曹華卿

（山西思極科技有限公司，山西 太原 030032）

在配網(wǎng)通信網(wǎng)絡中，點多、覆蓋面廣、分散是其主要特征，工作人員在選擇區(qū)域配網(wǎng)的具體通訊情況時，必須充分考慮實際情況，以確保正確的決策。傳統(tǒng)的電纜線路已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的要求，為了保證人們生產(chǎn)生活的正常進行，需要對其改造升級。由于城市建筑物的阻礙、高負荷和復雜的雜散電波等多種因素的影響，無線通信在應用過程中面臨著相當大的挑戰(zhàn)。為了滿足當前的需求，就要采取先進的通信手段來提高供電質(zhì)量和運行效率。在配電網(wǎng)通信技術(shù)中，光纖通信技術(shù)以其高效的通信容量、卓越的安全性、快速的傳播速度和遠距離的傳輸能力而備受青睞。

1 光纖通信的特點

光纖通信技術(shù)運用光作為載波，以光纖為傳輸媒介，實現(xiàn)信息的傳輸。它具有頻帶寬，容量大，保密性好等特點，已廣泛應用于國民經(jīng)濟和國防建設(shè)中。在光纖的構(gòu)成中，主要包括如下結(jié)構(gòu)和作用：①纖芯、包層和涂層是不可或缺的元素。它們分別由不同材料制成。內(nèi)芯較細，為10～100 μm；②中間層，即被稱為包層的區(qū)域；③涂層則為保護層，主要起保護和絕緣的功能。在信號傳遞的過程中，纖芯扮演著不可或缺的角色；④包層和纖芯的折射率呈現(xiàn)出明顯的差異，表明它們在光學性能方面存在顯著的差異；光纖的保護可以得到更好地提升，只需施加涂層技術(shù)即可。

隨著光纖通信技術(shù)的廣泛應用，不難發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)的信息通信技術(shù)，先進的光纖通信技術(shù)具備著極為顯著的優(yōu)越性。

（1）具備出色的抗電磁干擾能力。電磁波本身存在一定程度的能量損耗和頻率衰減等問題，這一特點導致信號傳輸效率降低，進而影響了人們?nèi)粘９ぷ髋c生活質(zhì)量。當信號在傳播過程中受到電磁干擾時，通信技術(shù)的傳輸效果將受到嚴重的削弱。相較于傳統(tǒng)通信技術(shù)，光纖通信技術(shù)展現(xiàn)出了更為卓越的電磁干擾抵御能力。所以，通過將石英與光纖混合使用可以有效提升光纖通信技術(shù)的抗電磁干擾性能。在光纖制造中，石英具有相對較高的抗損性和絕緣性能，是一種不可或缺的材料。在石英材質(zhì)的影響下，光纖通信技術(shù)的電磁干擾抵抗能力得到了顯著的提升。由于光纖通信系統(tǒng)內(nèi)部沒有任何電氣線路連接，因此不會受到電磁場以及其他電磁干擾。光纖具有傳輸容量大、抗干擾能力強等優(yōu)點。因為光纖通信技術(shù)的廣泛應用，電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性得到了保障，從而滿足了用戶對于電力供應的需求。我國積極推廣光纖通信技術(shù)，充分利用其強大的抗電磁干擾能力，從而極大地拓展了光纖通信技術(shù)的應用范圍。

（2）傳輸容量大。光纖作為現(xiàn)代重要通訊工具，其自身具備著諸多優(yōu)勢。目前，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域應用較為廣泛的一項關(guān)鍵技術(shù)。為滿足人們對信息傳輸效率和質(zhì)量的需求，光纖通信技術(shù)被廣泛應用，以確保信息傳輸?shù)母咝院蜏蚀_性。光纖具有較高的損耗性能，能夠有效減少線路鋪設(shè)成本，光纖通信技術(shù)的廣泛應用，極大地擴展了信號頻帶得到，同時負載范圍也得到了顯著的擴大。光纖通信技術(shù)賦予了網(wǎng)絡架設(shè)多個中繼站的能力，從而提高了信號傳遞的靈活性。光纖通信技術(shù)在信號傳輸中扮演著至關(guān)重要的角色，它的重要性不言而喻，必須更加重視光纖通信技術(shù)的研究和應用，以確保其在未來的發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。

（3）安全性強。在信息傳遞的過程中，必須加強信息數(shù)據(jù)的安全性，以確保信息不會被遺漏或泄漏。光纖具有非常好的抗電磁干擾性能，同時還能保證較高的傳輸速率。光纖通信技術(shù)已然呈現(xiàn)于公眾視野之中，可以對電磁波和電磁輻射等干擾因素起到屏蔽的效果，被廣泛地應用在各種領(lǐng)域當中。光纖通信技術(shù)比傳統(tǒng)的通信技術(shù)有著更好的安全性，有助于保證安全傳遞數(shù)據(jù)信息。光纖通信技術(shù)能夠通過薄層將光信號吸收，避免受到外界其他信號的干擾，確保光信號能夠準確持續(xù)地傳播。此外，光纖通信技術(shù)還具有較好的保密性能，可以避免外界對自身信息造成影響。由于光纖通信有著較高的安全性，所以很多非法監(jiān)聽行為得到了阻止。電力企業(yè)通過在配網(wǎng)系統(tǒng)中應用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息傳輸保密性和完整性的顯著改善，從而保障信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（4）損耗少。目前使用的光器件主要是石英光纖。在電力傳輸領(lǐng)域，光纖通信技術(shù)以其低損耗的特性而備受青睞。因為石英材料本身就具有較好的光學特性和機械性能，所以其作為光纜原材料可以有效提高光纖損耗水平。在電力工業(yè)發(fā)展過程中，需要考慮到光纖損耗對其影響，而石英光纖損耗率一般小于20 dB/km。相較于石英光纖損耗率，其他材質(zhì)的電纜普遍表現(xiàn)出更高的損耗速率。通過使用光纜線路來進行電力傳輸是目前最常用的方式。

（5）所需材料充足。在現(xiàn)代社會中，信息傳輸主要依靠光纜和光纖來完成。相對于傳統(tǒng)通信技術(shù)而言，光纖通信技術(shù)具備材料豐富、成本低廉等應用優(yōu)勢。石英，作為光纖通信技術(shù)的主要材料，在我國得到了充分的應用，這不僅有助于降低通信成本，還可以將同通信效果的穩(wěn)定性提高。

2 光纖通信技術(shù)的應用

2.1 無保護組網(wǎng)的規(guī)劃

在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，若存在一座110 kV變電站和五個10 kV開閉站，則應采用鏈型網(wǎng)絡部署模式。在每個主干網(wǎng)上安裝一個子站，用于對各分場的開關(guān)量信號進行集中監(jiān)測和控制。OLT設(shè)備是變電站內(nèi)的一項重要設(shè)備，其主要負責的是監(jiān)控終端數(shù)據(jù)的收集整理，并且將整理結(jié)果傳輸?shù)娇傉尽?/p>

ONU設(shè)備主要借助無源分光器和主干線光纖連接，同時其作為獨立的設(shè)備設(shè)置于開閉站中，如果某個設(shè)備發(fā)生故障，那么其他設(shè)備可以依然正常運轉(zhuǎn)，避免相互影響。為了實現(xiàn)變電站和開閉站之間的通信溝通，可以采用48芯ADSS光纜或非金屬阻燃管道光纜，而網(wǎng)絡多級分路處理則需要使用非均勻分光器。然而，單鏈網(wǎng)絡組成的主干光纖難以有效實現(xiàn)網(wǎng)絡保護。

2.2 全線路保護組網(wǎng)規(guī)劃

工作人員可以以配電自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)做好星型主網(wǎng)的開閉位置的合理布設(shè)。根據(jù)配電自動化系統(tǒng)實施情況，對不同類型的配變進行相應改造后，實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。在建設(shè)配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)中，工作人員可以采用和鏈型結(jié)構(gòu)相一致的方法合理配置變電站的OLT設(shè)備。該方法可以實現(xiàn)對變電站內(nèi)所有線路終端及配變終端等進行集中監(jiān)控管理。通過采用雙PON口的方式，工作人員在OLT設(shè)備中接入ONU，將PON的作用充分發(fā)揮出來。

2.3 “手拉手”保護組網(wǎng)規(guī)劃

如果兩個變電站和五個開閉站中采用自動化系統(tǒng)，工作人員可以按照手拉手的模式進行主網(wǎng)保護，以確保通信線路的安全。采用該方案可以實現(xiàn)兩個變電站間信息共享和互操作，從而降低了繼電保護裝置配置難度。在實施具體的設(shè)置過程中，工作人員應合理地配置兩個變電站的OLT設(shè)備，借助ONU設(shè)備實時采集匯總所有終端數(shù)據(jù)信息，通過高效的通信實時檢測接口和主站運行情況。

2.4 架空地線復合光纜

在電力通信系統(tǒng)中，企業(yè)所用光纜多為鋁線、鋼芯、光纖等共同組成，常見三種類型的光纜為骨架式光纜、層絞式光纜和中心束管式光纜。三種光纜均有較好的力學性能和抗拉性。這種綜合光纜具有較高的機械強度、耐磨性和導電性，在電力系統(tǒng)中具有較好的應用效果，保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為擴大光纜的負載范圍和避免復合光纜材料構(gòu)成上的缺陷，需采用雙層保護套隔離紫外線照射光纜，使光纜達到架空效果，使其性能最大化。

2.5 光復用技術(shù)的應用

在光復用技術(shù)中，波分復用、頻分復用和光時分復用是重要組成內(nèi)容，其應用對實現(xiàn)光復用起著至關(guān)重要的作用。①WDM技術(shù)可實現(xiàn)同一條光纖路徑上的多個光載波發(fā)射，大大提高信號傳輸速率，并具有雙向信號傳輸特性。②可利用不同的光電頻率進行頻分多路復用以實現(xiàn)不同種類的信號的傳送，是一種有效的信號傳送方案。③利用光編碼多路復用技術(shù)，對信號進行編碼和解密，可以有效提高信號的傳輸速率，并保證傳輸過程的安全。

3 配網(wǎng)自動化中光纖通信技術(shù)的實踐應用

3.1 比較分析擴容與網(wǎng)絡規(guī)模

由于工業(yè)以太網(wǎng)具有成本低、可靠性高和易于實現(xiàn)等特點，因此非常適合用于電力自動化控制系統(tǒng)。該網(wǎng)絡架構(gòu)具有高度的靈活性和簡潔性，對于網(wǎng)絡規(guī)劃的要求并不苛刻，適用于各種不同的網(wǎng)絡架構(gòu)。為了將工業(yè)以太網(wǎng)進一步擴容，工作人員可以在其中加入光鏈路和新的交換設(shè)備，簡化了擴容工作。由于其傳輸距離遠超過EPON系統(tǒng)，因此其傳輸范圍也相應地擴大，帶寬需求比較大的情況下能滿足業(yè)務流量增長的要求。在控制組件環(huán)網(wǎng)以太網(wǎng)數(shù)量時，不應過度限制設(shè)備數(shù)量，以便于維護，建議控制以太網(wǎng)數(shù)量在50個以內(nèi)。

在進行擴容操作時，EPON系統(tǒng)需要進行光路器的更換，以實現(xiàn)分路器的增加，從而提高了分路器光的方向。由于光器件的數(shù)量較多，如果只考慮單個元件的話，會導致成本過高，同時也不便后期維護和管理。因此，工作人員在設(shè)計EPON系統(tǒng)中要做好光功率余量和光纖資源的預留，保證后續(xù)能夠更好地完成擴容工作，從而提高系統(tǒng)的性能和可靠性。為了提高傳輸效率，在新增的節(jié)點上設(shè)置了有源器件，并且可以對每個子模塊進行獨立操作，這樣就能使整個網(wǎng)絡具有更強的靈活性和擴展性。為確保網(wǎng)絡擴容，建議在新增節(jié)點上引入OMU和分光器。對于有源器件來說，因為其具有很好的性能，已經(jīng)廣泛運用到了各種場合之中。

3.2 對比分析業(yè)務安全接入情況

局域網(wǎng)是工業(yè)以太網(wǎng)操作的基礎(chǔ)，以太網(wǎng)本身不存在安全認證工作，通過借助局域網(wǎng)的認證功能有助于提高其使用的安全性。在具體應用中，系統(tǒng)通過802.1x協(xié)議對用戶的訪問進行限制。

在EPON中，各種機制被廣泛地應用于網(wǎng)絡、系統(tǒng)管理以及用戶體驗等各個方面。第一，在EPON系統(tǒng)中，每一個網(wǎng)絡節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)很難被其他網(wǎng)絡節(jié)點接收到，所以不能竊取上行鏈路信息。相反地，下行鏈路采用廣播模式，根據(jù)邏輯鏈路的識別，由ONU判斷是否接收。第二，針對加密數(shù)據(jù)處理，提出了三重加密計數(shù)法，OMU生成密鑰，并定期更新密鑰，保證了數(shù)據(jù)的安全可靠。第三，支持多種ONU身份驗證訪問，包括混合身份驗證，MAV身份驗證，LOID加密碼驗證，防止未經(jīng)身份驗證的ONU進入系統(tǒng)。第四，為用戶提供身份驗證服務，幫助用戶識別所關(guān)聯(lián)的端口；該系統(tǒng)還可以對用戶的身份信息和密鑰進行協(xié)商，從而保證通信的安全性。第五，保護性能。DHCP在IP/MAC保護方面發(fā)揮著重要作用。該系統(tǒng)能夠支持用戶上報，還能夠有效監(jiān)控認證工程，過濾掉系統(tǒng)中存在的危險因素，允許接入通過認證的源MAC和源IP，通過這種方式控制非法操作，避免違法分子的侵入。

4 發(fā)展趨勢

隨著科技的迅猛發(fā)展，我國的智能化技術(shù)水平不斷提升，并呈現(xiàn)出日益深入的趨勢。電力系統(tǒng)中應用了越來越多的技術(shù)，其中人工智能就是比較常見的一項。目前，電力系統(tǒng)已經(jīng)逐漸走向了信息化和數(shù)字化。在未來，電網(wǎng)會進一步加大智能化技術(shù)的應用，電力行業(yè)也會逐漸朝著智能化方向發(fā)展。智能電網(wǎng)是未來電力行業(yè)發(fā)展的主要趨勢，有助于配網(wǎng)發(fā)展水平的提升，供電可靠性的優(yōu)化。在智能電網(wǎng)不斷發(fā)展的同時，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理等方面會進一步加大數(shù)字化和自動化技術(shù)的應用，這就要求配網(wǎng)工作人員能夠不斷學習和掌握先進科學技術(shù)，從而有效解決傳統(tǒng)配網(wǎng)工作中所面臨的一系列難題，實現(xiàn)智能化管理。數(shù)字化時代下，自動化運行的局限性在于，一旦技術(shù)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就會對配網(wǎng)的運營和發(fā)展造成極其嚴重的負面影響。這是因為數(shù)字化、自動化技術(shù)的應用是建立在人工操作基礎(chǔ)之上的，如果沒有良好的技術(shù)支持和維護手段，那么很可能會導致一些事故發(fā)生。因此，研究人員應積極探索數(shù)字化和自動化技術(shù)，以提升其發(fā)展水平，從而為智能配網(wǎng)的穩(wěn)定運行奠定堅實基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

電力企業(yè)想要保證為用戶提供優(yōu)質(zhì)、可靠、穩(wěn)定的電能，就要合理利用通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)有著較高的安全性和傳輸穩(wěn)定性，已經(jīng)得到了廣泛的應用。通過對光纖通信技術(shù)進行合理利用，能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。目前，積極采用光纖通信技術(shù)，加強電力系統(tǒng)的自動化調(diào)度，以提升電網(wǎng)的運行效能，已成為當務之急。