光纖通信技術在電力通信中的應用效果和價值分析

卓華碩

（廣東電網有限責任公司陽江供電局，廣東 陽江 529500）

0 引 言

隨著社會的發展和進步，人們的生活水平和質量不斷提高，促使人們對電力通信行業提出了更多需求和更高的服務要求。電力通信行業通過引入光線通信技術，及時進行產業和系統的升級優化，一方面滿足了人們日益增長的通信需求，另一方面實現了電力通信行業的可持續性發展。秉持著以人為本的科學發展觀，光纖通信技術優化了電力系統的人性化服務和運行模式，增加了電力系統通信網絡的復雜性，提高了工作人員維護工作的難度。因此，當前的光纖通信技術若想進一步應用于電力通信系統，應當改進電力通信系統中的原有通信技術，通過完美的嫁接技術構建新型的通信技術[1]。同時，應當重視電力供應的可靠性、安全性以及可持續性，滿足人們不斷增加的電能需求量，為我國軍事、傳媒等領域提供助益。

1 電力通信和光纖通信技術概述

1.1 電力通信概述

電力通信一方面支撐著電力系統的正常運行，滿足其運行需要的安全性和可靠性，另一方面提供了電網運行安全狀態的判斷和分析依據。電力行業對于國家、社會以及人們越來越重要，越來越不可或缺。電力通信作為電力系統安全穩定運行的三大支柱之一，正在面向電網調度自動化和管理現代化方向發展。為了進一步促進和提高電力運行的安全行和可靠性、電力行業的經濟效益以及電力基礎設施技術、條件和水平，升級和優化電力通信勢在必行。

1.2 光纖通信技術概述

光纖通信技術通俗地說，即使用光導纖維材料作為數據傳輸的載體，發揮光導纖維通信媒介的功能，實現電力行業的通信目的和應用[2]。當前，我國廣泛應用的光纖材質由涂層、包層以及纖芯三個部分組成，如圖1所示。

按照技術進行分類，光纖通信技術分別由光纖光纜技術、光交換技術傳輸技術、光有源器件、光無源器件以及光網絡技術等組成。光纖光纜技術包括色散補償技術、多芯單模光纖以及有源光纖等特種光纖；有源器件包括窄帶響應可調諧集成光子探測器、垂直腔面發射激光器以及集成器件等。另外，還有交換技術、放大技術以及復用技術等重要的功能技術。

光纖的內芯直徑非常小。其中，涂層負責保護光纖，能夠增加光纖材料的韌性；包層負責與內芯構建折射，依據兩者不同的折射率，實現光信號的全反射，完成光信號的傳輸。表1是電力系統中常見的光纖類型。

表1 國際、IEC和ITU-T光纖類型型號表

光纖通信系統應用大量的光纖材料，利用光信號實現龐大的電力系統信息傳輸工作。與傳統的金屬材質比較，它具備較輕的重量、較小的體積，有效降低了信息傳輸泄露概率，切實提高了數據和資料傳輸過程中的保密和防竊水平和功能。與過去的通信技術比較，光纖通信技術具備較高的光波頻率和較寬泛的傳輸頻帶[3]，提高了抗干擾功能。同時，光纖材料來源廣泛，具備物美價廉的經濟優勢。圖2為光纖通信系統示意圖。

圖2 光纖通信系統圖

當前，我國電力系統中應用的光纖通信技術包括光纖復合地線（OPGW）、自承式光纜（ADSS和MASS）、捆綁式光纖（ADL）、光纖復合相線（OPPC）以及架空地線纏繞式光纜（GWWOP）。其中，ADL和GWWOP逐漸被淘汰，OPGW和ADSS是當前主要的應用類型。

2 光纖通信技術在電力通信中的應用效果

由于光纖通信技術的復雜性，我國在全國范圍內實現光纖通信技術的普及應用存在一定難度。客觀的地理條件，造就了我國各個地區建立的電力通信系統不具有統一規范性，個性化和差異化較為明顯[4]。因此，時代的發展和社會的進步要求電力行業進一步開發光纖通信技術的應用。

2.1 光纖復合相線（OPPC）的應用

作為輸電線路相線復合光纖單元電力線纜的一種，光纖復合相線主要用于維持電力通信線路系統的運行。光纖復合相線具備一定的物理張力，可以實現線路中檔距、配盤以及弧垂位置的裝置。進行光纖復合相線的安裝工作往往需要較高的光纖續接技術，同時應當保證安裝環境的安全性，在高壓絕緣的情況下，實現處于運行相線中光纖與光電子的分離。此外，應當科學區分接線盒中的其他光纜電線。

2.2 光纖復合地線（OPGW）的應用

光纖復合地線，又叫地線復合光纜，別稱光纖架空地線。光纖復合地線與光纖復合相線在結構上類似，主要區別在于設計、安裝以及運行部分[5]。它主要用于電力傳輸線路中通信的地線運行，一方面可以實現輸電線路的防雷和抗霄閃放電功能，另一方面可以實現光纖傳輸信息過程中的可靠性和便捷性。

光纖復合地線無需經常性進行維護作業，特別適用于具有架空地線的輸配電線路。作為架空地線和光纜的復合體，光纖復合地線的成本偏高，通常應用于距離較遠的電力線路上。例如，我國東西部地區之間的工業和水利方面，目前只能采用光纖復合地線進行信息、數據以及電力的傳輸。

2.3 自承式光纜（ADSS和MASS）的應用

自承式光纜有兩種類型，分別是ADSS和MASS。ADSS屬于一種全介質的自承式光纜，除了具備重量小、體積小以及絕緣等優點之外，還具備較穩定的光學性能、較高的抗電磁干擾能力以及耐腐蝕能力。因此，它屬于一種特殊光纖。全非金屬材料，造就了ADSS具備良好的抗彎曲、震動以及老化的優點[6]。MASS屬于一種金屬自承式光纜，在成本和結構上具有一定優勢。特別是在安裝過程中，不需要針對原有的輸電線桿塔進行更改，即可實現MASS的安裝作業，一方面極大地降低了人力、物力以及財力投入，另一方面切實減少了輸電線桿塔的負載力。

3 光纖通信技術在電力通信中的價值分析

3.1 增大了電網寬帶，提高了信息傳速

信息時代帶給電力行業轉型和升級的機遇和技術條件，也帶給電力行業一定的挑戰和困難。一方面是社會和人們日益增長的電力通信網的需求，另一方面是電力行業面向電網數字化、智能化轉型和發展的難度。因此，電力通信借助光纖通信技術的優勢和特點，迎合社會和人們的變化和發展，追趕時代發展的速度。與過去的通信技術相比，光纖通信技術增加了帶寬的寬度和廣度，有效提高了信息、數據以及電能的傳輸速度和效率[7]，及時滿足了社會和人們的需求和標準。

3.2 有效降低了信息傳輸過程中的損耗量

電力行業的轉型和升級，社會的發展，為國內電力電網實現全國范圍內的推廣、普及和應用提供了條件和技術支持。在落實擴大電網建設范圍的過程中，克服偏遠地區電線電纜建造的困難，實現了貧困地區以及偏遠地區的數字、有線電視的推廣和應用。通過在合適的范圍內建造電力中繼站、搭建區域范圍內的電力通信傳輸網絡，克服了地區地形的復雜性。

傳統的電信傳輸網線材料是銅線電纜，無論是重量還是耗能，都無法實現長距離的電力和數據輸送[8]。光纖材質的問世和應用，不僅可以很好地實現長距離電能和數據傳輸，而且顯著降低了傳輸過程中的電能損耗率，有效幫助實現了當前地形險峻的山區、偏遠地區的電網搭建和覆蓋。

3.3 提高了電網線路的抗干擾和腐蝕性能

與傳統的通信材質相比，光纖電線電纜有的含有少量金屬，有的甚至全部是非金屬材料。因此，在電力系統運行過程中，不僅可以與其他電力線路進行絕緣作業，還可以與自然環境中的雷電進行絕緣作業，具有較高的安全性和可靠性，保護了電力線路。它還具有較高的耐腐蝕性，保護了傳輸過程中信息與數據的完整性。同時，它還具有較高的抗干擾性和外界物質的影響性，抵抗了周邊存在的電磁影響和干擾。

3.4 提供了電力通信的多樣性和功能服務

光纖通信技術的應用，豐富了電力系統電能運輸的需求和電線電纜搭建的類型需要。首先，無論是長距離電網搭建，還是特殊地方的線路鋪設，都能夠滿足電力行業的需要。其次，針對目前缺乏統一規范管理的電力公司，在線路電網鋪設和搭建過程中，可以進一步促進聯網的可能。最后，根據不同規格的電力企業，光纖電纜的類型和造價都能夠滿足電力行業的發展和升級需要，且與傳統的電纜材質相比，具備較長的壽命，提高了電力企業的經濟效益。

4 結 論

綜上所述，隨著社會的發展和科技的進步，我國電力行業積極借助當下的先進技術和優質材質，成功將光纖通信技術應用于電力通信，滿足了社會和人們對電力行業的速度和質量需求，彌補了原有通信技術的不足，有效提升了電力通信的能力和水平，促進了電力行業面向數字化、信息化、智能化以及全自動化的轉型和升級，促進了國家、社會以及人們對光纖通信技術的應用，切實鞏固了光纖通信技術在電力通信中的地位，從而為進一步開發、研究以及應用光纖通信技術奠定了堅實基礎。