浅谈电力光纤通道复用保护
2M光接口电力复用保护通道的应用探讨
2M光接口电力复用保护通道的应用探讨摘要：本文基于光接口互联的2M复用保护通道进行了应用研究，通过对光接口互联技术的信号编码、风险评估以及经济性评价方面的研究，搭建了实际物理环境测试平台。
并通过实际应用验证表明基于光接口的复用通道提高了保护业务传输的可靠性和网络路由组织的灵活性，在实际中可满足新建、改造、优化等各项保护通道运维要求。
关键词：光接口；复用保护；通信通道1.光纤保护通道应用现状传输继电保护信息的光纤通信通道有专用通道和复用通道两类。
2Mbps复用保护通道因占用纤芯资源少、传输距离不受限、运行方式调整灵活、支持远程监控等优势，一般作为线路保护的迂回通道广泛使用。
但这种通道下保护装置与SDH设备之间存在的2M光/电转换设备引发了这种应用方式下工程实施复杂、可维护性差、投资大、可靠性低[1]问题。
2.光接口复用通道研究策略2.1 2M光接口互联技术随着技术进步，2M光接口互联技术提供了一种新的问题解决思路，即将传统的光/电转换环节前置于SDH传输设备内部，实现保护装置与传输设备之间的直连互通。
2.2 光接口编码光接口对保护侧信号的要求是保护装置信号编码符合ITU-T G.703规范，光信号速率为2.048±50×10-6Mbit/s，并且信号中必须包含时钟信息，且不能出现长连“0”或长连“1”。
2.3 应用框架首先对光接口的传输性能进行测试和调试，随后结合网络拓扑结构，研究SDH网络在不同保护方式下2M复用通道的脆弱性[2]。
然后根据不同电压等级继电保护信号对通信指标的要求，建立SDH网络的故障损失计算模型，最后根据2M复用通道的风险评估模型计算风险值[3]。
图一光接口2M复用通道应用框架3.测试平台方案3.1 测试平台搭建选取实际运行线路及保护装置搭建通道进行测试。
保护装置采用许继WXH-813A/B1/R1，版本V1.13，CRC码33F5，保护类型为光差保护。
SDH设备为中兴zxmp-S385，支持2M光接口板。
电力系统复用保护通道的原理研究
电力系统复用保护通道的原理研究电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，负责向各个行业和居民提供电力供应。
为了确保电力系统的安全和稳定运行，必须在系统中设立保护通道，以应对各种潜在的故障和故障情况。
本文将探讨电力系统复用保护通道的原理，并对其进行深入研究。
一、电力系统保护通道的基本原理保护通道是电力系统中的一个重要组成部分，其主要作用是在电力系统发生故障时，迅速切断故障区域，保护系统和设备不受到更大的损害。
通常情况下，电力系统的保护通道由保护主体、保护装置和保护信号组成。
1. 保护主体电力系统的保护主体是指在系统中特定的装置，用于感知系统中发生的故障，并向保护装置发送信号以实现对故障区域的切除。
通常情况下，保护主体可以是CT变压器、PT变压器、继电器等设备，其作用是将系统中的电压、电流等信号转换成保护装置能够识别和处理的信号。
2. 保护装置保护装置是电力系统中的一种关键设备，其主要作用是接收保护主体发送的信号，并通过内部的逻辑运算判断系统中是否发生了故障，并决定是否需要切除故障区域。
保护装置通常包括逻辑控制单元和输出接触器两部分，其中逻辑控制单元用于实现对故障信号的处理和判断，输出接触器用于实现对故障区域的切除。
3. 保护信号保护信号是保护主体向保护装置发送的一种信号，用于通知保护装置系统中发生了故障。
保护信号通常包括电流信号、电压信号、频率信号等，通过这些信号可以实现对系统中各种故障情况的感知。
二、电力系统复用保护通道的原理分析电力系统中常常会存在多种不同类型的故障，比如线路短路、设备过载、设备故障等，而且这些故障可能会同时出现在系统中的不同位置。
在设计电力系统的保护通道时，需要考虑系统中不同类型故障的复用保护。
复用保护通道是指一个保护装置能够实现对多种故障的保护，从而减少系统中保护装置的数量和成本，并提高整个系统的可靠性和稳定性。
复用保护通道的实现依赖于保护装置和保护主体对系统中故障信号的处理和判断能力。
浅谈光纤通信中的复用技术
浅谈光纤通信中的复用技术
光纤通信是指利用光纤作为信息传输的通信方式。
光纤通信由于具有传输速率高、抗干扰、能量损耗小等优点，已经逐渐成为现代通信领域的主要方式和发展方向。
在光纤通信中，为了提高通信信道的利用率，使得网络传输更加高效，复用技术就成为了重要的工具之一。
复用技术是指将多个不同的信号在传送时通过技术手段复合在一起进行传输的技术，主要分为分时复用（TDM）和波分复
用（WDM）两大类。
分时复用是一种技术，它通过按照时间间隔的方式，将多个信号在同一信道中传输，实现对信道的复用。
对于每个用户来说，分时复用器将时间分割成一个个时间段，每个时间段为用户分配一定的时间，用于发送数据。
这样多个用户就可以共用同一条物理链路。
相对于其它复用技术，分时复用具有拓扑结构简单、方便管理、可靠性高等优点。
但是，分时复用也有缺点，例如，对于带宽不足的情况下，复用后的信道容易出现冲突、信噪比下降等问题。
波分复用是利用不同的波长将多个信号在同一光纤中传输的一种技术。
光纤在不同频率上的信号能够相互独立的传输，通过波分复用可将不同的数据流通过不同的频段同时传输到目的地，实现对链路的复用。
波分复用器将不同的波长光通过施加不同的频率，将它们调制成两个或多个不同的模式，然后将它们送入光纤中传输。
相对于分时复用技术，波分复用有效地利用了光纤宽带资源，可以同时传输多个数据流，克服了分时复用的
容量限制。
但是，波分复用涉及到技术难度高、设备依赖性强等问题。
综上所述，光纤通信中的复用技术是实现光纤通信高效、可靠性的关键所在。
在实际应用中，需要根据实际情况选择不同的复用技术，以达到最佳的通信效果。
电力系统复用保护通道的原理研究
电力系统复用保护通道的原理研究
电力系统复用保护通道是一种利用已有的通信设备和网络资源，为电力系统保护方案
提供有效的通信通道的技术手段。
其原理研究包括以下几个方面：
1. 多通道技术：复用保护通道通过多通道技术，将已有的通信资源按照不同的保护
功能进行划分和复用。
这样可以在有限的资源下同时满足多个保护方案的通信需求，提高
通信资源利用率。
2. 保护通道切换机制：复用保护通道需要具备可靠的切换机制，以保证在通信故障
或其他原因导致通道中断时，能够快速切换到备用通道，保证保护信息的传输。
3. 保护通道协议研究：复用保护通道需要设计相应的通信协议，以确保保护信息的
稳定传输和正确解析。
协议研究包括通信消息的格式、传输的流程和检错机制等方面，需
要兼顾通讯的实时性和可靠性。
4. 保护通道监测与维护：复用保护通道的稳定运行需要建立相应的监测与维护机制。
这包括监测保护通道的链路状态、网络负载情况、数据传输性能等，并及时采取措施进行
故障排除和优化调整。
5. 通信网络的优化配置：复用保护通道的性能和可靠性与通信网络的配置紧密相关。
需要对通信网络的布局、传输设备的选择和配置等进行优化，以提高保护通道的传输效率
和可靠性。
通过以上原理研究，可以实现电力系统的复用保护通道。
这样可以有效提高电力系统
的保护可靠性和通信资源利用率，为电力系统的安全稳定运行提供有力支撑。
浅谈电力光纤通道复用保护
浅谈电力光纤通道复用保护摘要：电力通信网经过多年来的安全管理，安全生产局面平稳，安全生产指标稳步提高，但随着电网规模迅速扩展，技术复杂性相应增加，客观上需要建立与现代电力工业及其通信系统相适应的现代化管理体系。
1 光纤知识简介光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm 的细玻璃丝构成。
光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点。
继电保护所用光纤为通信光纤，是由纤芯和包层两部分组成的：纤芯区域完成光信号的传输，包层则是将光封闭在纤芯内，并保护纤芯，增加光纤的机械强度，如图1所示。
光在纤芯中形成全反射，n1（纤芯折射率）＞n2（包层折射率）。
按光在光纤中的传输模式，光纤可分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤（single mode fiber）的中心玻璃芯很细，其纤芯直径一般为：4~10μm，只能传一种模式的光。
多模光纤（multi mode fiber）在一定工作波长下，可传多种模式的光。
多模光纤的中心玻璃芯较粗，其纤芯直径一般为：50~70μm，但其模间色散较大，限制了传输数字信号的频率。
随着距离的增加，其限制效果更加明显。
传输衰耗和色散是光纤的两大特性。
继电保护用光纤对衰耗值要求较高，不同波长的光信号衰耗值不同。
色散是指输入脉冲在传输过程中的展宽，产生码间干扰，增加误码率，限制通信容量及传输距离。
色散包括模式色散、材料色散、波导色散。
模式色散存在于多模光纤中；材料色散由于光纤材料本身的折射率随频率而变化；波导色散是由于光纤的制作工艺（几何结构、形状）的不完善而产生。
综合传输衰耗和色散，可知单模光纤1310nm 波段是最佳传输窗口，所以现在继电保护用光纤均使用单模光纤1310nm 波段。
2 电力网络用光纤目前电力光纤网络使用的光缆主要有 3 种: 普通非金属光缆、自承式光缆（ADSS）和架空地线复合光缆（OPGW）。
架空地线复合光缆虽然造价较高，但在高电压等级及同杆双回和多回线路使用时，占线路综合造价比例较低，并可以兼作继电保护通道。
继电保护光纤通道的分析与保护探讨(一)
继电保护光纤通道的分析与保护探讨(一)摘要：本文主要对光纤通道与接口、继电保护的高压测量、继电保护的信号通道和光纤通信系统的复用在继电保护中的应用作了重要的分析和阐述。
关键词：继电保护；光纤；保护；信号1光纤通道与接口光纤通道现在已在继电保护中应用。
由光纤通道构成的保护称为光纤继电保护。
它由光发送器，光纤和光接收器等部分构成。
1.1光发送器。
光发送器的作用是将电信号转变为光信号输出，一般由砷化镓或砷镓铝发光二极管或铝石钕榴石激光器构成。
发光二极管的寿命可达百万小时，它是一种简单而又很可靠的电光转换元件。
1.2光接收器。
光接收器的作用是将接收的光信号转换为电信号输出，通常采用光电二极管构成。
1.3光纤。
光纤用来传递光信号，光在光纤中传播。
它是一种很细的空心石英丝或玻璃丝，直径仅为100-200um。
光在光纤中传播。
光纤通道容量大，可以节约大量有色金属材料，敷设方便，抗腐蚀不受潮，不怕雷击，不受外界电磁干扰，可以构成无电磁感应和很可靠的通道。
但不足的是，通信距离不够长，用于长距离时，需要用中继器及其附加设备。
随着电力系统保护、控制、远动技术的发展，需要愈来愈大的通信容量。
微波通道的通信容量一般只有960路，而用光缆构成的光纤通道当用0.85um短波长时通信容量可达1920路，当用1.55um长波长时通信容量可达7680路。
1.4工作可靠。
载波通道受雷电和电力系统操作产生的电磁干扰很大，信号衰耗受天气变化的影响很大，有时甚至不能工作。
微波通道受电磁干扰较小，但在恶劣天气条件下信号衰落很大。
光纤通道不受电磁干扰，基本上不受天气变化的影响，因此工作可靠性远高于载波和微波通道。
这对于电力系统特别重要。
光纤保护包括光纤电流差动保护、光纤距离保护、光纤方向保护、光纤命令传输等装置，它们对传输通道的要求是不同的。
光纤距离保护、光纤方向保护和光纤命令传输装置由于传输的是逻辑命令信号，对传输通道的对称性没有要求。
可以工作在任何传输通道，也完全可以工作在任何形式的光纤自愈环网中。
浅析光网络中的复用技术（2）
浅析光网络中的复用技术（2）3.WDM技术光波分复用是多个信源的电信号调制各自的光载波，经复用后在一根光纤上传输，在接收端可用外差检测的相干通信方式或调谐无源滤波器直接检测的常规通信方式实现信道的选择。
采用WDM技术不仅可以扩大通信容量，而且可以为通信带来巨大的经济效益。
因而，近几年对这方面的研究方兴未艾，WDM技术是在一根光纤上承载多个波长（信道）系统，将一根光纤转换为多条“虚拟”纤，每条虚拟纤独立工作在不同波长上。
每个信道运行速度高达2.5～10Gbps。
WDM技术作为一种系统概念，可以追溯到1970年初，在当时仅用两个波长，在1300nm窗口一个波长、在1500nm窗口一个波长，利用WDM技术实现单纤全双工传输。
初期的WDM网络主要致力于点对点系统的研究，作为WDM技术发展的重要阶段，1987年Bellcore在LAMB-DANET规划中开发出有18个波长波道的WDM系统。
具有开拓性进展的是1978年K.O.Hill等人首次发现掺锗光纤中的光感应光栅效应，在此基础上Meltz等人于1989年终于研究发明出紫外光侧面写入光折度光栅技术，从而使采用光纤光栅实现WDM复用技术获得突破性进展，其复用波道数增加到100个以上。
初期报道在1550nm窗口实现25个波道的WDM系统，总容量达到500Gbps。
接着又有报道在1550nm窗口实现25个波道的WDM系统，其波道间隔仅为0.6nm，总容量达1.1Tbps，到1999年中期WDM实用化系统已经实现96个波道。
北电公司宣布于2000年起开发有160个波长波道数的WDM系统，每个波道传输10Gbps，其一根光纤传输信息总容量为1.6Tbps。
由于WDM系统技术的经济性与有效性，使之成为当前光纤通信网络扩容的主要手段。
特别是密集波分复用（DWDM）技术可望很快获得应用。
目前，大部分公司的DWDM系统都是以2.5Gb/ｓ为基本速率，仅加拿大北电网络等少数公司是以10Gb/ｓ为基本速率。
电力系统复用保护通道的原理研究
电力系统复用保护通道的原理研究
电力系统复用保护通道是电力系统中一种重要的保护手段，通过对电力系统中的保护信息进行复用传输，可以有效提高保护系统的可靠性和经济性。
本文将对电力系统复用保护通道的原理进行详细研究。
电力系统复用保护通道的原理是将系统中各个保护设备的信号进行复用传输，从而减少传输线路的数量和成本。
具体来说，电力系统中的保护设备通过通信设备对保护信息进行采集和处理，然后将处理后的信息通过复用传输方式发送给其他保护设备。
在接收端，保护设备通过解析接收到的保护信息，从而实现对电力系统的保护。
电力系统复用保护通道的原理主要包括两个方面：复用传输技术和保护设备之间的通信协议。
复用传输技术主要通过时分复用和频分复用两种方式实现。
时分复用是指将不同的保护设备的保护信息按照不同的时间片进行传输，每个时间片只传输一个保护信息。
频分复用则是将不同的保护信息分配到不同的频率带宽上进行传输，从而实现多路复用。
保护设备之间的通信协议是对保护信息进行编码和解码的方式，包括物理层、数据链路层和网络层等。
电力系统复用保护通道的原理还包括对保护信息进行可靠传输和恢复的机制。
在传输过程中，保护信息可能会受到噪声、干扰和攻击等因素的影响，从而导致传输错误。
为了保证保护信息的可靠传输，需要采用一系列的检错和纠错技术，例如校验和、重传和冗余编码等。
当保护信息传输错误时，需要有相应的恢复机制，例如通过冗余保护设备进行备份和数据重组等。
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浅谈电力光纤通道复用保护
摘要：电力通信网经过多年来的安全管理，安全生产局面平稳，安全生产指标稳步提高，但随着电网规模迅速扩展，技术复杂性相应增加，客观上需要建立与现代电力工业及其通信系统相适应的现代化管理体系。
1 光纤知识简介
光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm 的细玻璃丝构成。
光纤作为继电保护的通道介质，具有不怕超高压与雷电电磁干扰、对电场绝缘、频带宽和衰耗低等优点。
继电保护所用光纤为通信光纤，是由纤芯和包层两部分组成的：纤芯区域完成光信号的传输，包层则是将光封闭在纤芯内，并保护纤芯，增加光纤的机械强度，如图1所示。
光在纤芯中形成全反射，n1（纤芯折射率）＞n2（包层折射率）。
按光在光纤中的传输模式，光纤可分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤（single mode fiber）的中心玻璃芯很细，其纤芯直径一般为：4~10μm，只能传一种模式的光。
多模光纤（multi mode fiber）在一定工作波长下，可传多种模式的光。
多模光纤的中心玻璃芯较粗，其纤芯直径一般为：50~70μm，但其模间色散较大，限制了传输数字信号的频率。
随着距离的增加，其限制效果更加明显。
传输衰耗和色散是光纤的两大特性。
继电保护用光纤对衰耗值要求较高，不同波长的光信号衰耗值不同。
色散是指输入脉冲在传输过程中的展宽，产生码间干扰，增加误码率，限制通信容量及传输距离。
色散包括模式色散、材料色散、波导色散。
模式色散存在于多模光纤中；材料色散由于光纤材料本身的折射率随频率而变化；波导色散是由于光纤的制作工艺（几何结构、形状）的不完善而产生。
综合传输衰耗和色散，可知单模光纤1310nm 波段是最佳传输窗口，所以现在继电保护用光纤均使用单模光纤1310nm 波段。
2 电力网络用光纤
目前电力光纤网络使用的光缆主要有 3 种: 普通非金属光缆、自承式光缆（ADSS）和架空地线复合光缆（OPGW）。
架空地线复合光缆虽然造价较高，但在高电压等级及同杆双回和多回线路使用时，占线路综合造价比例较低，并可以兼作继电保护通道。
架空地线复合光缆在电力光纤网络中越来越广泛的应用。
3 光纤保护通道的几种方式
3.1 线路保护专用光纤通道
俗称为裸纤保护，是指占用光缆中的一对纤芯，无需经过光纤通信设备的保护传输方式。
其特点是共享光缆资源，为确保保护的稳定性和可靠性，两站间的距离一般在30km 以内，湖南省目前裸纤保护最长距离为60km，这对保护设
备提出较高要求。
通道组织如图2。
3.2 线路保护复用2M 通道
俗称为2M 保护，是指占用由光纤通信传输设备（SDH，光端机）提供的一对2M 通道的保护传输方式，其特点是共享光纤通信设备资源，对光纤通道的依赖性强，要求通道不中断、误码率低。
通道组织如图3。
3.3 线路保护复用64k 通道
俗称为PCM 保护，是指占用由光纤通信接入设备提供的一个64k 通道的保护传输方式，其特点是共享光纤通信接入设备资源，对PCM 接入设备的依赖性强，要求设备运行稳定、不中断。
在同一变电站内，为便于维护，保护用PCM 一般与通信用PCM 同规格型号，依据使用的要求不同，具体配置不同，但要作醒目标识（红色标识，注明复用保护），以便于区别。
4 通道双重化问题
（1）光纤保护通道与高频保护通道配合使用。
一般一种保护通道采用2M 通道或光纤通道，另一种保护通道采用高频通道。
目前此种通道方式，在某些光纤通信电路不很完善的地区，新建变电站仍有使用。
（2）光纤保护通道。
一般一种保护通道采用2M 通道，另一种保护通道采用专用光纤通道；或两种保护通道均采用2M 通道。
目前随着光纤通信电路的完善，此种通道方式已被越来越广泛的使用。
同一光缆的不同纤芯能否构成通道的双重化需要根据光缆的型式来确定。
对于普通光缆和ADSS 光缆，由于其可靠性较差，同一光缆内的光芯不同不能视为通道双重化，只能通过光缆的双重化达到通道双重化的要求。
对于OPGW 光缆，由于其具有较高的可靠性，在目前光纤网络未能形成环网的现状下，同一光缆纤芯的不同可视为通道双重化；当形成了光纤网络环网后，OPGW 光缆也应实现两条路由的双重化，能在一条光缆损坏后通过另
一个路由正常运行。
5 光纤保护应用中存在的问题
（1）光纤熔接质量不高，导致光纤的衰耗指标不稳定，光纤活接头或光纤尾纤连接器积灰造成通道衰耗增加影响光纤保护的正常运行,进而引起保护装置通道告警，造成光纤保护退出运行。
需满足衰耗元素:
1. 光纤衰耗: 0.3dB/km(单模)
2. 接头衰耗1dB/点
3. 熔接衰耗0.3dB/点
连接衰减包括熔接衰减接头衰减，熔接衰减与熔接手段和人员的素质有关，一般热熔为0.01~0.3dB/点；冷熔0.1~0.3dB/点；接头衰减与接头的质量有很大关系，一般为1dB/点。
系统衰减余量一般不少于6dB。
（2）在工程设计中，对于具备光纤通信网络的厂站端，应优先采用光纤传输方式作为保护信息的通道，高频载波通道则是可选择的另一种保护信号传输主通道或备用通道。
对于线路的两个站端之间架设有光缆，应至少为每回线路保护提供4芯光纤芯作为保护专用通道；线路的两个站端具备光纤通信网络，应至少为每条线路保护提供两个复用通道接口（64k或2M）；对于光纤通道和载波通道混合使用的方式，要求线路开通B相高频载波通道。
解口线路同时Π接随架空线路光缆时，应在解口点以两条独立的光缆形式连接，而不应以一条光缆在解口点熔接。
（3）在使用中，光纤电流差动保护装置应设置光接口，使用专用光纤芯时，则保护装置光接口直接与专用光纤芯相连，采用复用接口时，保护装置的光接口通过光电信号调制设备与通信终端相连；光纤纵联方向、纵联距离零序保护则应通过保护信号复用接口装置，将保护开关量命令转换成光信号，使用专用光纤芯时，纵联保护通过保护信号复用接口装置直接与专用光纤芯相连，采用复用接口时，纵联保护通过保护信号复用接口装置转换成光信号，再通过光电信号调制设备与通信终端相连。
可能使用的高频收发信机应和纵联距离零序保护及保护信号复用接口装置同一组屏，以方便二次回路的切换。
保护采用光纤复用接口时，应设置光电信号调制设备，不同线路保护用的光电信号调制设备可共同组屏，但电源和接口必须清晰，并相互独立。
光电信号调制设备屏应放置通信机房，并尽可能接近光端机，与光端机的DDF数字配线架（2Mb/s接口）或VDF音频配线架（64kb/s同相接口）相连。
光电信号调制设备电源可与通信设备用电源保持一致。
（4) 保护应用光纤通道的要求
4.1保护采用专用光纤通道方式时，保护可选用单模光纤类型传输。
4.1.2保护采用光纤复用通道方式时，可采用2Mb/s通道或64kb/s同相通道，视通道资源情况优先选用2Mb/s通道。
4.1.3保护复用光纤通道误码率应小于1.0E-06
4.1.4保护复用光纤通道传输网络的中间接点数不宜超过6个，中间传输距离不宜超过2000KM，传输总时间（包括接口调制解调时间）应小于10ms
所以，光纤通道具有传输容量大，抗电磁干扰能力强，运行可靠性高等特点，有着常规通信方式无可比拟的优良性能，系统保护应积极采用光纤传输方式作为保护通道。