向永

摘 要：在電力通信系統(tǒng)中光纖技術至關重要。本文分析了光纖技術的發(fā)展與演變歷史，總結出了光纖技術的幾種主要類型，并就幾種新型的光纖通信技術的特點及其在電力通信系統(tǒng)當中的應用展開了具體的分析、探討，闡述了這些光纖在損耗、有效面積、大小尺寸等方面的優(yōu)化。最終希望本文關于幾種新型光纖在電力通信應用中的研究工作，能夠為相關的智能電網(wǎng)建設工作提供一些可供參考的內(nèi)容。

關鍵詞：光纖技術；電力通信；應用

中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A

電力通信作為一種專用通信網(wǎng)絡，其主要是應用在對電力部門特殊通信要求的滿足方面，并給予電網(wǎng)自動化控制、商業(yè)化營運以及現(xiàn)代化的管理工作來提供以穩(wěn)定的信息通信服務。鑒于光纖通信的抗電磁干擾能力較強、傳輸容量較大以及傳輸損耗小等優(yōu)勢特性，其現(xiàn)已被大規(guī)模的應用到了電力通信系統(tǒng)之中。尤其是近些年來關于特高壓工程的發(fā)展，全國聯(lián)網(wǎng)工程及跨區(qū)域供電工程日漸增多，由此也就使得輸電線路及通信工程越來越多。但由于光纖中繼站的選址、建設及維護工作難度均相對較大，因此就展開相關的研究工作便具有極其重要的作用與價值，應當引起人們的重視與思考，據(jù)此，下文將展開具體的論述。

一、光纖技術的發(fā)展

光纖通信技術在過去40多年的發(fā)展歷程當中，取得了極大的發(fā)展與進步。業(yè)務的快速發(fā)展促成了通信系統(tǒng)的持續(xù)升級，同時相關的系統(tǒng)及器件進步對于光纖技術也便提出了更高的要求，并推動新型光纖的研發(fā)工作。光通信傳輸系統(tǒng)主要經(jīng)過了4個發(fā)展演變階段，每一階段都有著光纖技術進步的影子。

（一）多模光纖

第一代光纖通信系統(tǒng)所選用的是850nm的LED光源，光纖材料為多模光纖。此種光纖的主要特點是纖芯較粗同時孔徑較大；能夠十分便捷地將信號源耦合到光纖中，光纖的連接與熔接較為簡便。但伴隨著通信距離的進一步加大，以及傳輸速率的提升，多模光纖已經(jīng)難以滿足于系統(tǒng)要求。

（二）單模光纖

在20世紀70年代后，伴隨著半導體激光器的出現(xiàn)，光纖長波長傳輸窗口的大規(guī)模運用和單模光纖熔接技術的發(fā)展，促使單模光纖傳輸系統(tǒng)走上了歷史舞臺。這一光纖技術主要是可將模間色散消除。所采用的單模激光器長度為1310nm，相較于第一代光纖系統(tǒng)的850nm LED光源而言，波長區(qū)段衰減更小，同時其色散幾乎完全消除，因而在長距離通信傳輸方面單模光纖也就逐漸取代了多模光纖。

（三）色散位移光纖

單模光纖波長區(qū)段在衰減至1550nm時，波長色散異常明顯，這也就導致高速率、長距離的通信傳輸受到了影響。因此色散位移光纖也便應運而生，這一光纖能夠在1550nm波長段將色散值降至最低，僅需利用幾納米的光譜寬度，至此也就發(fā)展到了波長為1550nm的第三代光纖傳輸系統(tǒng)。

（四）大容量光纖

由于加入了對摻鉺光纖放大器以及波分復用技術的應用，也就使得第四代大容量光纖傳輸系統(tǒng)隨之出現(xiàn)。經(jīng)研究證實在1550nm時進行波分復用傳輸色散位移光纖已經(jīng)無法滿足要求，其主要的原因是四波混頻非線性效應在色散為零時最強，也就造成了互相臨近信道間的串話影響十分嚴重。因此為了改善這一現(xiàn)狀第四代基于多信道傳輸?shù)拇笕萘抗饫w傳輸系統(tǒng)也便隨之產(chǎn)生。

二、光纖類型劃分

對于電力系統(tǒng)之中的通信光纖進行類型劃分，其主要內(nèi)容見表1。

光纖是光信號的傳輸媒介，其所具備的特點性質(zhì)將會對光纖傳輸系統(tǒng)的容量與距離產(chǎn)生直接性的影響。為了促進通信系統(tǒng)能夠滿足于不斷增加的信息傳輸量，在進行光纖通信系統(tǒng)建設工作時，應當選取出適宜且性價比最高的組網(wǎng)架構。對于電力通信系統(tǒng)的選取與應用同樣需按照相應的原則，并依據(jù)系統(tǒng)實際狀況、發(fā)展規(guī)劃容量、光纖特性等進行綜合考量。

三、光纖新技術在電力通信中的應用

（一）超低損耗光纖

傳統(tǒng)的G.652光纖之中利用在纖芯之中摻加鍺來增強纖芯折射率，并與二氧化硅包層材料共同產(chǎn)生出折射率，與二氧化硅包層材料之間產(chǎn)生出折射差，并以此來確保入射光在單模光纖之中的傳播。然而受到在纖芯之中加入GeO2的影響，便會由此造成光纖的耗損增大，并使得原本的G.652傳輸距離穿件到0.185dB/km左右。大量的應用試驗均表明，光纖當中的耗損大多是因光纖材料瑞利散射耗損以及吸收耗損。鑒于摻鍺元素的影響，會導致較大的光纖瑞利散射情況，使其衰減情況難以減小。應用純硅芯單模光纖，可降低應瑞利散射而造成的衰減，能夠使光纖損耗進一步改善。

為了確保纖芯同包層間折射率差值，應當減小包層的折射率，對此可利用在包層之中加入氟元素來達到。利用純硅纖芯技術，可將石英光纖的衰減降低至最低即0.15dB/km。將之應用在陸上長距離傳輸光纖中，應在減小衰減率的同時還應能夠確保同現(xiàn)存的G.652光纖所兼容。

（二）大有效面積光纖

大有效面積光纖同樣也是提升傳輸距離的一種主要方式，其主要是利用對大光纖有效面積的擴大，來減小單位面積當中的入射光功率，減小非線性效應影響。以康寧公司所推出的EX2000光纖為代表，此種光纖主要是應用在高效大容量系統(tǒng)之中的一種新型單模光纖。此種光纖采用純硅纖芯，衰減改善顯著，截止波長位移單模光纖最為顯著的特點便是同時具備大有效面積，即超過112μm2，以及極低的損耗率，通常在1550nm波長中平均為0.163db/km。

此種光纖大多是被應用于中繼系統(tǒng)之中，能夠?qū)崿F(xiàn)對中繼設備造價的有效減小，促進其設備維護的便捷性；應用在無中繼系統(tǒng)當中，能夠傳輸更大的容量及跨越更大區(qū)域段落的通信傳輸。

針對電力通信來說，大有效面積光纖的主要缺點在于成本價格較高。若是在整體線路當中全部采用此種光纖則會導致投資成本過高。而在具體的光纖線路中，距離泵浦注入相對較近的拉曼提升效果明顯而遠端則效果較差，也就是在整體線路之中有極大一部分的距離起到了降低損耗的效果。其在距離泵浦位置相對較近的區(qū)域改善效果較為明顯，而針對遠端的改善效果較不明顯，因此可參考選用將EX2000和ULL光纖進行混合應用的方案來取代整體應用EX2000的光纖普色方案，從而便可在減小成本造價的同時還可獲得更遠的傳輸距離。

（三）200μm小外徑光纖

為了改善城市光纜管道資源有限性，以及光纖芯數(shù)需求較大的問題，相關的光纖生產(chǎn)廠家便將光纖外徑由250μm降低至了200μm，進而也就起到了降低光纜外部直徑的效果。200μm的光纖與一般常規(guī)的250μm光纖相對比而言，其在玻璃結構方面沒有明顯的差異，主要的區(qū)別、差異體現(xiàn)在對原本涂覆層的改善，減小了涂覆層的尺寸大小。在考量到降低光纖土層外部直徑后，光纖較易受到微彎損耗的影響，必須要采取提升光纖抗彎性能來予以彌補。

在電力通信之中OPGW是較常采用的一種通信線纜，而架空輸電線路設計對這一線纜的外部直徑則有著十分嚴苛的標準要求，因而，選用200μm光纖便可十分有效地處理光纖芯數(shù)和OPGW外部直徑間所存在的沖突性。此外，在部分省級以下的電力光纖通信中，受到各種因素的影響導致光纖通道尤為吃緊，若在新線路設計之時，在OPGW結構之中選用了200μm光纖，便可有效地提高光纖接入量，顯著改善光纖應用緊張的情況。

結語

綜上所述，本文基于對光纖技術發(fā)展演變歷程的介紹基礎上，進一步就依據(jù)相關標準對光纖進行了類型劃分，重點針對目前較為新型的幾種光纖新技術特點，及其在電力通信技術中的應用展開了具體的闡述，其中主要就包括了超低損耗光纖、大有效面積光纖、200μm小外徑光纖等?，F(xiàn)象伴隨著新一代光纖技術的不斷發(fā)展與完善，必將能夠滿足于未來運營商及智能電網(wǎng)建設對光纖通信的要求。

參考文獻

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