【摘要】本文介紹了光纖通信在電力系統(tǒng)中應用，并與其他傳統(tǒng)通信方式進行比較，探討了光纖通信在電力系統(tǒng)中的應用現狀和主要特點以及發(fā)展的必然性。光纖通信技術具有傳統(tǒng)電力系統(tǒng)通信技術不可比擬的優(yōu)勢，被越來越廣泛的應用在電力系統(tǒng)的通信中。介紹了電力系統(tǒng)中光纖電氣信號通信過程，闡述了電力系統(tǒng)中光纖通信的優(yōu)點，同時對光纖通信新技術在電力系統(tǒng)中的應用進行了展望。

【關鍵詞】光纖;通信;發(fā)展;內涵;特征

引言

隨著電力系統(tǒng)不斷擴大，超高壓輸電和大容量變電所不斷發(fā)展，電力網綜合自動化監(jiān)測控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的水平需求也不斷提升。當前，在電力系統(tǒng)中的通信技術主要有微波通信技術，導引線通信技術以及電力載波通信技術等，在上述電力系統(tǒng)的通信技術中，使用最多的是電力載波通信技術。然而電力系統(tǒng)中電力載波通信技術的抗干擾性及系統(tǒng)容量已經不能滿足當前電力系統(tǒng)的發(fā)展，同時隨著光纖技術的不斷提高，更重要的是光纖制作成本在不斷降低，這使得電力系統(tǒng)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(tǒng)通信的主干技術。

1.光纖通信的內涵

1.1 自激光器和低損耗光纖問世以來，光纖通信系統(tǒng)以其技術、經濟上無可比擬的優(yōu)越性而迅速崛起，并風靡全球。該系統(tǒng)是以光纖為傳輸介質，以光為載波信號傳遞信息的通信系統(tǒng)，整個系統(tǒng)由電端機、光端機、光纜和中繼器構成。光纖可分為單模光纖（SMF）、多模光纖（MMF）、長波長低射散光纖（LMF）、保偏光纖（PMF）及塑料光纖（POF）等很多種：常用的為單模和多模光纖，多模光纖就是傳輸多個光波模式，而單模光纖只傳輸一個光波模式。單模光纖比多模光纖傳輸距離長，目前一般地，光信號在多模光纖內可傳6km左右，在單模光纖內可傳30km。因此，單模光設備的價格要高于多模光設備。實用的光纖通常都是由多根光纖、加強芯、保護材料、固定材料等組合成光纜構成的傳輸線。

1.2 光纖MODEM可完成光信號與數字信號之間的相互轉換。光纖MODEM一般有一個以上的數據口用以傳遞同步或異步信號。通信速率可達到2Mbps或更高，配網常用的通信速率一般為同步N*64K或異步19200bps以下。故足以滿足配網通信的需要，光纖按照MODEM的連接;另外，還有一種光纖MODEM具有雙環(huán)自愈功能。這一功能使通信的可靠性大大增強。

1.3 A，B，C三點是通過自愈光MODEM實現的雙環(huán)網，若在D點發(fā)生故障，光路在A站和C站愈合（環(huán)回），使通信不受影響，同時向主站發(fā)出相應的告警及定位信號，使維修人員及時修復故障段光纜。

2.光纖中電力系統(tǒng)電氣信號的通信過程

光發(fā)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(fā)射機轉變?yōu)楣庑盘枺娦盘栍滞ㄟ^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?yōu)閿底中盘枴６ㄟ^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?yōu)殡娦盘?，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(tǒng)通信中的信號一次傳輸。

3.電力系統(tǒng)中光纖通信的特征

相對于傳統(tǒng)的電力通信方式，光纖通信具有以下優(yōu)點：

3.1 光纖通信具有非常大的通信容量。當前一般情況下，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。

3.2 由于光纖通常由硅或者玻璃制成，原料來源非常豐富，因此，無疑節(jié)約了金屬材料的使用。

3.3 在電力系統(tǒng)通信中，光纖通信具有非常好的保密性，不易受外界電磁的干擾，同時不怕雷擊，防腐蝕，不怕潮濕，敷設也非常方便。

3.4 由于光纖通信沒有感應性能，因此，對于電力系統(tǒng)通信中容易受到地電位升高影響，暫態(tài)過程影響和其他干擾的金屬線路之間，光纖通信技術無疑是最為理想的通信技術。

4.光纖通信的發(fā)展前景

目前光纖通信已經進入了第五代，其高速率和大容量的特點大大促進了社會的發(fā)展，隨著世界信息化程度的日新月異，對通信速率、通信距離、通信容量的要求也更加強烈。

4.1 光傳送網新技術

當前，和諸如傳輸40GE/100GE的網絡具有緊密關系的高速傳輸技術主要要看了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。長距離的支撐技術主要有新型調制編碼技術、多種增強型的前糾錯（FEC）技術、采用電均衡功能的接收機、喇曼放大技術、動態(tài)增益均衡和功率調整技術等。大容量體現在時分復用、頻（波）分復用、碼分復用和偏振復用等。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(tǒng)光纖通信中的應用將會越來越廣泛。

4.2 光接入網新技術

基于當前電力系統(tǒng)通信中光纖通信接入技術在實現時存在的差距，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。這幾種PON技術的差異主要體現在分光比，傳輸距離，上下行速率，QoS及維護管理和業(yè)務支持能力等。一般，GPON的多業(yè)務支持能力優(yōu)于EPON，但 EPON 實現起來相對簡單一些。基于星型拓撲接入技術是基于傳統(tǒng)以太網的接入技術，適合于光纖資源非常豐富或者單用戶帶寬需求非常大的地區(qū)（單纖只能連接單個用戶），應用范圍相對狹小，不是主流的光接入技術的發(fā)展方向。

4.3 光交換新技術

在光網絡中光交換是其典型屬性，同時也是光纖通信技術發(fā)展的關鍵性技術。當前，基于實現特征與交換顆粒進行光交換技術的劃分，可以分為OPS即光分組交換，OBS即光突發(fā)交換，OCS即光路/波長交換。OCS主要以波長為交換單位，業(yè)務交換顆粒最大，實現最簡單，但統(tǒng)計復用特性/帶寬利用率最差;OPS "主要以分組為交換單位，業(yè)務交換顆粒最小，實現非常復雜，但統(tǒng)計復用特性/帶寬利用率最好;OBS主要結合OCS和OPS的特點，業(yè)務交換顆粒中等（突發(fā)分組），實現難度中等，統(tǒng)計復用特性/帶寬利用率也是中等?；诠饴?波長光交換技術與光分組交換技術的光突發(fā)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(fā)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(tǒng)通信中光纖通信的應用中，光突發(fā)分組交換會處于主導位置。

5.結語

光纖通信作為一種新型的的通信方式， 它只是剛走出實驗室開始進入現場的實用的初期階段，無論是光纖本身，還是元器件或是整個光纖通信系統(tǒng)，目前都還存在一些間題，有待于繼續(xù)努力研究解決。然而通過近年來光纖通信在電力系統(tǒng)通信中的應用現實，在電力系統(tǒng)中光纖技術的應用前景非常好。隨著光纖技術的日益發(fā)展，光纖技術一定會電力系統(tǒng)提供更大的支持，從而促進電力系統(tǒng)綜合自動化技術的發(fā)展。

參考文獻

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