电力系统光纤通信
电力系统光纤通信
一．光纤通信
1．光纤通信的定义
光纤通信是以光波为载体，以光导纤维为传输媒质，将信号从一处传输到另一处的一种通信手段。
2．光纤通信的特点
A．传输容量大：单路载波4KHZ的带宽——一个话路
微波（2M—155.52Mbit/s/λ）——30—1890CH
光纤容量10Gbit/s/λ——120960CH B．传输距离远：单摸光纤在 1.3μm窗口的衰耗0.3dB/km，
1.55μm窗口的衰耗0.2 dB/km，中继段距离可达150km，实现
长距离通信。
C．不受电磁干扰，抗电磁干扰及雷电干扰能力强。
D．线径细，重量轻。单芯光纤直径只有0.1mm，便于敷设。
E．资源丰富：光纤材料SiO2自然界大量存在，取之不尽，耗之不竭。频率资源丰富，在同一缆中，频率（波长）可重复使
用。
3．光纤通讯的分类：
①按波长分：短波长（0.85μm）
长波长：1.3μm 1.55μm
②按传输模式分：单模光纤通信
多模光纤通信
③按信号方式分：模拟光纤通信
数字光纤通信
④按同步方式分：准同步 PDH光纤通信
同步 SDH光纤通信
4．光纤通信在电力系统中的应用
随着电力网的扩大，电网由省网发展到跨省，跨区，要求信息量急剧增加；电力载波和微波出现许多问题，诸如电力系统发生线路故障，电磁干扰，衰落，误码等，通信容量难以满足现代大容量高速数字网的要求。因此，光纤通信网的应用便应运而生。
光纤通信在电力系统中的主要承载以下业务：
①话音通信 2W 4W E/M
②自动化远动信息
③ 2M MIS信息
④ 2M 自动化监控信息
⑤视频会议
⑥继电保护
⑦雷电观测信息
⑧工业监视信息
⑨ ATM交换及程控交换信息
5．光纤通信的一般组成：
OPGW
① VDF：音频配线架
② PCM：数字终端机
③ DDF：数字配线架
④ SDH：同步数字系列光传输设备
⑤ ODF：光纤分配架
⑥ OPGW；复合地线光缆
ADSS；全介质自承式光缆
6．常用的数字结构等级
PDH：北美速率标准: 1.5Mbit/s—6.3Mbit/s—45Mbit/s
—N×45bit/s
日本速率标准: 1.5Mbit/s—6.3Mbit/s—32Mbit/s
—100Mbit/s-400Mbit/s
欧洲速率标准: 2Mbit/s—8Mbit/s—34Mbit/s—
140Mbit/s
SDH：STM—1；155.52Mbit/s
STM—4：622.08Mbit/s
STM—16：2488.32Mbit/s
STM—64：9953.28Mbit/s
STM—256:39813.12Mbit/s
二．光纤及光缆
1．光纤结构
包层
纤芯
2．光纤类型及谱特性：
①．多模光纤：指光纤中传输模式是多个
②．单模光纤；光纤中只能传输一个模式的光纤
③．光纤谱特性：
A（dB）衰耗
1310 1550 nm 波长
MM，SI 阶跃型多模光纤 : 芯径50μm, 包层直径125μm，0.85μm
2-3dB/km
MM，GI渐变型多模光纤 : 芯径50—62μm，包层直径125μm，1.3μm
0.5-1.2dB/km
SM，SI阶跃型单模光纤：芯径9μm，包层直径125μm，
1.3μm，衰减，0.3—0.4dB/km，典型值 0.35 dB/km
1.55μm，衰减0.1—0.3dB/km，典型值0.2 dB/km
3，光纤的种类
ITU—T已经在建议G.652；G.653；G.654;G.655中分别定义了四种不同设计的单模光纤。
G652光纤是目前已广泛使用的单模光纤，称为1310nm性能最佳的单模光纤，又称色散未移位的光纤。
G653光纤称为色散移位光纤或1550nm性能最佳的光纤。
G654光纤称为截止波长移位的单模光纤。（海底光缆）
G655光纤称为非零色散移位单模光纤。
**G652 适用工作窗口：1310nm(0.3—0.4dB/KM) 1550nm(0.17
—0.25dB/KM) 截止波长1260nm
**G655适用工作窗口：1550nm(0.19—0.25dB/KM)截止波长
1480nm
4，电力系统常用的光缆
①．OPGW：optical-Ground Wire 架空地线复合光缆
②．ADSS： All-Dielectric Self-supporting 全介质自承
式光缆
③．WOFC：winding optical Fiber Cable. 缠绕式光缆
④．光缆的几种结构：
A．骨架式，（玉凤线，凤络线） OPGW
B．层绞式，（斗—白线） OPGW, 普缆
C．中心束管式 OPGW
D．叠带式普缆
5、尾纤： G.652，G.655
用以连接光纤配线架与光传输设备、光终端转换设备之间
的单根光纤，称之为尾纤或跳纤。长度约5米至20米。
多模尾纤为桔红色；单模尾纤为黄色。
三．光信号在光纤中的传输
①光波具有电磁波的属性，可以用分析电磁波的方程式解析光在
传输介质中的传动特性。
②光在均匀介质中传输时，其轨迹是一条直线，当光信号射到两
种介质交界面时，将发生反射和折射。
介质II（?2，n2） Q2
介质I（?1，n1） Q1 Q1*
Q1=Q1*
n1sinQ1=n2sinQ2
③.全反射：当Q1增加到某一值Qc时，使Q2=90度——折射线界
面传输，此时的Q C称为临界角，n1sinQc时，使Q2=90度；SinQc=n2/n1 (n2 如果继续增大Q1，使Q1>Qc,此时光线不再进入介质II，由界面全部反射回介质I，这种现象称为全反射。 Qc Qc=arcsin(n2/n1) ④.阶跃型光纤是靠全反射原理将光波限制在纤芯中并向前传播。 四．光传输设备 1．设备类型： TM：终端复接光传输设备 ADM：分插复接光传输设备 DXC：数字交叉连接光纤设备 REG：光中继设备 2．设备主要模块： ①，接口单元，STM—64光接口 STM—16光接口 STM—4光接口 STM—1光接口 STM—1电接口 T3（45Mbit/s）电接口 T1（1.5Mbit/s）电接口 E3（34Mbit/s）电接口 E1（2Mbit/s）电接口 ②．交叉矩阵单元 128×128 VC—4级 2016×2016 VC—12级 ③．定时单元；定时单元可以从线路，支路单元，外部时钟单元（BITS），内部时钟获取定时信号。 ④．开销处理单元：主要完成公务开销字节的处理。 ⑤．主控单元：通过管理口与网管终端连接，负责收集传输系统的性能，告警，历史记录等信息上报网管，并下发来自网管的各种命令。通过DCC通道和不同传输网之间交换信息，来实现对其他网的管理。 ⑥．光放单元 BA：BOOST 光放大器 10—20dB PA：PRE AMPLIFIER 预放 20—30dB 五．光测试仪表 ①光源： 1310nm，1550nm ②光功率计：850nm ,1310nm，1550nm ③ OTDR：光时域反射仪 平均衰耗：0.2—0.3 dB/Km 末端反射衰耗: 20 --40dB 接头损耗：0.1--0.2dB/个 ④光纤熔接机 Vol.28No.3 M ar.2012 赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第3期（下） 2012年3月目前，光纤通信在电力载波通信、微波通信、一点多址等诸多通信方式中日显优势，已成为电力通信网的主要传输方式.它是以光波为载体，以光导纤维为传输媒质，将信号从一处传输到另一处的一种通信手段.它具有传输的信息量大、 距离远、频带宽、质量高、抗干扰及辐射性强等许多优点，是集语音、图像、数据通信为一体的综合传输系统. 随着电力系统变电站无人值守项目的实行，电网专业化管理的进一步深化，电力通信专网在整个电力系统运行管理中的地位越来越重要，积极采用新技术和新设备组建电力通信专网已是十分紧迫的任务.在此背景下， 自2000年以来，电力系统进行了电力通信专网的统一规划和建设，建成了以光纤通信为主，微波和电力载波为辅的通信系统.1系统组成、规模及维护1.1系统组成 1.1.1 OPGW 光缆，Optical Fiber Composite Over- head Ground Wire （也称光纤复合架空地线）.把光纤放置在架空高压电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，兼具地线和通信的双功能. 全介质自承光缆———ADSS （All Dielectric Self Supporting ）.ADSS 光缆在输电线路上广泛使用，特别是在已建线路上使用较多.它能满足输电线跨度大、 垂度大的要求.其特点是：（1）张力理论值为零；（2）为全绝缘结构，安装及线路维护时可带电作业，这样可大大减少停电损失；（3）其伸缩率在温差很大的范围内可保持不变，而且其在极限温度下，具有稳定的光学特性；（4）耐电蚀ADSS 光缆可减少高压感应电场对光缆的电腐蚀；（5）ADSS 光缆直径小、质量轻，可以减少冰和风对光缆的影响，其对杆 塔强度的影响也很小. 由于光纤具有抗电磁干扰、自重轻等特点，它可以安装在输电线路杆塔顶部而不必考虑最佳架挂位置和电磁腐蚀等问题.因而， OPGW 具有较高的可靠性，优越的机械性能，成本较低等显著特点.在新敷设或更换现有地线时尤其合适和经济.1.1.2SDH 传输系统.SDH 传输系统具有灵活的设 备配置 OSN1500、OSN2500、OSN3500、OSN7500、OSN9500智能光传输设备，用于在网络骨干层到接入层实现SDH 、PDH 、Ethernet 、ATM 、DDN 、SAN 等多种业务的高效传输.设备支持智能网络技术，能实现对业务和带宽的智能化管理.系统支持内置微波中频板，配合微波设备的ODU 使用可实现业务的无线传输. STM -16／4兼容设备， 支持网络设备从622M 到2.5G 的在线升级，具备高低阶20G 全交叉能力.具有强大的组网能力支持Mesh 组网，网络节点即插即用.支持SDH 业务、PDH 业务、以太网等多业务接口，单子架可实现1×STM -16四纤环或2×STM-16二纤环，可支持M esh 网络中多达40个光方向的组网；具有完善的网络生存机制和完备的设备保护机制.1.1.3 同步时钟系统.同步时钟源包括：线路时钟 源、支路信号时钟源、两路外同步时钟源、内部时钟源.每个站点可以从两个方向提取时钟，对这两个方向时钟设置优先级，当高优先级的时钟质量低于要求时，自动跟随另一个低优先级的时钟，以此对同步时钟建立起时钟保护自愈环. 实际应用中，在中心有人站接入两路高质量的 光纤通信在电力系统的应用 张金祥 （内蒙古东部电力有限公司赤峰电业局，内蒙古赤峰024000） 摘 要：光纤通信技术在赤峰电业局的推广应用，实现了电网通信网建设的低成本、大容量、多业务 和智能化，满足了电力数据、语音、视频、宽带接入等多种业务的传输要求，并在网络通信的实时性、准确性和可靠性等方面提供了充分的保障. 关键词：电力通信；ADSS 光缆；OPGW 光缆；SDH 传输系统中图分类号： TN929.14文献标识码：A 文章编号：1673-260X （2012）03-0079-02 79-- 光纤通信技术在电力通信中的应用 发表时间：2018-10-19T09:30:27.377Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：李佳进 [导读] 摘要：随着经济和各行各业的快速发展，我国电力通信行业的发展提供了强大的动力支持，正是因为电力通讯行业需要源源不断的信息交流和信息更新，所以说光纤技术的发展为电力通信行业插上了腾飞的翅膀。 (国网福建龙岩市新罗区有限公司福建龙岩 364000) 摘要：随着经济和各行各业的快速发展，我国电力通信行业的发展提供了强大的动力支持，正是因为电力通讯行业需要源源不断的信息交流和信息更新，所以说光纤技术的发展为电力通信行业插上了腾飞的翅膀。电力通讯行业已经成为继石油，石化，中国电厂的第四大经济支柱行业。 关键词：光纤通信技术；电力通信；应用技术 引言 光纤通信技术在电力通信中的应用具有重要意义。本文首先对传统电力通信系统主要问题作出简要阐述，然后对光纤通信技术特点予以说明，明确光纤通信技术可以对传统电力通信系统问题予以有效解决，最后结合实例，探讨光纤通信技术在电力通信中的应用方法，希望对业内可以起到一定参考作用。 1光纤通信技术具备的优势 1.1安全性能高，重量轻 由于硅是世界上储存量最多的半导体材料，而二氧化硅材料是光纤管道中用的最多的材料，这种材料由于内部结构比较特殊，内部的疏松孔道较多，所以该类材料的质量十分轻，所以能够大大减少铺设管道的费用。另外二氧化硅材料的安全性能也非常高，不会产生爆炸也不容易燃烧，所以可以广泛用于各个场合。光纤中的内部容积一次性可以容纳几十条信号线路，能够大幅度提高信息传输的并行效果，从广度方面提高光纤传输速率。 1.2抗干扰能力强 光纤通信技术具有较强的抗干扰能力。众所周知，通信技术以电信号为主，在应用过程中，各类电磁干扰往往是不可避免的，如雷电干扰、太阳黑子活动干扰、电离层变化干扰等，此类干扰会影响信号的稳定传输，对通信设备正常使用造成影响。光纤本身制作材料为非金属材料玻璃纤维，和传统采用的铜缆线进行比较，可以发现光纤材料具有良好的绝缘性能，同时，光纤材料抗高温性、耐腐蚀性也更强。 1.3信息损耗低 在电力通信系统的运行中，对其传输信息的时效性要求和精准性要求相对较高，其传输信息包含话音信号、继电保护信号、电力负荷监测信息等，光纤通信技术具有信息损耗低的特点，我国幅员辽阔，为让电力通信网络覆盖全部区域，就需要克服多种地域位置造成的覆盖困难，如在部分偏远地区，如果采用铜线或是电缆来构建电力通信网络，就有可能让长距离传输目的难以得到满足，而在短距离传输过程中，可能会出现信号终端现象，会让建设中继站成本增加。 1.4传输距离长 对于传统的信号采集系统来说，携带信息的介质在运行一段时间后，功率和能量会极大衰弱，如果中途没有能量源对其进行充能，那么携带的信息会出现不同程度的失真现象。而对光纤技术来说，管道内部有防止信号透射的装置，载波能够在光纤中迅速反射不断前进，中途损失的能量却非常少，所以在光纤进行远距离传输的时候只需要将传输的管路维护完善即可。 2光纤通信在电力通信网中应用 2.1光纤复合相线的应用 光纤复合相线是一种融合了传统相线结构和光纤通信技术的新型技术，在具体应用过程中，主要是在过去的电力通信系统线路资源上，使用光纤技术对通信系统线路、频率以及电磁兼容性进行有效协调，进而让传统电力通信系统信息传输性能得到增强。作为一种较为新型的通信光缆，起初在150kV电力系统中得到了应用，后随着光线符合相线使用技术的进一步成熟，现阶段，在其他高压电力系统中也渐渐得到了广泛使用。在三相电力系统中，将其中一项替代为光线复合相线，可以让全新三相电力系统得以形成，进而让信息可传输数量得到增长，让信息传输质量得到提升，和另设通信线路相比，这种方法的投入成本相对较低。在具体施工中，需要利用光电子分离技术、光纤接续技术，以此来单独分离出相线光纤单元，在施工过程中，需要对接线盒予以独立设置。如在我国某地的新建35kV电网通信中，就采用了光纤复合相线技术，其光缆为16芯，在具体施工中，将OPPC光缆替代3根导线中的1根，对杆塔进行加固、加高及改造，解决了过去存在的110kV变电站与35kV变电站之间调度、通信及自动化问题。该工程之所以取得成功，主要是因为做好了五项基础工作：（1）需要依照系统对导线型号进行确定，依照参数接近原则对光缆型号进行选择，为让OPPC光缆和相邻导线弧垂张力特性维持一致，保证了其截面、直径、重量等相关参数与相邻导线接近，直流电阻和相邻导线接近；（2）需要利用OPPC专门的绝缘金具、预绞式电力金具与专用接头盒；（3）需要保证OPPC光缆悬垂线夹、耐张线夹以及终端接头盒等相关附件的绝缘性；（4）在施工过程中，需要将OPPC光缆留有一定余长，确保光纤不会出现挤压情况；（5）在光电绝缘连接中，需要使用专门的接头盒，需要使用专业技术，将全金属跳线接头盒安装在两个耐张绝缘子串间，相线导电面积需要小于有效金属导电面积。 2.2电力光纤通信网的组网技术 光纤通信技术在电力通信中进行应用过程中，在通信网组建过程中，主要以波分复用技术和同步数字技术为主要的组网技术。在波分复用技术具体应用时，一根光纤中可以囊括众多不同波长的光信号，而且在具体信号传输过程中，通过对光纤低损耗窗口以光波的波长作为依据进行具体划分，这样一个信道能够划分为若干个信道，光波视为信号载波，合并不同波长的信号，确保其复合到同一根光纤中，并进行信号传输。不同波长的信号当传输到信号接由端时再分开。采用波分复用技术主要是依据不同波长的载波信号的相互独立性，这样在一根光纤中就可以实现多路光信号的传输。这其中将两个方向的信号放在不同波长中进行传输，则实现了双向传输。在具体应用波分复用技术过程中，针对两个相邻波峰之间间隔的不同可以将其分为密集波分复用技术和粗波分复用技术。这其中密集波分复用技术作为新型网络构建的最佳手段，能够实现高容量信息的有效传输。而同步数字技术在具体应用过程中，不仅能够对数位信号提供一定的等级，而且利用复用和映射方法，能够实现同步数字技术的有效转化，实现了网络的同步传输，对提高网络速度和网络利用效率具有极为重要的意义。 什么是光纤通信 所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。 要使光波成为携带信息的载体，必须对之进行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式（IM-DD）。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 典型的数字光纤通信系统方框图如图下所示。 从图中可以看出，数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD 就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。光波经低衰耗光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。就这样完成了一次通信的全过程。 光纤的导光原理 光是一种频率极高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导，因此光在光纤中的传 输理论是十分复杂的。要想全面地了解它，需要应用电磁场理论、波动光学理论、甚至量子场论方面的知识。但作为一个光纤通信系统工作者，无需对光纤的传输 理论进行深入探讨与学习。 为了便于理解，我们从几何光学的角度来讨论光纤的导光原理，这样会更加直观、形象、易懂。更何况对于多模光纤而言，由于其几何尺寸远远大于光波波长，所以可把光波看作成为一条光线来处理，这正是几何光学的处理问题的基本出发 点。 全反射原理 我们知道，当光线在均匀介质中传播时是以直线方向进行的，但在到达两种不同介质的分界面时，会发生反射与折射现象，如图下所示。 光纤通信在电力通信中的应用 随着经济和各行各业的快速发展，我国电力通信行业的发展提供了强大的动力支持，正是因为电力通讯行业需要源源不断的信息交流和信息更新，所以说光纤技术的发展为电力通信行业插上了腾飞的翅膀。电力通讯行业已经成为继石油，石化，中国电厂的第四大经济支柱行业。 标签：光纤通信技术;电力通信;应用技术 引言 光纖通信技术在电力通信中的应用具有重要意义。本文首先对传统电力通信系统主要问题作出简要阐述，然后对光纤通信技术特点予以说明，明确光纤通信技术可以对传统电力通信系统问题予以有效解决，昀后结合实例，探讨光纤通信技术在电力通信中的应用方法，希望对业内可以起到一定参考作用。 1光纤通信技术具备的优势 1.1安全性能高，重量轻 由于硅是世界上储存量昀多的半导体材料，而二氧化硅材料是光纤管道中用的昀多的材料，这种材料由于内部结构比较特殊，内部的疏松孔道较多，所以该类材料的质量十分轻，所以能够大大减少铺设管道的费用。另外二氧化硅材料的安全性能也非常高，不会产生爆炸也不容易燃烧，所以可以广泛用于各个场合。光纤中的内部容积一次性可以容纳几十条信号线路，能够大幅度提高信息传输的并行效果，从广度方面提高光纤传输速率。 1.2抗干扰能力强 光纤通信技术具有较强的抗干扰能力。众所周知，通信技术以电信号为主，在应用过程中，各类电磁干扰往往是不可避免的，如雷电干扰、太阳黑子活动干扰、电离层变化干扰等，此类干扰会影响信号的稳定传输，对通信设备正常使用造成影响。光纤本身制作材料为非金属材料玻璃纤维，和传统采用的铜缆线进行比较，可以发现光纤材料具有良好的绝缘性能，同时，光纤材料抗高温性、耐腐蚀性也更强。 1.3信息损耗低 在电力通信系统的运行中，对其传输信息的时效性要求和精准性要求相对较高，其传输信息包含话音信号、继电保护信号、电力负荷监测信息等，光纤通信技术具有信息损耗低的特点，我国幅员辽阔，为让电力通信网络覆盖全部区域，就需要克服多种地域位置造成的覆盖困难，如在部分偏远地区，如果采用铜线或是电缆来构建电力通信网络，就有可能让长距离传输目的难以得到满足，而在短 光纤通讯基础简介(上) 一、光通讯简介 1、使用光通讯技术的优点︰ 它是以光当作载波，透过光纤当传输介质将信息传递至远方。若以铜质同轴电缆与光纤作一比较，同轴电缆是搭配电磁波以数百MHz至数个GHz频率，以模拟的方式来传递信息，但其载波频率会受到20GHz理论值的限制；若以长距离光纤通讯而言，光的载波频率可达193,000GHz。而传输信息的频宽取决于载波频率，因此，若同轴缆线最大上限可以传输两个10GHz的频道，理论上，光纤则可以传输数以千计的10GHz的频道。此外，光纤质轻直径小，在光缆铺设过程中可以节省空间，加上在传输的过程中的衰减比铜质导线低，以单模光纤而言，每公里衰减约为0.2~0.5dB，且对于光讯号在光纤传输过程中，对于电磁波的干扰较不敏感，因此适合高容量及长距离通讯。 2、应用的层次︰ 光通讯主要应用在电信网络、有线电视及数据传输方面，而电信方面的应用是最早的，例如越洋的通信，因其高容量及可靠度的优点，并可以在长距离(600km以上需要中继器，最大可达9000km)传输时载上数以万计的通话信号，因而有效的提升通话负载量及品质的问题。有线电视方面，因所需求的频宽较高，每个频道的所需的影像频宽约为6MHz(声音频道约为8KHz)，以光纤传递模拟影像讯号，可以达到一百个以上的频道，其中包括声音、影像及互动的数据传输。而数据通信(Datacommunication)上面，则是现在最热门的话题，随着信息时代的来临，网际网络需要大量的频宽来传递多媒体的信息，从短距离(1~500m)的Gigabit网络卡、LAN，到中距离(1~20km)的MAN以至于长距离(60~600km以上)的越洋光缆都需要光纤的大容量来解决频宽不足的问题，近年来，因网际网络Interent的盛行及远距教学等实施，对于数据通讯的需求每年以倍数成长，而光纤通信系统架构则是最佳的选择。 3、基本光纤通讯架构︰ 图一为点对点光纤通讯的基本架构，基本上是由光收发模块及光纤所组成，首先我们利用数字或模拟调变的方式将信息载在发射器上，以光波为载波透过光纤将讯号传递至远方，若距离较长，光纤则透过联结器(Connector)或接合器(splice)方式延长，最后到达光传感器端，在注重噪声与讯号比(S/N Ratio)情况下，并用clock recover的方式下将光讯号转回电讯号，而将信息解调回来。 电力系统光纤通信若干问题分析 李 玮 （广东省电力设计研究院 广东 广州 510000） 摘 要： 随着光纤通信在电力系统内应用水平的进一步提高，光纤通信取代微波、电力载波已成为必然。以南方电网光纤通信骨干网为例，介绍电力系统专用光缆、通信电源、参数匹配及业务倒换等方面的现状，分析存在的问题，并在此基础上提出解决问题的措施及思路。 关键词： 通信电缆；通信电源；参数匹配；业务倒换 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）1120128－02 分成两组，分别为2条母线供电，同时每条母线配置独立的蓄电 0 引言 池，以实现2条母线相对独立供电。该运行方式较好的实现了目前，SDH（synchronous digital hierarchy）光纤通 2条母线的独立供电，增强了通信电源设备的运行可靠性，同信凭借其安全、经济、可靠的优势，已逐步替代了微波通信、 时提高了设备检修的灵活性，由于2条母线共用同一台充电机，电力载波通信等通信方式，成为我国电力系统最重要的通信方 因此在充电机发生物理损坏的情况下容易导致2条母线同时失式，在其承载的业务中，仅直接与电网安全稳定运行的主要业 电，因此目前也较少使用。 务就有继电保护、安全自动装置、EMS、调度语音、能量计 3）双电源双母线运行方式：即由两套充电机分别对2条母量、故障录波、电力市场以及集控站控制等等。面对越来越多 线供电，并配置独立的蓄电池，实现了双路供电的完全独立，的系统应用，光纤通信迎来了巨大的发展机遇，但由于电力系 具有极高的可靠性，是目前电力通信系统中的主要供电方式。统对信号传输安全性、可靠性的特殊要求，光纤通信同样也面 伴随着通信电源运行方式的改变，南方电网光纤通信骨干临着严峻的挑战。 网已逐渐摸索出一套适合自身安全需要的供电方式：对于支持本文以南方电网光纤通信骨干网为例，就专用光缆、通信 双路电源的设备，采用两路相互独立的电源对设备供电，并实电源、参数匹配及业务倒换等方面对电力系统现状进行简要介 现负载均衡；对于只支持单路供电的设备，在设备前端增加电绍，分析存在的问题，并讨论解决问题的措施及思路。 源转换模块，实现两路电源输入；对于无人值守变电站，除采 1 通信设备自身存在的问题 用上述措施外，采用加大蓄电池组容量的方法以延长故障情况 1.1 通信光缆对系统的影响 下的设备运行时间。 作为电力系统专用的特殊光缆，光纤复合架空地线 2 通信设备与业务系统的匹配问题 （OPGW）具有强度高、性能稳定、无电腐蚀等优点，目前在电 2.1 通道时延对继电保护及安自业务的影响 力系统光纤通信骨干网中应用十分广泛。但因其与高压线路同 杆架设，且兼做地线，因此，雷击问题已经成为影响OPGW安全性能的重要因素。 雷击对OPGW的影响：随着OPGW大规模投入使用，其易受雷击的问题已变得越来越突出，国内已发生多起因雷击导致OPGW外丝断股进而影响内部光纤性能的事件，而建设单位为了确保所用光缆性能更加稳定，对OPGW更是提出了3级雷击不断股的近乎苛刻的要求，因此，如何提高OPGW抗雷击性能已经成为OPGW面临的最严峻的挑战之一。目前较为通用的做法主要有以下两点。 1）改善光缆结构和股线形状，主要是在外层股线和内层股线间留有空气隙，以防止外层热量传导至内层和光纤，这种思想主要是保护内层光纤，对外层雷击断股并无实质改善。 2）调整外层股线材料配比，对于雷击多发区，采用外径较粗的全铝包钢单丝，同时提高导电率，这种思想提高了外层单丝的抗雷击水平，但增加了光缆的生产成本和自身重量，对铁塔的承重造成了一定的压力，同时也加大了施工难度。 1.2 通信电源对通信系统的影响 “心脏”，通信电源运行的好坏直接影响着整个系统是否能够健康稳定运行。回顾通信电源的发展历程，主要经历了单电源单母线、单电源双母线和双电源双母线等三种运行方式。 1）单电源单母线运行方式：即将整流模块输出、蓄电池组、负载均连接于同一条母线，由于采用这种方式对设备供电安全性较低且维护检修不便，因此在电压等级较高的变电站已基本不用。 2）单电源双母线运行方式：即将一套充电机的整流模块 继电保护和安自构成了我国电网安全稳定的三道防线，其主要功能依托通信通道承载，由于相关控制、保护信息对实时性要求很高，因此通信通道的时延将对装置的动作速动性、可靠性和灵敏性乃至电网的安全稳定速度造成严重影响。 2.1.1 通道时延对继电保护的影响 目前，我国线路保护的主保护为线路纵联保护，根据实现原理，又可以分为线路纵联距离（方向）保护和线路纵差保护： 对于线路纵联距离（方向）保护而言，虽然故障方向的判别只是依赖于本侧电气量，判别时间与通道时延没有关系。但是，通道时延对装置动作速度的影响是累加的。由于故障范围的判别决定于两个因素：一是根据本侧电气量得到的相对于本侧装置的故障方向，二是通过通道得到的相对于对侧装置的故障方向，只有相对于两侧保护装置的故障方向都确定为正方向，装置才确定本次故障时区内故障，因此通道时延对装置动作速度的影响是累加的。 1）对于线路纵联距离（方向）保护，由于故障范围的判别决定于两个因素：一是根据取决于本侧电气量得到的相对于本侧装置的故障方向，二是和通过通道得到的相对于对侧装置的故障方向，只有相对于两侧保护装置的故障方向都确定为正方向，装置才确定本次故障是区内故障。因此，通过通道得到的相对于对侧装置的故障方向信息对保护动作的正确性至关重要，如果通道延时过长，不仅影响保护的动作速度，很可能造成保护误动甚至可能造成保护误动、拒动。运行中，曾多次出 现在功率倒向情况下因通道延时过长造成的同塔双回线保护误 光纤通信技术在电力通信网建设中的应用张文龙 发表时间：2019-03-13T15:43:32.047Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：张文龙李鑫岩 [导读] 摘要：为了保证电力通信体系的建设质量，应能认识到光纤通信技术的特点，并能结合当前电力系统建设需要以及电力系统信息传输方面的要求，科学的制定光纤类型通信技术的应用方案。 （国网长春供电公司吉林长春 130000） 摘要：为了保证电力通信体系的建设质量，应能认识到光纤通信技术的特点，并能结合当前电力系统建设需要以及电力系统信息传输方面的要求，科学的制定光纤类型通信技术的应用方案。本文就光纤类型通信技术在现代电力通信体系建设方面的运用进行了分析。 关键词：光纤通信技术；电力通信网；应用 引言 社会经济发展促进电网运行技术的进步，特别是广大用户对电能质量提出更高的要求，因此电力系统安全稳定运行显得愈发重要。电力通信网建设中应用光纤通信技术，提高电力系统运行安全稳定性。 1电力通信的几种主要方式 1.1光纤通信 由于光纤通信具有抗电磁干扰能力强、传输容量大、频带宽、传输衰耗小等诸多优点，它一问世便首先在电力部门得到应用并迅速发展。除普通光纤外，一些专用特种光纤也在电力通信中大量使用。 1.2电力线载波通信 电力线路主要是用来输送工频电流的。若将话音及其他信息通过载波机变换成高频弱电流，利用电力线路进行传送，这就是电力线载波通信，具有通道可靠性高、投资少、见效快、与电网建设同步等得天独厚的优点。此外，电力线载波通信中还有利用电力线路架空地线传送载波信号的绝缘地线载波等方法。与普通电力线载波比较，绝缘地线载波不受线路停电检修或输电线路发生接地故障的影响，而且地线处于绝缘状态可减少大量的电能损耗。 2光纤通信技术在电力系统通信网络建设中的优势 2.1优质的扩展性 目前在电力系统中的各种设备都更加的智能化，使得电力系统运行管理方面传输的数据更加的复杂，需要电力中的信息传输技术能满足这种信息类型多元化的需要，从而能在信息传输的阶段中容纳各种类型的信息。光纤类型通信技术是一种新型技术，其不仅能满足现代电力系统管理需要容纳各种类型的信息，同时光纤类型的通信技术还较强的发展潜力，能在电力系统不断发展的同时也逐渐的完善光纤通信技术，使光纤类型通信技术能和电力系统一同发展。 2.2能源节约性 在社会大范围开展建设的时候，我国各种资源的消耗量也在增加，长此以往就会对国家发展造成不利影响，因此国家目前也在大力的开展资源节约产业的发展，电力系统一直都有着规模大的特点，在开展电力系统建设的时候，所消耗的资源总量也较为可观，能在电力系统建设方面节约资源，那么也必将会对国家资源节约发展起到促进作用。而和其他类型的信息传输技术相比，光纤类型通信技术使用的主要材料为二氧化硅，这种材料在我国储量较大，因此使用这种材料进行电力系统中通信工程建设也就能起到更好的效果。 2.3良好的可靠性 在各种机械设备都出现在了社会上之后，人们对电能的需求量也与日俱增，尤其对于高层建筑、工业企业、科研机构等现代化建筑而言，一旦电力供应出现了不稳定或者是中断的情况，那就会使相应单位的发展受到极大影响。而电力通信是保电力系统稳定运行的基础，这也就需要电力通信能在运行中有良好的可靠性。其次，目前供电体系的建设已经逐渐普及到各个地区，并且依托于现代强大的建设机械以及技术，在一些环境条件恶劣、地形条件特殊的地区也建设了一定规模的电网，而这些地区由于环境条件、气候条件的影响，会使电力通信系统在工作阶段承担较大的环境负荷，这需要电力通信系统能在这种恶劣条件下依旧具有良好的可靠性，从而切实的保证电力系统运行的稳定性。而在保证电力通信系统稳定性的方面，光纤类型的通信系统有着较为突出的优势。光纤类型的通信技术在信息传输方面更为稳定，避免了信息传输中发生丢失。其次，光纤类型的通信技术在经过结构设计、组成材料等方面的优化后，这种通信技术对各种恶劣环境的抵御能力也得到了强化，使光纤类型通信技术能在各种环境下都保持良好的信息传输质量。 2.4具备快的传播性 通信延时后，造成的损失是无法估计的，信息高速发展的今天，信息的不平等性带来的机会很多，信息是每个机构个人争取的竞争要素，因此电力通信网络要具备及时性，不能出现通电延时。电力通信网络传播的快速性，也有利于断电后，现场的及时回复，挽回损失，光纤电缆传播信息的速度快，在电力通信网络方面的应用广泛。 3光信通信技术在电力通信网建设中的应用 由于光纤通信能够很好地适应电力通信网传输的各项要求，且光纤技术日益成熟，光纤通信在电力部门中的应用也逐步推广和扩大。 （1）地线复合光缆，也称为架空地线内含光纤。这种光纤的特点在于它包含在已架好的地线之中，既能够不损害地线的性能，又能够接受地线设置的保护，很好地完成电力信号的传播。其类型大致有铅骨架型、不锈钢管型以及海底光缆型等。 （2）地城缠绕光缆，这种光纤是通过专用机械将光缆缠在架空的地线上。其特点在于较为便宜简单，传播信息的能力也很高，但同时也具有易折断的缺点，因此在应用中需要对铺设环境等进行谨慎周全的考虑。 （3）全介质自承式光缆。这种专用光纤既有光缆优良的机械性能和环境适应性，还有其独特的特点，如传输过程中损耗较小，色散程度低；结构十分紧密，能够有效排除恶劣环境的影响；柔韧性和弯曲能力也十分突出。 4光纤通信技术实际发展 （1）从新型光纤诞生到今天，IP业务量得以迅猛增加，电信网络也需要快速创新和完善。当前的信号传输实现的都是远距离传输，并且对质量有很高要求，之前的单模光纤显然已经不能满足发展需求，因此开发和研究光纤是电力系统健康稳定发展的基本需要。当前，在干线网要求不断提高下，并在大力建设和发展城域网背景下，非零色散光纤、无水吸收峰光纤已经得到了电力市场的普遍肯定。由于光纤具备先进性，其应用和发展非常快。（2）光联网后，光网络容量大、网络节点多，并且也增加了网络透明度，有效地连接了各种信号，大 电力光纤通信网络的安全可靠应用探讨 随着信息通信技术的发展，光纤通信技术在各个领域得以普及应用。电力行业作为国家能源基础产业，对电力生产实时控制业务的可靠传送的要求也越来越高，要想保障电力的可靠供应，提高电力生产实时控制业务的传送可靠性，必须建立安全可靠的电力光纤通信网络。文章从概述电力光纤通信组网中的应用出发，探讨建立安全可靠电力光纤通信网络具体应用，以期为相关应用和具体的实践工作提供一定的借鉴。 标签：安全可靠；电力光纤通信网；自愈；倒换；分插复用器（ADM） 1 概述 随着电力行业的快速发展，电力信息化的进程也随之不断加快。在电力网与电力信息网之间存在的互相渗透的关系越来越突出。在这个背景下，电力系统对于电力通信网提出越来越高的要求，优质可靠的通信手段是电网安全、稳定、经济运行的重要基础，电力通信为电力系统提供远动信号、继电保护信号、数据采集与监视控制系统和会议电话、电视、管理信息数据等，对通信的实时性、准确性和可靠性要求很高。不管是从通信能力还是从通信网络的可靠性、通信质量来说，都极具挑战。 电力通信系统需要以电网为主要信息管理和传输平台，需要与其保持同步完善以及逐步升级优化。在这个过程中，需要切实将光纤通信置于重要地位。因为电力系统的通信传输网络是由电力光纤通信网组成的，主要的功能是进行电力生产以及管理业务的承载，所以在实际生产运行中，需要对光纤通信网络的安全可靠性进行重点关注，当前电力系统中广泛应用的光缆有管道光缆、自承式光缆、地线复合式光缆等。 2 安全可靠的电力光纤通信网的具体构成 2.1 SDH自愈环网的构建 当前在电力光纤通信网中广泛应用的是SDH自愈环网，环形自愈网（SDH 自愈环）是光同步数字传输网的一种组网方式。光同步数字传输网是由SDH网元设备和光缆线路系统两部分组成。网元设备完成对信息的同步传输、复用和交叉连接等主要功能。网元设备有全世界统一的网络节点接口（NNI），简化了信号的互通、传输、复用、交叉连接和交换等过程；并有标准统一的光接口，能够在基本光缆段上实现横向兼容性，即允许不同厂家设备在光路上互通。网元设备有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块（如STM-1、STM-4和STM-16等），并具有块状帧结构，允许安排丰富的开销字节（即网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分）用于网络的运行、维护和管理（OAM）；允许准同步数字体系（PDH）、同步数字体系（SDH）和B-ISDN等信号容纳进其帧结构中传输，因而具有广泛的适应性。 浅谈电力系统光纤通信工程的运用探讨 发表时间：2020-03-16T14:57:36.090Z 来源：《电力设备》2019年第21期作者：黄敏妮[导读] 摘要：伴随着经济的不断发展以及科学技术的进步，在电力系统通信中，先进的科学技术也得到了广泛的应用，光纤通信技术有了很大的进步和发展，在一定程度上提高了电力系统的通信技术质量。 （广西鑫华电力设计有限责任公司广西梧州 543000） 摘要：伴随着经济的不断发展以及科学技术的进步，在电力系统通信中，先进的科学技术也得到了广泛的应用，光纤通信技术有了很大的进步和发展，在一定程度上提高了电力系统的通信技术质量。在本篇文章中，对电力系统光纤通信工程的运用进行了详细的探讨。 关键词：电力系统；光纤通信工程；运用探讨 优良的电力系统是电力安全稳定运行的重要支撑，电力系统通信作为电力系统不可缺少的重要组成部分，为保证电网信息的可靠、高效、安全传输，对电力系统通信网络传输能力以及通信设备方面的要求也在不断提高。由于光纤通信自身具有抗强电磁感染以及电绝缘的性能，并具有传播速度快、容量大、安全性高的特点，如果将光纤通信直接运用到电力系统当中，不仅可以有效保证电力系统通信传输网络的稳定性，还能保证通信信号的高质量传输。 1、电力系统通信 为满足电力系统运行、维护和管理，需将电网信息集中管理、统一调度，并建立与之相适应的通信系统。因此电力系统通信是电力系统不可缺少的重要组成部分，是电网实现调度自动化和管理现代化的基础，是确保电网安全、经济调度的重要技术手段。在1978年我们国家已正式批准并且开始建设电力专用通信网络，在20世纪80年代，国家电力通信建设进入了快速发展的时期。伴随着国家电力系统通信的不断发展，一些新兴的通信技术也被逐渐进行推广应用，电力通信系统成为我国第三大专业化通信网络，成为仅次于军用通信系统以及铁路通信系统之后的庞大通信系统体系。当前我国电力系统正处于迅猛发展时期，随着时间的推移以及技术的不断进步，对电力系统通信的功能及要求也在不断提高。所以在当前时期，需要不断提高电力系统通信的技术，从而在最大程度上有效推动电力系统通信的长足发展。 2、电力系统通信运用光纤通信工程的具体优势 2.1光纤通信技术自身的传输容量比较大，并且通信信号传输的距离比较长 根据有关数据显示，我国目前已经投入使用的商用光纤通信容量为每秒400Mbit，依照这个传播速度，可以在不同条件下满足不同用户通信信号传输的需求。同时，我国光纤通信的传输距离实现了每秒超过上百公里，而且光纤技术目前已经达到了不受天气变化的限制，并且即使在相对恶劣的自然环境下，自身的传输信号的稳定性也比较强。基于以上情况，并结合我国所使用的光纤通信技术具有较强的自身抗干扰能力、较好的保密性，相比较传统的数据传输模式而言，在电力系统通信中运用光纤通信技术，具有很大的优势。 2.2光纤材料环保绿色，节约工程成本 由于光纤材料自身的尺寸较小、重量轻，在一定程度上有利于工程建设工作。同时光纤通信材料不添加有害物质、不具备辐射性质，部分光纤更采用无金属加强材料，避免了金属材料的浪费，在一定程度上保护了环境，也节省了工程的建设成本，符合绿色电网的建设要求。在电力系统通信中运用光纤通信技术，具有很大的优势。 3、电力系统光纤通信工程的具体应用 3.1架空地线复合光缆 架空地线复合光缆主要指的是电力系统通信中使用的一种通信光缆，这种光缆主要应用于110kV及以上高压线路当中，悬挂在杆塔的顶端，充当地线和光缆使用。这种光缆自身具有双重功能，不仅具有普通地线的基本功能，还涵盖了通信光缆的功能。一般情况下，架空地线复合光缆主要结构有三层，最外层是一层铝线，中间层为钢芯，内层光纤包含在钢芯以内。根据内部结构类型的不同，架空地线复合光缆分为三种，即中心束管式、层绞式和骨架式。这种通信光缆自身最为主要的特点为：信息容量大；由于是在不锈钢内包含的光缆，自身的抗强电干扰的能力也很强。另外，这种光缆自身的温度性能比较好、机械强度也非常高。 3.2无金属自承式架空光缆 无金属自承式架空光缆也是电力系统通信中使用的一种通信光缆，芳纶纤维是无金属自承式架空光缆的主要原材料，具有弹性模量高、重量轻、防弹能力高等优点，采用松套层绞填充的方式进行套装。因无金属自承式架空光缆使用的是无金属加强材料，并且抗电性及抗腐蚀性能力较高，在电力系统通信中运用这种材料，可以有效避免雷电以及高温的伤害，在一定程度上减少线路运行故障的概率。 3.3金属自承式架空光缆 金属自承式架空光缆同为电力系统通信光缆的一种，自身结构相对复杂，采用高模量的塑料为原材料，内填充防水化合物套管，将单模或多模光纤套入，再在光纤的中心附加加强芯，金属加强芯的外层需用聚乙烯进行包裹。与其他类型的光缆进行比较，金属自承式架空光缆的优势非常明显，具有很好的耐水、耐高温性能。除此，金属自承式架空光缆的外层保护套表面非常光滑，能有效减少外部损伤。此外，还可以在内部填充特种防水化合物，最大程度保证光缆的防水能力。综上所述，金属自承式架空光缆适合在电力系统通信光纤网络建设中投入运用。 4、光纤通信技术在电力系统未来的发展方向 4.1智能电网建设 近年来，伴随着信息技术的高速发展，我们的生活发生了很大的变化，电网也日渐向智能化方向发展，未来将建成一个以物理电网为基础，并集成现代先进传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术的新型电网。光纤通信技术在智能电网的建设中将充当一个重要的信息传输通道角色，光纤通信建设的发展将大大提高电力信息的传输效率，提高电力设备使用效率，降低电能损耗，使电网运行更加经济、高效。 4.2光联网技术 光波分复用技术自身具有一定的优势，然而，相比较光纤技术来说，自身的灵活性以及可靠性依然不够理想。通过光联网技术，不仅可以有效的改善传统网络技术的一些缺点，与此同时，还可以实现通信大容量远距离传输，从而可以在一定程度上扩大了传输的范围。另外，通过光联网技术，还可以将不同系统的信号进行连接，在这种情况下，网络技术自身的灵活性也得到了很大的提高。另外，光联网技术还可以快速的修复网络，并且不影响电力系统的正常运行。 空间光通信技术简介 空间光通信又称为激光无线通信或无线光通信。根据用途又可分为卫星光通信和大气光通信两大类。自从60年代激光器问世开始，人们就开研究激光通信，这时的研究也主要集中在地面大气的传输中，但因各种困难未能进入实际应用。低损耗光纤波导和实用化半导体激光器的诞生为激光通信的实际应用打开了大门，目前光纤通信已经遍布世界各国的各个城市。由于对无线通信的需求的增长，再有卫星激光通信的快速发展，自从90年代开始，人们又开始重新对地面无线光通信感兴趣，进行了大量的研究，并且开发出可以实用的商业化产品。 一、开展空间光通信研究的意义及应用前景 1.作为卫星光通信链路地面模拟系统的技术组成部分 卫星光通信链路系统在上卫星前必须有地面模拟演示系统，以保障电子系统、光学系统、机械自动化控制系统等各子系统的良好工作。在链路捕捉完成以后，与以太网相连的无线光通信系统借助于光链路的桥梁，源源不断地输送以太网上的信息，这是考验光链路稳定性能的重要指标。 2.为低轨道卫星与地面站间的卫星光通信打下良好的技术基础 低轨道卫星与地面站的通信会受到天气的影响，选择干旱少雨地区建立地面站在相当程度上缓解了这一矛盾，再通过地面站之间的光纤网可以把卫星上信息送到所需地点，这从技术上牵涉到空间光通信网与光纤网连接问题，这方面问题已经基本得到解决。 3.空间光通信具有巨大的潜在市场和商业价值 ●可以克服一些通常容易碰到的自然因素障碍 当河流、湖泊、港湾、马路、立交桥和其它自然因素阻碍铺设光纤时，无线光通信系统可跨越宽阔的河谷，繁华的街道，将两岸或者岛屿与陆地连接起来。 ●提供大容量多媒体宽带网接入 用无线光通信系统作为接入解决方案，不需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要。 ●可为大企业、大机关提供部大容量宽带网 无线光通信系统能在企业、机关围为建筑物与建筑物之间的大容量连接提供一种开放空间传送的解决方案。 ●为公安、军队等重要部门提供高速宽带通信。 ●支持灾难抢救的应急系统 无线光通信系统可为灾难抢救提供一种大容量的临时通信解决方案 ●为一时性大规模的重要活动提供临时的大规模通信系统 例如，奥运会和其他体育运动会、音乐会、大型会议以及贸易展览会等专门活动往往需要大容量宽带媒体覆盖。无线光通信系统能提供一种迅速、经济而有效的解决方案，不受原有通信系统的带宽限制，也不用再去办理光纤铺设许可证。 二、空间光通信的优势 1.组网机动灵活 无线光通信设备将来可广泛适用于数据网（Ethernet，Token Ring，Fast Ethernet，FDDI，ATM,STM-x等）、网、微蜂窝及微微蜂窝（E1/T1—E3/T3，OC-3等）、多媒体（图像）通信等领域。可以把这些网上信息加载在光波上，在空气中直接传输出去，这种简便的通信方式对于频率拥挤的环境是非常理想的，例如：城市、大型公司、大学、政府机构、办公楼群等。 电力光纤通信网络的规划与设计 电力通信中，科学合理的规划设计电力光纤通信网络，与电力通信网络昀优化、昀可靠的运行方式及生产生活活动的正常运行有着直接联系。鉴于此，本文在阐述电力光纤通信网络规划设计概述之后，对规划设计中存在的问题展开了分析，并提出了针对性的解决对策，以期电力通信网络运行系统能够更加趋向完善。 标签：电力光纤;通信网络;规划;设计 引言 由于电力光纤通信技术和网络技术的发展较为迅速，越来越多的人会对此技术产生依赖性，而不同的人群会有不同的需求，因此，就要使电力光纤通信的质量变得越来越高，才可以满足各类人群的需求。既要具备流畅的通信能力，又要对用户的隐私安全进行保护，所以必须要做好电力光纤通信网络的规划设计工作，保证电力光纤通信网络的通信质量，提高网络通信的安全性和保密性。 1光纤通信网络规划设计概述 为了更好地开展电力光纤通信网络规划和设计，需要在设计过程中遵循电力行业的相关的设计规划，根据相关设计要求来完成相应的设计目标，从而更好推动电力光纤通信网络系统的健康发展。为了更好地保障电力光纤通信网络的安全性以及稳定性，在开展规划和设计过程中需要重点考虑到网络的冗余性设计，能够保障网络的稳定性，能够允许一定外力因素的干扰。尤其是随着5G技术的应用发展，大大促进了光纤通信网络的智能化、先进性的发展，从而更好促进电力通信技术的应用和发展。另外在保障通信网络安全性和可靠性的基础上，还需要考虑到电力通信网络设计和建设的经济性和绿色性，减少电力对于周围系统的污染。另外，电力通信网络一般的设计过程中需要重点考虑一些网络的设计，其中自愈环网是规划设计的重点内容，为了保障网络的冗余量，在主枝干的网路设计过程中还需要考虑到分支链路设备的设计规划，从而提高网络的可靠性设计，这样网络在遭受线路改造、迁移和恶劣环境破坏时还能够保证正常运行。在设计过程中，为了提高电力光纤通信服务质量，根据电力业务分布的实际情况，网络结构采用环形结构与5G技术相结合，来满足电力调度系统以及偏远电力设备接入网络的需要。另外5G技术能够昀大限度满足电力光纤通信路由、多样化通信等相关需求。网络结构的优化能够有效提高电力调度通信的可靠性和稳定性。另外为了节约投资成本，可以在光缆选择过程中对于光缆进行优化配置，提高网络的可靠性和经济性。在光纤通信网络中，常用的72、48以及36和24不同规格的光缆芯数，他们能够满足不同光纤网络的需求，同时还能够有效节约成本。 2电力光纤通信网络的规划设计问题 2.1电力光纤通信网络的拓扑结构设计问题 探究电力系统光纤通信工程的应用武伟 发表时间：2018-03-13T10:22:43.353Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：武伟 [导读] 摘要：电力行业最大的特点就是在任何情况下都要保持电网的通畅性，一旦电力通信发生故障，就会波及相当广的范围。 （呼和浩特供电局武川供电分局 011700） 摘要：电力行业最大的特点就是在任何情况下都要保持电网的通畅性，一旦电力通信发生故障，就会波及相当广的范围。电力通信的好坏直接影响着电网的正常运行和安全，它的进步和提高将直接推动电力网络安全性的提升。光纤传输信号具有较高的灵活性和可靠性，不易受到外界的影响，可以保障电力通信传输的稳定。因此，加强电力系统光纤通信工程建设是很有必要的。本文针对电力系统光纤通信工程的应用进行了简要探讨。 关键词：电力系统；光纤通信工程；应用 1光纤通信原理及其特点 1.1光纤通信原理 光发射机，中继器，光纤以及光接收机共同组成了光纤通信中电信号通过光发射机转变为光信号，而电信号又通过光接收机转变成电信号。利用电调制器实现了将信息向合适信道传输信号的转化，通常情况下将信息转变为数字信号而通过光调制器实现将电调制器的信号向合适光纤信道传输光信号的转化，通过中继器实现放大信号的目的。光纤传输以后比较微弱的光信号利用光探测器将其转变为电信号，利用电解调器放大光信号，从而实现了将原信号的输出，如此，完成了光纤在电力系统通信中的一次信号传输。 1.2光纤通信特点 1）损耗较小，传输距离长。在电力通信中，光纤通信技术的信息传输距离远远大于微波、电力线载波、铜缆等通信技术，并且信息传输损耗很小。 2）通信容量大。一般情况下，一对光纤能够满足几百路甚至几千路通过，一根光缆中可以包括几十根光纤甚至几百根的光纤，抗干扰能力较强。光纤原材料为石英，其本身就具有很好的绝缘性能，因此光纤的抗腐蚀性与抗水性都较好，而且还可以有效地抵抗电磁波的干扰，能够确保电力通信系统的安全稳定运行。 2光纤通信技术 光纤通信借助光纤进行传输，光成为讯息的承载体。由于光纤是由极纯玻璃制作而成的极细光导纤维，它是电气绝缘体，所以不用担心接地的回路问题，由于光纤间的干扰较小，光波在传输中不会由于光信号泄漏而使讯息被窃听;光纤纤芯以及由多光芯组成的光缆的直径都很小，所以光纤通信传输设备与系统所占用的空间较小。在光纤传输过程中，光波频率比电波频率高出很多，而光纤传输介质的损耗又比同轴电缆或导波管低很多，所以光纤传输的容量是微波的几十倍。 3电力系统光纤通信工程的应用分析 电力系统的光纤通信系统不仅要求较高的安全可靠性，还有相当大的业务量，所以在建设电力系统光纤通信工程时，要综合考虑到电力通信系统的基本要求以及通信技术的优势作用，从而有针对性的建设电力系统光纤通信工程，电力通信光纤通信工程中常用的几种光缆光纤有：普通光缆，ADSS自承式光缆，OPGW架空地线复合光缆等，以下针对普通光缆、自承式光缆、架空地线复合光缆在电力系统通信工程中的应用进行简单的分析。 3.1普通光缆在电力系统光纤通信工程中的应用分析 普通光缆光纤都是采用单芯的方式，普通光缆一般分为室内与室外光缆，单模与多模光缆，普通光缆的型号有很多，根据不同的方式划分可以分为不同的光缆种类。光缆一般都是由缆芯、加强的钢丝，护套与填充物构成的，此外还需要应用防水层，缓冲层以及绝缘的金属导线等构件。其中GYFTZY光缆属非金属阻燃中心加强构件、松套层绞填充式、阻燃聚乙烯护套、阻燃外护套的通信用室外光缆。采用“SZ”双向层绞技术。松套管填充特种油膏，对光纤进行关键性保护。全截面阻水结构，确保良好的阻水防潮性能。中心加强构件采用有较高杨氏模量的玻璃纤维增强塑料棒（FRP）。双面覆膜皱纹钢带纵包，与PE护套紧密粘结，既确保了光缆的径向防潮，又增强了光缆耐侧压能力。钢（铝）带搭边粘结可靠，强度高，扭转不开裂。光纤余长控制稳定。成缆后，光纤的附加衰减近乎于零，色散值无变化。环境性能优良，适用温度区间为-10～+70℃。适合于架空、管道、直埋等敷设方式。无金属结构，抗电磁、雷电性能优良，防静电。GYFTZY 光缆因其具有不包含金属、阻燃、防水、防雷等特点，适用于长途通信、局间通信及光缆进局，在电力系统通信建设中多用做进场光缆，电缆沟中敷设或直埋施工中。 3.2ADSS光缆在电力系统光纤通信工程中的应用分析 现在的ADSS光缆，也就是无金属自承式的架空光缆，主要存在着四中常见的结构：①分布式不断增强的ADSS光缆；②带状形式的ADSS光缆：③层绞形式的ADSS光缆；④中心束管式的ADSS光缆，其中中心式与层绞式的ADSS光缆结构在电力系统中应用较为广泛。 无金属自承式架空光缆采用了高强度的芳纶纱作为基本的元件，其中该材料比较轻盈，弹性高，具有较高的抗张作用，架空光缆的规格尺寸比较小，当架设在电力的杆塔上时，不会产生较大的负荷压力，ADSS光缆的外部护套采用特殊处理后，具有较高的抗电腐蚀作用，自身材料选用的是无金属的介质材料，具有较高的绝缘性能，即使电力线路出现故障问题也不会影响光缆通信的运行。ADSS光缆可以利用现存的电力杆塔进行通电施工，因为重量小，可以跟电力线一同架设在电力杆塔上，极大的降低了电力系统光纤通信工程的成本。ADSS光缆具有较高的抗拉强度，可以跨越距离千米左右，无金属材料制成，绝缘性较高，可以有效的避免电力线故障，雷击故障以及高温损坏故障等，由于其自身的绝缘性，便利了施工维护工作的进行，不需要停电就可以进行工程的施工建设，并且ADSS光缆还可以用于比较复杂的环境之中。尽管ADSS光缆具有较高的使用优势，但是在实际应用时还存在着一些问题，一旦ADSS光缆外部出现污垢层，就会造成整个电场的不均匀，从而出现漏电情况，使得污垢层温度升高，不均匀的污垢层受热蒸发，就会变得干燥，增加了其在光缆表面的阻力，就会导致光缆的放电现象发生，严重时会损坏ADSS光缆，影响正常的电力通信。除此之外，在进行ADSS光缆的设计时，要考虑到架设光缆挂点的电场强度大小，以及电力杆塔的总体受力情况。 3.3OPGW光缆在电力系统光纤通信工程中的应用分析 OPGW光缆是架空地线复合光缆，在实际的电力系统光纤通信工程中应用广泛，既可以作为普通的地线，也可以用作光缆通信，总体光纤通信在电力系统的应用
光纤通信技术在电力通信中的应用
1,光纤通信简介与光纤的导光原理介绍。
光纤通信在电力通信中的应用
光纤通讯基础简介(上)
电力系统光纤通信若干问题
光纤通信技术在电力通信网建设中的应用 张文龙
电力光纤通信网络的安全可靠应用探讨
浅谈电力系统光纤通信工程的运用探讨
空间光通信技术简介
电力光纤通信网络的规划与设计
探究电力系统光纤通信工程的应用 武伟