关于继电保护中光纤通信通道异常的分析

关于继电保护中光纤通信通道异常的分析
关于继电保护中光纤通信通道异常的分析

关于继电保护中光纤通信通道异常的分析

发表时间:2017-10-23T18:50:50.433Z 来源:《电力设备》2017年第17期作者:汪冬亮

[导读] 摘要:光纤通信技术在电力系统继电保护领域中的应用也越来越广泛,用光纤通道也成为信息传输的主要通道和手段,具有运行可靠性高、抗电磁干扰能力强、传输容量大等诸多特点。本文首先探讨了光纤通道与光纤保护装置的配合方式,同时,就光纤保护实际应用中存在的问题展开了深入的探讨,具有一定的参考价值。

(国网江苏省电力公司泰州供电公司江苏泰州 225300)

摘要:光纤通信技术在电力系统继电保护领域中的应用也越来越广泛,用光纤通道也成为信息传输的主要通道和手段,具有运行可靠性高、抗电磁干扰能力强、传输容量大等诸多特点。本文首先探讨了光纤通道与光纤保护装置的配合方式,同时,就光纤保护实际应用中存在的问题展开了深入的探讨,具有一定的参考价值。

关键词:继电保护;光纤通信;通道异常

引言

光纤传输优势在于带宽,量大,抗干扰强,以及质量好。因此在继电保护中经常用到,可以提高保护措施的质量。利用光纤进行继电保护主要有:(1)电气参数的传递;(2)故障位置信息传递。基于光纤的继电保护的基本要求是无错误操作,以及拒动频率尽量低。现在的光纤通信还不能做到零失误,并且光纤运用的越多,时间越长,许多问题也开始慢慢显露出来,需要引起重视,尽快研究出相应的解决措施。

1 电力系统继电保护对光纤通信通道的基本要求

1.1 光纤保护的分类和主要内容

光纤通信运用在电力系统继电保护中主要分为以下两类。第一,光纤保护主要就是为传送电气物理量信息的一种光纤纵联差动保护装置。第二,主要用来传送故障元件的信息的一种纵联方向保护与纵联距离保护装置。线路的纵联距离保护装置主要传送的是线路故障方向和地址码,且都是逻辑信号,内容较为单一。而纵差保护装置则是传送三相电流相量、地址码以及通信时标。

1.2 继电保护对于光纤通道延迟的要求

对于电力系统的继电保护来说,相关的标准对于继电保护动作发生的具体时间有一定的要求。继电保护的“四性”给出了各种保护方案中传递信息的最大允许时间,其中纵联保护对故障发生时的位置判断只与电气信号的值有关,时间长短与光纤通道的延迟无关。但在对故障发生地点的判断上是基于本侧的电气信息进行分析的,当得出故障发生在本侧时还要分析故障的方向。其次,纵联保护是根据相关的信息来分析故障发生在对侧的方向,只有保障两条分析都在同一方向时,才能确定故障发生的区域。由此可见,电力系统的继电保护时间就纵联保护来说是有叠加现象的。而就纵差保护来说,光纤延迟对继电保护的相应时间也分为两个因素。一方面,在继电保护系统对电气信息进行分析和计算的过程中,当发现电流并不等于两侧电流的总和时,实际上接收到的是对边电流与同一时刻本侧电流的和。另一方面,在本侧发生保护动作前,不仅需要本侧的差动数据满足,更需要对侧的数据保障,以避免突然断线引起的错误动作,从而影响电力系统运行。

1.3 专用光纤通信方式

对于电力系统来说,利用光纤通信需要为继电保护装置敷设专用的光纤通道,并且在此通道中只允许传输继电保护信息。因光的收、发接口工作距离限制和敷设的光缆成本的限制,用于继电保护装置的通信距离通常在100km以内。专用通道由光缆中断箱直接接入继电保护设备的光收发口,省去了复杂的中间环节,不需要其他的专业设备,就能实现简单、可靠的信息传输,管理起来也比较方便,因此被逐渐运用到了电力系统继电保护系统中。

2 光纤通信技术在继电保护中的应用优势

2.1 抗干扰能力强

光信号的特点之一,就是可以在系统有故障时避免电磁方面出现的干扰,有很好的防止雷电效果,所以,光纤通道通常使用在继电保护通道当中。

2.2 误码率低

由于传输质量很高,所以误码率低,通常在10%以下。通道一般所要求的“透明度”是继电保护常要求的,而这种特点让光纤通道十分好的满足。就是由发端保护装置来发送信息,然后经过通道传输之后送到收端,使发端的原始发送信息与收端的保护装置所见的信息完全相同,任何东西都不增不减。

2.3 传输的信息量大

光的频率高,所以频带宽,传输的信息量大。此特点让线路两端保护装置交换的信息量增大,因此让继电保护动作的可靠和正确性性大大提高。电力常用光缆一般是ADSS和OPGW。ADSS虽然施工方便,但是存在电腐蚀的问题,挂点选择困难,防火性能差,OPGW光缆虽然造价较高,可以兼作继电保护通道。

3、通信异常对继电保护的影响

输送电线或响应终端异常运行,会给SDH输送网络的正常工作带来不同程度的影响,通常表现为线路交互错位和线路错误率提高两个方面。要想避免上述不良影响发生,有必要对线路进行整改。下文分别从线路交互错位、误码和2M线路时限三个方式入手探讨线路的合理设置。

3.1 线路交互错位的影响

当光线线路出现非致命性故障时,线路可以根据自身所具有的功能进行检查并修复,通常我们把这种网络叫做可自愈网络。采用线路交互错位方式的情况下,当主线路发生故障需要检修时,系统会自动将负荷调整至备用线路上,由备用线路负责数据的传输,待主线路修复完毕后再重新调整至原始状态。双向线路自动调整示意图如图1所示。

3.2 M线路时限参数选择的影响

正如前文所述,SDH输送网络具有很多其他网络所无法比拟的优势,但在实际应用中不能参照该网络系统中PDH分支线路的输出信号

浅谈光纤通信技术的发展及其应用

浅谈光纤通信技术的发展及其应用 发表时间:2016-11-02T16:56:20.480Z 来源:《基层建设》2016年14期作者:张运器 [导读] 摘要:随着社会的发展和时代的进步,我国的综合国力逐渐增强,人们对通信的技术和质量也有了更高的要求。 广州市奇成通信技术服务有限公司 摘要:随着社会的发展和时代的进步,我国的综合国力逐渐增强,人们对通信的技术和质量也有了更高的要求。光纤通信作为新兴技术被广泛的应用在各国各行业的科技领域中,尤其是在电信网络中起着不可忽视的作用,在我国的通信行业中,光纤通信技术占据着主要的作用。光纤通信技术不仅能在通信主干路中得到应用,还能在电力通信的控制系统中得到应用,对工业进行控制和检测,为通信行业带来了很大的积极作用,为通信行业的发展和进步奠定了基础。 关键词:光纤通信技术;发展趋势;通信行业;应用 虽然光纤通信技术被广泛的应用在各国的通信行业中,但是光纤通信技术的使用历史并不是很长,早在二十世纪就有科学家对光纤通信进行了探索,但由于极高的造价导致研究不得不中断。光纤通信技术使通信行业得到了前所未有的发展,现阶段光纤通信的技术取得了得到了很大的提高,不断得到补充的新技术使我国通信行业的能力得到了极大的提高,使全国的大部分地区都实现了光纤通信技术的应用。只有良好的利用光纤通信,不断的提高光纤通信的技术才能使我国的通信行业得到长足的发展。 一、光纤通信的特点 光纤通信能够获得广泛的应用和发展主要是因为其具有多方面的特点,从而得到了更多人们和行业的重视。第一,光纤通信拥有很宽的传输频带,使通信的容量大大增加。和铜线、电缆等传输方式相比,光纤通信的带宽很大,现阶段我国还使用了密集波分复用的技术,此技术也使光纤的传输容量得到了极大提高。第二,拥有较长的中继距离,光纤通信的损耗很小,这个特点在传统的微波传输中难以得到体现。在较长的传输线路中,能够有效的将中继站数量控制在最小,使传输的成本得以降低。第三,拥有较好的保密性能并伴有强大的抗干扰能力。在进行光纤传输时,光波导结构会使光信号得到很好的限制,即使在特殊的地区渗漏的光波量也极小,使信号得到更好的保护。第四,光纤通信具有极高的传输质量。在外界环境等因素改变时,光纤通信不会受其影响,拥有很强的适应能力,使传输的信号以高质量被传输到需要的地方。第五,有效的节约了成本。制作光纤的原材料是石英玻璃,基础材料则为二氧化硅,这种原材料的价格较低,我国拥有丰富的原材料,使用这种材料能有效的节约金属的使用量,有效的节约了成本。第六,使用较灵活。光纤拥有很轻的重量,而且规格比较小,在进行光纤维护和施工时,传输和铺设都及其方便,并且能够在水底和架空时进行铺设。 二、光纤通信技术的发展 (一)由光入网的发展趋势 在我国光纤通信技术的发展过程中,由光入网一直是一个难题的,但在今后的光纤通信技术发展正,由光入网是其必须实现的发展趋势。通过技术的发展,由光入网趋势将在我国光纤通信技术中得以实现,将会成为网络中不可缺少的一项环节,由光入网将使通信行业实现网络化和智能化。另外,我国还有很多使用铜线进行通信的现象,铜线和光纤相比还存在很大的技术反差。在这种现在存在的同时,接入网络就显得尤为重要,是我国通信行业得到真正发展的一个非常重要的节点。通过实现光纤的接入网能使存在的问题得以解决。除了这种情况以外,还要适当的使各地的节点和与网络结构的适应度得到减少,这样能在一定程度上扩大覆盖率,从而使故障率和维修产生的费用都得到相应的减少。 (二)光纤通信技术的新一代光纤 由于社会的不断进步和发展,各行业都得到了不同程度的提高,业务量等数据都在不断的增长。电信网络也跟随着这一形式向下一个光纤通信技术的方向不断努力,这一新技术要遵循着可持续发展的目标。要想真正实现新一代的光纤技术就要拥有超大容量的光缆,光缆的组成为逛到纤维。大容量的光缆和传统的光缆相比具有很多的优点,不仅能够适应网络业务的超长距离,还要拥有良好的稳定性。根据这种要求,我国通信行业的技术人员已经研发出了新型的光纤,光纤具有不同的型号,例如,G.655光纤和全波光纤等。这样的光纤能够适合干线网和城域网的不同需要,根据不同需要制定不同的光纤,更有效的促进了其传输质量和速度,使光纤通信技术得到了真正的提高和发展。 (三)实现波分复用系统 在我国的通信行业中,传统的手段是利用电分复用系统对信号进行传输,随着时代的进步,这种传统的方法已经不能适应人们的需求,逐渐的对电分复用系统进行取代,波分复用系统将会得到人们的广泛应用。虽然波分复用系统得到了应用,但还是存在很多的问题。在进行200纳米光纤进行宽带传输时,利用率会极其低,使用了波分复用系统能有效的解决此类问题的发生,它能将很多个不同的波长使用同一时间进行同时传输,这样就使传输的容量得到提高。实现波分复用系统的优点具体表现在以下几个方面:第一,波分复用能有效的对信号功率和徐律进行脱钩处理,使通信不再受到传统关节点的影响。第二,波分复用系统能和光纤进行配合使用,从而使光纤的传输效率得到很大的提高,增加了资源的利用率。第三,运用波分复用系统能够节省大量的光纤,同时也使通信所产生的成本得到了减少。 三、光纤通信技术的应用 (一)光纤通信技术在电力通信行业中的应用 电力通信主要是要实现电网的商业化、现代化和自动化,电力通信是安全系统和自动化系统进行稳定工作的基础和前提,电力通信能够实现电力市场的现代化管理和运营商业化,为电力市场提供了很多的技术保障和支持。光纤通信技术在电力通信领域有着很大的应用,起初只是提供了传统的管道、架空和地埋等技术方法,对普通的电缆进行铺设这样能使电信部门的光纤通信网络逐渐实现系统化。随着光纤技术的不断进步和发展,光纤通信能够实现信号的大容量传输且损耗非常小,根据这种特点被电力通信部门应用,并受到了业界的一直好评。 (二)光纤通信技术在智能交通领域的应用 交通管理在我国越来越受到重视,智能交通的目的就是将交通管理和运营等方面的工作进行信息化管理,其核心的内容则是信息采集、信息的传输和信息的处理,通过对信息的综合运用能使交通系统实现准确且高效的运输管理体制。在智能交通中应用光纤通信技术主要是实现收费联网和监控等各录像数据和信息的传递,使交通系统更加稳定的运行,为公路等交通的安全和通常奠定了基础,进一步促进

光纤通信技术概述解析

3.3 光纤通信技术 一、光纤通信系统概述及基本结构 光纤通信系统是以光纤为传输媒介, 光波为载波的通信系统。主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成, 其基本结构原理如图所示。 系统中还包含了一些互联和光信号处理部件, 如光纤连接器、隔离器、光开关等。图中电端机和光端机均包括发送和接收两部分, 两者合起来构成发送器和接收器。其中发送光端机是将电信号变换成光信号,接收光端机则是将光信号转换成电信号。 1、发送器 发送器由发送光端机和电端机构成, 其核心是一个光源。光源的主要功能就是将一个信息信号从电子格式转换为光格式。今天的光纤通信系统采用发光二极管或激光二极管作为光源。两者都是小型的半导体

设备, 可以有效地将电信号转换为光信号。LD 输出的光功率较大, 谱线窄, 一般适合长距离、大容量的通信系统, 但其寿命较短, 价格高; LED 光源发出的光功率较小, 光谱线较宽, 调制速率较低, 输出线性好, 寿命长, 成本低, 适用于短距离和中小容量的系统。它们需要与电源相连并且需要调制电路。 2、光纤 光纤通信系统中的传输介质是光纤。光纤通信系统中发送器端的光信息信号就是通过光纤传送到接收器端的。实际上, 同任何其他通信链路一样, 光纤提供发送器和接收器间的连接。同时, 光纤对光信号进行传导, 就像铜线和同轴线传导电信号一样。它大概和人的头发的粗细相同, 为了保护非常脆弱的光纤, 使其不受恶劣的外部环境和机械的损害, 通常将光纤封装在特定的结构中。裸露的光纤包上保护膜后封装到其他几层中, 所有这些就构成了光纤光缆。 3、接收器 接收器由接收光端机和电端机构成。接收光端机的主要部分包括光检测器、放大器、均衡器、判决器、自动增益控制电路和时钟电路。其中光检测器是接收光端机的核心, 光检测器的主要功能就是把光信息信号转换回电信号( 光电流) 。光纤通信系统中的光检测器主要有PIN 二极管、雪崩光电二极管( APD) 。APD 比PIN 更灵敏, 而且对外部放大功能要求更低。A PD 的缺点是具有相对较长的渡越时间以及由于雪崩放大造成的附加内部噪声。 4、光中继器

光纤通信课程设计

湖南工业大学 课程设计 资料袋 计算机与通信学院(系、部)2013 ~ 2014 学年第 2 学期课程名称数字光纤通信指导教师刘丰年职称副教授学生姓名专业班级学号 题目图像、声音的光纤传输系统 成绩起止日期2014 年05月16 日~2014年05月22 日 目录清单

湖南工业大学 课程设计任务书 2013—2014学年第2学期 计算机与通信学院通信工程专业班级课程名称:数字光纤通信 设计题目:图像、声音的光纤传输系统 完成期限:自 2014 年 5 月 16日至 2014 年5月22 日共 1 周 指导教师(签字):年月日 系(教研室)主任(签字):年月日

数字光纤通信 设计说明书 声音、图像光纤传输系统 起止日期: 2014年 05 月 16 日至 2014年 05 月 22 日 学生姓名 班级 学号 成绩 指导教师(签字) 计算机与通信学院 2014年 05 月 22 日

指导教师(签字):年月日系(教研室)主任(签字):年月日

图像、声音光纤传输系统 一、设计原理 1、GT-RC-II 型光纤通信实验系统简介: (1)、电源模块:提供实验箱各模块电源。 (2)、1310nm光发送模块:实现模拟信号、数字信号在1310nm光发送机中的光传输及自动光功率控制功能(采用电路来实现)。 (3) 1550nm光发送模块:实现模拟信号、数字信号在1550nm光发送机中的光传输及自动光功率控制功能(采用专用芯片来实现)。 (4) 1310nm光接收模块:实现1310nm光纤传输信号的接收,实现接收信号光电转换,滤波及放大,将其恢复为标准的电脉冲数据信号。 (5)1550nm光接收模块:实现1550nm光纤传输信号的接收,实现接收信号光电转换,滤波及放大,将其恢复为标准的电脉冲数据信号。 实验系统主要由光发模块、光收模块、光无源器件和辅助通信模块等组成。光发端机完成将电信号直接调制至光载波上去,采用强度调制(IM);光接收机完成光信号的解调,采用直接检测(DD),属于非相干解调。光载波由半导体光源产生,由半导体光检测器将光信号转换成电信号从而达到传输信号的目的。 2、模拟光纤通信系统的结构 模拟基带直接光强调制(DIM)光纤传输系统由光发射机(光源通常为发光二极管)、光纤线路和光接收机(光检测器)组成,这种系统的方框图如图1所示。 图1 模拟光纤通信系统由以下五个部分组成: (1)光发送机:光发送机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调

输电线路纵联保护中光纤通信的应用

输电线路纵联保护中光纤通信的应用 发表时间:2018-08-16T16:49:38.460Z 来源:《电力设备》2018年第13期作者:胡念恩 [导读] 摘要:为了在电网或者电气设备发生故障,或出现影响电网正常运行的异常情况时能及时切除故障,消除异常情况,保证电网的正常运行,就需要电力系统继电保护与安全自动装置发挥作用。 (西北民族大学电气工程学院甘肃兰州 730124) 摘要:为了在电网或者电气设备发生故障,或出现影响电网正常运行的异常情况时能及时切除故障,消除异常情况,保证电网的正常运行,就需要电力系统继电保护与安全自动装置发挥作用。因此本文主要介绍继电保护中的输电线路纵联保护中光纤通信的应用。 关键词:输电线路纵联保护;信息交换;光纤通信 1.输电线路纵联保护 1.1纵联保护的概念 电力系统的稳定运行与国民的生产生活有着密不可分的关系,为保证电力系统的正常运行,就需要加装电力系统继电保护装置,目前在输电线路中运用最多的是纵联保护。研究和实践表明,利用线路两侧的电气量可以快速、可靠地区分本线路内部任意点短路与外部短路,达到有选择、快速地切除全线路任意点短路的目的。为此需要将线路一侧电气量信息传到另一侧去,安装于线路两侧的保护对两侧的电气量同时比较、联合工作,也就是说在线路两侧之间发生纵向的联系,以这种方式构成的保护称之为输电线路的纵联保护[1]。 输电线路纵联保护一般构成如图1所示。图中TV为电压互感器,TA为电流互感器,它们分别获取本端的电压、电流,两端的保护根据不同的保护原理分别从中提取用来比较的电气量特征,通过通信设备将本端电气量特征传送到对端,并接收来自对端的电气量特征,将两端的电气量特征进行比较,如果满足动作条件则本端断路器跳开,并发送信号告知对端;若不符合动作条件则不会动作。 图1输电线路纵联保护结构框图 1.2输电线路纵联保护两侧信息的交换 在电力系统中输电线路的纵联保护需要相应通道和通信设备进行信息交换与传递,目前常用的通信方式有:导引线通信、电力线路载波通信、微波通信、光纤通信,利用以上通信方式构成的保护分为导引线纵联保护、电力线路载波纵联保护、微波纵联保护、光纤纵联保护[2]。 2.光纤通信 光纤通道由于其在性能和经济上的优势,逐渐成为目前在输电线路纵联保护中最常用的通信通道。 2.1光纤通信的组成 在这里以点对点单向光纤通信系统为例,图2是示意图。 图2 单向点对点光纤通信系统 2.1.1光发射机 使用光发射机可以把电信号转变为光信号进行传输。光发射机也称光发送器,包含电调制器和光调制器。一般是由铝石钕榴石激光器或砷镓铝二极管或者砷化镓发光二极管构成。发光二极管的寿命很长,能达到百万小时左右,所以是简单便宜但又可靠的光电转换元件。 2.1.2光纤 光导纤维简称光纤,是一种由玻璃或塑料制成的纤维。主要是由保护和加强光纤机械强度的包层和传输光信号的光芯组成。因其具有抗干扰能力强、节约金属材料、不易受潮、通道容量大、无感应性能等特点,所以被广泛应用于通信方面。 2.1.3中继器 信号经过光纤传输后会有一定程度的衰减,这个时候就需要用中继器对衰减信号进行放大。常用的中继器有全光中继器和光-电-光中继器,可以根据不同的需求选择相应的继电器对信号进行处理。 2.1.4光接收机 通过光纤传过来的是光信号,光接收机对接收到的光信号进行处理,将光信号转变成电信号,通常是由接收光信号的光探测器和处理信号的电解调节器组成。 2.2 继电保护中光纤通信的应用方式 光芯通信在继电保护中的通信方式主要有专用光纤通信方式和复用光纤通信方式。 2.2.1专用光纤通信方式 在继电保护光纤通信中有一种专门负责传输继电保护信息,不传输其他信息的通道,这种传输方式称为专用光纤通信方式。这种通信方式使用的光纤的光芯经过融纤技术的处理,直接连接继电保护设备的接口,没有经过任何其它中间设备,保证了其通信的可靠性。因此这种通信方式具有简单可靠、便于管理等特点。但是这种方式受到光的接发距离和敷设专用光纤费用等因素的限制,其通信距离通常限于

继电保护中光纤通信技术应用

继电保护中光纤通信技术应用 发表时间:2017-06-28T17:15:09.173Z 来源:《电力设备》2017年第7期作者:余章和翔宇[导读] 摘要:随着社会的发展和时代的进步,我国的社会主义现代化建设取得了非常优异的成绩,在社会建设和发展的各个方面取得了较大的成功和改革。 (云南电网责任有限公司昆明供电局 650000) 摘要:随着社会的发展和时代的进步,我国的社会主义现代化建设取得了非常优异的成绩,在社会建设和发展的各个方面取得了较大的成功和改革。其中电力是人们正常生活和工作必不可少的成分,随着社会的发展呈现出越来越重要的作用。我国一直致力于现代化电网事业的建设,希望可以更大程度地保障人们的工作和社会的发展,近年来,人们将光纤技术普遍用到继电保护中去,为我国电力事业的发展作出了巨大的贡献,但是在光纤技术的运用中还存在许多问题,本文就关于这些问题作了一些分析。 关键词:继电保护;光纤技术;应用分析 前言:光纤技术作为一种新兴的现代化技术,在我国的继电保护领域中发挥着越来越重要的作用。在现在的电力工作系统中,光钎已经成为了继电保护的通道介质,并且经过人们长时间的探索和研究不怕超高压和雷电电磁的干扰,随着电力光纤系统的逐步建设和完善,存在对电厂绝缘、耗能较低等优点。目前看来,光纤通道运行可靠并且传输容量大,存在着许多先进的技术特点,越来越被人们关注和喜爱,人们为了提高工作的效率和生活水平,逐渐地将光纤通道技术作为信息传输的主要通道和手段运用到各行各业的建设和发展中去。 一、光纤技术的工作原理 由于光纤技术自身的专业性,人们对于它的了解并不是很深,但是人类的正常生活和工作离不开电力系统的保障,因此人们近年来越来越关注高新技术在继电保护中的实施和作用,并且随着我国现代化事业的建设,各行各业都加快了发展的脚步,也对我国电力系统的建立和完善提出了较高的水准和要求,因此如何科学合理地使用光纤技术,如何加大研究的力度、改革和创新这一技术成为了人们面临的主要问题。 1 光纤的结构和分类 光纤技术其实就是光导纤维技术的简称,是我国电力系统中的重要组成部分,就是经过人们的研究和开发使电力纤维性能可以通过光波导来对信号进行传输和应用,具有通信容量大、通信质量高、应用范围广并且便于操作和日常管理等特点。其中本文讲述的是继电保护中所需要的光纤技术,也就是俗称的通信光纤。通常由纤芯和包层两部分来构成,光纤可以分为单模光纤和多模光纤,其中现在继电保护中运用最多的是单模光纤,具有较强的稳定性。 2 继电保护中光纤技术的特点 在目前电力行业的发展中,继电保护所要采取的光纤技术需要进行大量的消耗值,并且需要根据不同波长的光信号来确定实际所要进行的消耗。经过了大量的研究和分析,我们发现在各种模式中,单模光纤的传输消耗最小,这也是为什么现在继电保护中普遍存在着应用单模光纤的原因。 3 光纤技术的发展趋势 对目前电力发展中继电保护工作来说,所选用光纤技术的可靠性和稳定性是人们普遍关注和研究的问题,并且随着我国各行各业建设的需要,当前的发展现状势必不能满足之后的生产需要,因此对于继电保护中电力光纤技术的运用还有待研究和开发。 二、光纤保护应用存在的问题 1 首先我们进行的是施工问题的研究,作为继电保护中重要的技术和组成部分,光纤通道一定要保证绝对的安全性稳定性。在进行施工的过程中,光缆需要经过多个环节,如转换端子箱、光缆机、电缆层和高压线路的连接环节,光纤技术的施工工艺复杂,对施工人员的专业技术和施工质量要求较高,如果在施工过程或者测试中存在一点误差,将会不利于全网继电保护的稳定运行。 2 通道双重化问题也是目前继电保护中光纤技术应用存在的主要问题,在近些年的光纤技术研究和开发中一直限制继电保护进行大规模的推广和应用。光纤保护的应用主要适用于在220KV以上的电网,但是如果电网在220KV以上,则需要对线路实施双重通道保护。但我国目前的光纤技术来说,单模光纤运用较多,因此通道双重化的问题一直限制着我国光纤技术的开发和推广。依照目前我国光纤技术的发展现状来说,尚未形成比较完备的光纤网络环网体系,因此无法满足大规模推行通道双重保护。 3 光纤保护管理界面的划分问题也是相关专业人士一直研究的主要问题,近年来,随着社会发展和科学进步,人们的工作和生活越来越离不开电力,电力的发展与通信之间有着日益紧密的联系。就目前的光纤技术发展来说,继电保护的工作无法和通信专业管理界面进行明确的管理页面划分,不利于对独立纤芯的保护。 三、光纤技术在继电保护中的应用方式 光纤应用技术经过近年来的不断探索和不断创新,已经取得了较大规模的发展和改革,越来越适应于现代化建设的需要,在当前的电力系统和通信系统中发挥的作用越来越明显,人们对于光纤通道技术自身的优势不断开发,并且通过光纤技术的应用为我国电力发展中线路保护问题提供了比较丰富的光纤通道资源,主要有以下几种方式。 1 专用光纤通道 专用光纤通道就是指使用专用的光缆或者专用的纤芯为我国电力行业中继电保护提供帮助,实际上就是通过对于光纤技术的应用,实现将两个变电站之间的保护设备连接在一起的作用。通常的光纤数量为两根,一根用于发送数据信息,那么相对的另外一根可以进行接收信息数据的工作。在继电保护中,光纤技术通常采用半导体光源,但是半导体光源发光功率很小,并且很容易受到光传输的影响,如果人们想要进行长距离通信的话,可能会会造成通信质量的问题。对于光缆的长度也有限制,如果进行长距离的通信,则保证光缆的长度一定要在30千米的范围。 2 复用光纤通道 针对光纤专用通道无法进行长距离通信的问题,人们又在对过去的技术以及经验进行了反思与总结之后,进行了大量的改革与探索,并且发展出了复用光纤通道。复用光纤通道的发明以及应用有效地缓解了无法进行长距离信号传输的问题。在复用纤维通道的应用中,人们通过2M接口对数字网络进行连接,并且可以达到电路自由切换的程度。

光纤通信技术论文

光纤通信技术论文 论光纤通信技术的特点和发展趋势 摘要:光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到十分重要的作用。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及发展趋势。 关键词:光纤通信技术特点发展趋势接入技术 引言 近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时,随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势,现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈,成为发展宽带综合业务数字网的障碍。 1.光纤通信技术定义 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤

通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的中绕非常小,光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。 2.光纤通信技术的特点 2.1 频带极宽,通信容量大。 光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量,密集波分复用技术就能解决这个问题。 2.2 损耗低,中继距离长。 目前,实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤;此类光纤损耗可低于0.20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低,因此,由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。 2.3 抗电磁干扰能力强。

高速光纤通信技术研究论文.

高速光纤通信技术研究论文 2018-12-12 摘要:本文首先简要分析了高速光纤通信技术;然后分析了高速光纤通信系统的损伤问题;其次重点针对色散问题进行相关补偿技术分析;最后为相关研究指明了方向。 关键词:高速;光纤通信技术;损伤;补偿技术 近年来,光纤通信在我们的日常生活中运用越来越普遍,人们在实际应用中关注最多的还是质量问题,对通讯质量提出了很高的要求。高速光纤通讯技术凭借其信息容量大、传播速率高等特征在行业中得到了广泛应用,并且在发展中取得了显著成果。然后在高速光纤通信的传播过程中,也存在着诸多的损伤问题。针对问题来研究分析相关补偿技术具有重要的理论意义。 1高速光纤通信技术的分析 1.1光纤通信的基本原理 光纤的全称是光导纤维,其通信原理是首先将调制好的电信号通过光电转换模块转换为光信号之后,通过光波传输信息。不是单根光纤传输信息,而是许多根光纤聚集以光缆的形式来进行信息传输[1]。光纤通信系统的组成框图如图1所示。从图中可以看出,电信号通过光发射机、光纤接口、中继器、光接收机这三个模块,从而形成光纤通信系统;当数据需要通过光纤通信系统来进行数据传输时,首选需要将电信号转换为光信号,这个转换过程是在光发射机内进行的。光发射机内部主要是由光源和调制模块这两大部分组成,调制模块将电信号转换成光信号,再通过光源模块以光信号的形式发射出去。光纤接口主要是指物理接口即光电转换模块与光纤直接的接口,例如LC、FC、ST、SC等接口,由于光信号在传输的过程中存在衰减,中继器可以通过对光信号的重发或者转发,从而扩大整个通信系统的传输的距离。光接收机主要是完成光电信号的转换,光接收机内部包括光检测器、放大器、信号恢复这两个部分,光检测器主要是对接收到的光信号强度来进行检测,然后转换为电信号,放大器是对光检测器输出的电信号进行放大,信号恢复是对放大后的信号进行恢复成发送之前对应的逻辑1和0,信号恢复后的信号输出电信号给后级数字信号处理系统进行处理[2]。 1.2光纤通信的特征 光纤通信具有频带宽,传输容量大,损耗低,中继距离比较长,抗电磁干扰,安全性能高等特征。光纤通信的频带宽,可以传输宽频带的信息;光纤的损耗低,所以能实现长距离中继,主要适用于干线、长途网络;光纤通信不受外界电磁的影响,在抗电磁干扰方面具有显著的优势;光纤在传输过程中,密

光纤通信实验报告2012301200003

武汉大学电工电子信息学院实验报告 电子信息学院通信工程专业2015年 9 月17日 实验名称光纤通信的光传输指导教师易本顺 姓名徐佑宇年级2012级学号2012301200003成绩 一、预习部分 1.实验目的 2.实验基本原理 3.主要仪器设备(含必要的元器件、工具) 一、实验目的 1、通过光传输系统课程设计使学生熟悉常见的几种传输网络的特点及应用场 合; 2、了解ZXMP S325的具体硬件结构,加深对于光传输的理解; 3、掌握 ZXMP S325 的组网过程以及网管工具的使用,培养学生在传输组网工 程方面的实际应用技能。 二、实验设备 1、SDH设备:ZXMP S325; 2、实验用维护终端 三、实验原理 SDH技术是目前通信网络的主流技术,它以其突出的技术优势为网络提供优质、高效、可靠的通信业务,能够满足带宽数据及图像视频等多业务的传输需求,自愈功能强。 1、光传输原理及优势 SDH 全称同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy), SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型特性,提供了一个国际支持框架,在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。这种传输网易于扩展,适于新电信业务的开展,并且使不同厂家生产的设备互通成为可能,这正是网络建设者长期以来追求的目标。 其优势主要体现在以下几个方面: (1)接口方面 ·电接口:STM-1是SDH的第一个等级,又叫基本传输模块,比特率为155.520Mb/s,STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块,比特率是STM-1的N倍(N=4n=1,4,16...)·光接口:仅对电信号扰码,光口信号码型是加扰的NRZ码,采用世界统一的7级扰码。 (2)复用方式 低速SDH信号以字节间插方式复用进高速SDH帧结构中,位置均匀、有规律,是可预见的

《光纤通信技术》复习题答案

《光纤通信技术》复习题 一.基本概念 1.什么样的电磁波叫做“光”?目前的光纤通信用的是什么光?波长是多少? 答:光是一种电磁波,光频为10E14HZ量级,波长为μm 量级。可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。即在电磁波近红外区段。 2.光纤通信的特点? 答:一、传输频带宽,通信容量大 二、传输损耗低,中继距离长 三、不怕电磁干扰 四、保密性好,无串音干扰 五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输 六、节约有色金属和原材料 七、抗腐蚀性能好 3.光纤的NA和LNA各是什么意义?什么是光线模式的分立性? 答:入射最大角称为孔径角,其正弦值称为光纤的数值孔径。数值孔径表示光纤采光能力的大小。 在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的,折射率越大的位置接收入射光的能力越强。为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力,取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ,并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。 光是有一定波长的,将光线分解为沿轴向和径向的两个分量,传输光波长λ也被分为λZ和λr。沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间(有限空间)往返传输,根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍,而空间长度已由光纤结构所确定,所以径向波长分量λr不能随意了,从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化,即光线模式的分立性。 4.什么是光纤的色散?光纤的色散分为哪几种?在单模光纤中有哪些色散? 答:脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。分为模间色散和模内色散。模内色散又分为材料色散和波导色散。多模光纤:模式色散和材料色散;单模光纤:材料色散和波导色散。 5.归一化频率V和截止频率VC各如何定义?有何区别和联系? 答:归一化频率见书28页,截止频率见27页。实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。

继电保护光纤通道管理规定

500kV系统继电保护光纤通道管理规定 一.总则 1.为加强继电保护光纤通道管理,进一步提高继电保护光纤通道可靠性,制定本规定。 2.本规定主要依据《继电保护和安全自动装置技术规程》(GB/T 14285-2006)、《线路保护及辅助装置标准化设计规范》(Q/GDW 161-2007)、《继电保护和电网安全自动装置检验规程》(DL/T 995—2006)和《光纤通道传输继电保护信息通用技术条件》等制定。 3.本规定适用于500kV继电保护光纤通道的调度、设计、基建、运行维护等。220千伏及以下系统可参照执行。 二.专业管理职责划分 1.专用纤芯方式 1.1保护用光纤直接由龙门架接续盒引出到线路保护装置的,接续盒至保护装置的光缆由继电保护专业负责维护。通信专业协助进行光纤的测试及熔接工作。 1.2保护用光纤由通信机房光配线架(ODF)引出到线路保护装置的,通信专业与继电保护专业以光配线架为分工界面。龙门架接续盒至通信机房光配线架的光缆及光配线架由通信专业负责维护。光配线架至保护装置的光缆由继电保护专业负责维护,通信专业协助进行光纤的测试及熔接工作。 2.复用接口方式 保护装置复用通道以配线架(数字配线架或音频配线架)作为继电保护专业和通信专业的分工界面。继电保护接口设备(保护用光电转换器)至配线架间的电

缆由保护专业维护,配线架和复用通信设备及其连接线由通信专业负责维护,继电保护接口设备由继电保护专业负责维护。 3.传输保护信号的光缆、数字电缆、音频电缆在通信侧各配线架的接线或改线方案由通信专业、继电保护专业的双方负责人签字确认,接线由通信专业人员负责。接线时,继电保护专业人员应到场配合。 三.管理规定和技术要求 1.对于配置双套光纤差动保护的线路,要求至少一套光纤差动保护使用双通道。 2.线路两套光纤纵联保护通道应使用两条完全独立的路由。 3.采用复用光纤通道的线路两侧继电保护设备,其使用的继电保护接口设备应采用同型号、同版本的产品。 4.采用2M方式传输的继电保护业务通道不得设置通道保护方式。 5.对于主干线光纤网络长度小于30km且建设有OPGW光缆的线路,宜优先采用专用纤芯作为保护通道。 6.对于传输继电保护信息的迂回光纤通道,迂回路由的站点应在500kV、220kV系统OPGW光纤通信骨干环网上。 7.传输保护的迂回光纤通道,通道传输收发延时应相同,且单向传输延时不得超过10ms,所经过的站点不宜超过6个站点,迂回所经线路长度不宜超过 1000km。 8.继电保护通道中任一设备故障,不应造成多于6条线路的一套主保护信号同时中断。

数字信号光纤通信技术分析方案

数字信号光纤通信技术实验的报告 预习要求 通过预习应理解以下几个问题: 1.数字信号光纤传输系统的基本结构及工作过程; 2.衡量数字通信系统有那两个指标?; 3.数字通信系统中误码是怎样产生的?; 4.为什么高速传输系统总是与宽带信道对应?; 5.引起光纤中码元加宽有那些因素?; 6.本实验系统数字信号光-电/电-光转换电路的工作原理; 7.为什么在数字信号通信系统中要对被传的数据进行编码和解码?; 8.时钟提取电路的工作原理。 目的要求 1.了解数字信号光纤通信技术的基本原理 2.掌握数字信号光纤通信技术实验系统的检测及调试技术 实验原理 一、数字信号光纤通信的基本原理 数字信号光纤通信的基本原理如图8-2-1示<图中仅画出一个方向的信道)。工作的基本过程如下:语音信号经模/数转换成8位二进制数码送至信号发送电路,加上起始位<低电平)和终止位<高电平)后,在发时钟TxC的作用下以串行方式从数据发送电路输出。此时输出的数码称为数据码,其码元结构是随机的。为了克服这些随机数据码出现长0或长1码元时,使接收端数字信号的时钟信息下降给时钟提取带来的困难,在对数据码进行电/光转换之前还需按一定规则进行编码,使传送至接收端的数字信号中的长1或长0码元个数在规定数目内。由编码电路输出的信号称为线路码信号。线路码数字信号在接收端经过光/电转换后形成的数字电信号一方面送到解码电路进行解码,与此同时也被送至一个高Q值的RLC谐振选频电路进行时钟提取. RLC谐振选频电路的谐振频率设计在线路码的时钟频率处。由时钟提取电路输出的时钟信号作为收时钟RxC,其作用有两个:1.为解码电路对接收端的线路码进行解码时提供时钟信号; 2.为数字信号接收电路对由解码电路输出的再生数据码进行码值判别时提供时钟信号。接收端收到的最终数字信号,经过数/模转换恢复成原来的语音信号。 图8-2-1数字信号光纤通信系统的结构框图 在单极性不归零码的数字信号表示中,用高电平表示1码元,低电平表示0码元。码元持续时间<亦称码元宽度)与发时钟TxC的周期相同。为了增大通信系统的传输容量,就要求提高收、发时钟的频率。发时钟频率愈高码元宽度愈窄。 由于光纤信道的带宽有限,数字信号经过光纤信道传输到接收端后,其码元宽度要加宽。加宽程度由光纤信道的频率特性和传输距离决定。单模光纤频带宽,多模光纤频带窄。因为按光波导理论[1]分析:光纤是一种圆柱形介质波导,光在其中传播时实际上是一群满足麦克斯韦方程和纤芯—包层界面处边界条件的电磁波,每个这样的电磁波称为一个模式。光纤中允许存在的模式的数量与纤芯半径和数字孔径有关。纤芯半径和数字孔径愈大,光纤中参与光信号传输的模式也愈多,这种光纤称为多模光纤<芯径50或62.5μm)。多模光纤中每个模式沿光纤轴线方向的传播速度都不相同。因此,在光纤信道的输入端同时激励起多个模式时,每个模式携带的光功率到达光纤信道终点的时间也不一样,从而引起了数字信号码元的加宽。码元加

毕业设计100光纤通信+课程设计报告

课程设计报告 课程名称光纤通信 课题名称通信系统综合实验 一、设计内容与设计要求 1、设计内容 1)多路数据+多路电话光纤综合传输系统的实现 2)多路数据+多计算机+单路图像/语音全双工光纤综合传输系统的实现3)*多路计算机+双路图像/语音全双工光纤综合传输系统的实现 2、设计目的 掌握变速率时分复用的原理、实现方法; 学习并掌握计算机RS232通信技术; 掌握时分复用技术和波分复用技术的灵活搭配使用; 实现数字和语音同时通信。 3、实验仪器与设备 1.光纤通信实验系统2台。 2.示波器1台。 3.波分复用器2个。 4.电话2部。 I

5.FC/FC光纤跳线2根。 6.计算机若干台串口通信电缆若干根。 7.1310nm/1550nm波长波分复用器2个。 8.摄像头1个。 9.监视器1个(或用电话代替)。 4、设计原理 《多路数据+多路电话光纤综合传输系统》综合了固定速率时分复用、解固定速率时分复用、PCM编译码、波分复用等几个子系统,具体的实验原理可以参看《光纤通信原理教学系统实验指导书》中的实验二十一、实验二十四、实验二十五、实验二十的方法; 《多路数据+多计算机+单路图像图像/语音全双工光纤综合传输系统》拟实现模拟图像、数据在同一光纤中传输。即在光纤中同时传输数字数据和模拟信号。一种解决方案综合了《光纤通信原理教学系统实验指导书》中的实验二十六、实验二十七、实验十六的知识; 《多路计算机+双路图像/语音全双工光纤综合传输系统》综合了固定速率时分复用、解固定速率时分复用、变速率时分复用、解变速率时分复用、位时钟提取(数字锁相环DPLL)原理及实现五个实验,具体的实验原理可以参看《光纤通信原理教学系统实验指导书》中的实验二十一、实验二十三、实验二十四、实验二十五、实验二十六、实验二十七。 5、设计要求 掌握结构化系统设计的主体思想,以自下而上逐步完善的方法实现指定的通信系统功能,并按要求测试相关参数、波形等实验数据,以积累一些典型的通信子系统的功能、性能、参数等知识以及系统集成的知识。 (1)在规定的时间内以小组为单位完成相关的系统功能实现、数据测试和记录并进行适当的分析。 (2)按本任务书的要求,编写《课程设计报告》(Word文档格式)。并用A4纸打印并装订; II

RCS931与LFP931线路光纤电流纵差保护调试及通道联调精品

LFP/RCS-900系列分相电流差动线路保护 装置调试及通道联调 一、保护装置自环调试 首先用FC 接头单膜尾纤将保护的光发与光收短接,将保护装置定值按自环整定。LFP-900系列CPU1定值中CT变比系数Kct=1、TEST=1; RCS-900系列定值中“投纵联差动保护” 、“专用光纤”、“通道自环试验”均置“ 1”。 1)LFP-900 系列保护装置 1 、将电容电流整定为0,模拟任一相故障,在“ 10”秒时间内缓慢将电流从0 增 加,直至跳闸为止,此时动作电流即为起动电流值,允许误差10%; 2、将启动元件定值,电容电流整定为0.5A 以上,但启动电流定值应小于 2 倍 电容电流整定值。由任一相缓慢将电流从0增加,监视CPU1 犬态菜单中相应的相差动继电器动作标记DIF,直至由“ 0”变“1”,此时所加电流的一半即为电容电流整定。允许误差10%。 3、LFP-931/943零序差动的作法, 自环时:ICD > 0.15IN+浮动门槛,零序差动动作。 对环时:本侧ICD>1.5IC对侧I 0 V本侧10,本侧零差动作。 2)RCS-900系列保护装置 1、加入 1.05 倍Ih/2 单相电流,保护选相单跳,动作时间30 毫秒以内, 此时 为稳态一段差动继电器动作。Ih为“差动电流高定值”、“4Un/Xcl”中的高值2、加入 1.05 倍Im/2 单相电流保,保护选相单跳,动作时间大于40 毫秒, 此时 为稳态二段差动继电器动作。Im 为“差动电流低定值” 、“1.5Un/Xcl ”中的高值 3、零序差动较复杂一点,不满足补偿条件时,零差灵敏度同相差U段灵敏度一样; 满足补偿条件后,只要差流〉max (零序起动电流,0.6U/XC1,0.6实测差流),零差即能动作; 因此,若要单独做零差,可按以下方法实验: i.需将差动电流咼定值IH”,差动电流低定值I M”整定到2.0In,降低相差 灵敏度。 ii.通道自环,再加负荷电流等于U/2Xc1(>0.051 n),并且超前于电压90°的

电力系统继电保护总结归纳张保会尹项根

精心整理第一章、绪论 不正常运行状态: 1、负荷潮流超过额定上限造成电流升高(过负荷) 2、系统出现功率缺额导致频率降低 3、发电机甩负荷引起发电机频率升高 4、中性点不接地或者非有效接地系统中单相接地引起非接地相对地电压升高 5、电力系统振荡 1 2 3 4 1 2、单相接地时,相当于故障点产生与故障前相电压等大反向的零序电压,全系统出现零序电压 3、非故障线路零序电流为线路本身的电容电流,容性无功由母线流向线路 4、故障线路零序电流等于全系统非故障元件对地电容电流之和,容性无功由线路流向母线 第三章、距离保护 距离保护的构成:启动部分、测量部分、振荡闭锁部分、电压回路断线部分、配合逻辑部分、出口部分(P-68)距离保护优点:同时利用电压电流特征,保护区稳定,灵敏度高,受运行方式影响小,在复杂网络中使用,可作为变压器发电机后备保护。

缺点:只利用一侧短路电压电流特征,保护I段整定范围80%-85%,在双侧电源中有30%-40%范围故障时,只一侧无延时动作,另一侧延时跳闸;220KV及以上线路,无法满足快速切除故障要求,还应配备全线快速切除的纵联保护;构成接线算法复杂,可靠性差。 电力系统振荡与短路时电气量差异(P-101) 距离保护振荡闭锁措施: 1、全相非全相振荡时,不应误动作 2、全相非全相振荡时,发生不对称故障,应选择性跳闸 3、全相振荡,再发生三相故障,应可靠动作跳闸,允许短延时 克服过渡电阻影响措施(P-108) 减小串补电容影响措施(P-109) 衰减直流分量对距离保护影响及克服措施(P-110) 1 2 3 4 5 双侧电源重合闸特点P-152 1、存在两侧电源是否同步,是否允许非同步合闸的问题 2、两侧保护可能以不同时限跳闸,为保证电弧熄灭绝缘强度恢复,应在两侧都跳闸后重合 双侧电源重合闸主要方式P-152 1、快速自动重合闸 2、非同期重合闸 3、检同期的自动重合闸 单侧电源三相重合闸整定原则P-156 双侧电源三相重合闸最小时间P-156 双侧电源三相重合闸最佳重合时间P-156

光纤通信技术的发展与应用

光纤通信技术的发展与应用 一、光纤通信的应用背景 通信产业是伴随着人类社会的发展而发展的。追溯光通信的发展起源,早在三千多年前,我国就利用烽火台火光传递信息,这是一种视觉光通信。随后,在1880年贝尔发明了光电话,但是它们所传输的信息容量小,距离短,可靠性低,设备笨重,究其原因是由于采用太阳光等普通光源。之后伴随着激光的发现,1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维,能作为通信媒质。从此,开创了光纤通信领域的研究工作。 二、光纤通信的技术原理 光纤即光导纤维,光纤通信是指利用光波作为载波,以光纤作为传输介质将要传输的信号从一处传至另一处的通信方式。其中,光纤由纤芯、包层和涂层组成。纤芯是一种玻璃材质,以微米为单位,一般几或几十微米,比发丝还细。由多根光纤组成组成的称之为光缆。中间层称为包层,根据纤芯和包层的折射率不同从而实现光信号传输过程中在纤芯内的全反射,实现信号的传输。涂层就是保护层,可以增加光纤的韧性以保护光纤。

光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号,然后通过光纤线路实现信号的远距离传输,光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上,通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号,并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平,最终送达到接收端的电端完成信号的输送。中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减,并对波形失真的脉冲进行校正。无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。其原理图如图1所示: 通过信号的这一传输过程可以看出,信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换,第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号,第二次即把光信号在接收端还原成电信号。此外,在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。 三、光纤通信的特点 1.抗干扰能力强。光纤的主要构成材料是石英,石英属绝缘材料的范畴,绝缘性好,有很强的抗腐蚀性。而且在实际应用过程中它受电流的影响非常小,因此抗电磁干扰的能力很强,可以不受外部环境的影响,也不受人为架设的电缆等的干扰。这一特性相比于普通无线

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