(zhǎng)距離全光傳輸關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，依托工程案例，對(duì)超長(zhǎng)距離全光傳輸技術(shù)在電力通信系統(tǒng)改造中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。通過(guò)全光傳輸技術(shù)的應(yīng)用，使改造后的電力通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能獲得了顯著提升，為信息的有效傳輸提供了安全、可靠的途徑。因此，未來(lái)一段時(shí)期，相關(guān)人員應(yīng)重點(diǎn)加大對(duì)全光傳輸相關(guān)技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善外，還應(yīng)研發(fā)一些新的技術(shù)，從而使其能夠更好地為電力系統(tǒng)服務(wù)。