光纖通信在電力發展的現狀及前景

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1光纖通信技術的闡述

光纖通信是通過利用光纖去傳輸攜帶信息的光波。目前，較為實用性的光纖通信系統，普遍采用的是數字編碼，強度調制，直接檢波通信系統。它由常規的電端機、光端機、光中繼器集光纜傳輸線路所組成。發信端將信息轉換及處理成為易于傳輸的電信號，而電信號控制光源，進而使得發出的光信號擁有相應傳輸信號特點，實現“電—光信號”的轉換；收信端則憑借電二極管等將通過光纖傳輸而來的光信號換成電信號，實現“光—電信號”的轉換。此外，電信號再經其他處理及轉換，還原信息原貌。光纖通信系統中，載波的光波頻率遠比電波的高，而傳輸介質光纖的損耗又遠比同軸電纜、導波管的低，因此光纖通信的容量遠大于微波通信。構造光纖材料的是玻璃，玻璃是種電氣絕緣體，故而不需擔心會發生接地回路，光纖間的串繞十分小；通過光纖傳輸的光波，不會因光信號的泄漏而被人竊聽信息；光纖的芯非常細，因此由多芯所組成的光纜的直徑十分小，故用光纜作為傳輸信道的傳輸系統占有空間也很小。

2光纖通信在電力系統中的應用

2.1普通光纖

芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護。纖芯是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質地脆,易斷裂,電力通信中一般使用于城網10KV線路和短距離的傳輸。

2.2OPGW光纜

OPGW光纜，又稱為光纖復合地線、光纖架空地線以及地線復合光纜等，其是一種在電力傳輸線路的地線中內含有可供通信使用的光纖單元的光纜。其可憑借復合于地線里面的光纖去傳輸信息，還可以作輸電線路的防雷線，為輸電導線的抗雷閃放電供以屏蔽保護。此外，其是一種光纜與架空地線的復合體，且而非是此兩者間簡單的相加。將光纖置于架空高壓輸電線系統中的地線，用來組成輸電線路之上的光纖通信網，此類結構形式不僅具有通信功能，還擁有地線功能，通常稱之為OPGW光纜。鑒于光纖擁有自重輕、抗電磁干擾能力強等的特點，其可安裝于輸電線路桿塔的頂部，而且不需要去考慮電磁腐蝕以及最佳的架掛位置等問題。故，OPGW光纜具有不可非議的高可靠性、高機械性能、較低成本等優點。此類技術于新建設或者現有地線更換時特別的合適及經濟。光纖是憑借纖芯及包層這兩種材料的不同的折射率，使得光能于光導纖維中進行傳遞，這是一次通信史上的重大革命。光纖電纜體積小、重量少，在電力系統中已經被廣泛應用于中心高度所與變電站間實現遠動信號、調度電話、電視圖像、繼電保護等信息的傳遞，為提升光纖電纜的可靠性及穩定性，國外已經開發出了光纜和輸電線中的電力電纜、相導線以及架空地線復合而成的一體化結構。因為有金屬導線包裹著，所以使得OPGW光纜更加的牢固、穩定、可靠。又因為架空地線與光纜復合成為一個整體，所以相較于其他類的光纜，其不僅縮短施工時間，而且還減少施工費用。此外，若采取鋁合金線或者鋁包鋼線絞制而成的OPGW，則相當于多了一根良導體架空地線，不僅可以減少輸電線潛供電流，還可以降低工頻過電壓，還可以減少電力線給通信線帶來的干擾和其他危險，等等。其中，OPGW主要使用于110KV、220KV及500KV等級別線路，受安全、停電等因素的影響，其多用于新建線路。其主要有如下適用特點：(1)超過11KV的高壓線路，檔距較大，通常大于250M；(2)較易維護，易解決線路跨越問題，它的機械特性可以滿足線路大跨越；(3)其外層是金屬鎧裝，不受高壓電蝕及降解的影響；(4)施工時，其要求停電，但會帶來很大的損失，故在建設大于110KV高壓線路，均應使用之；(5)在其性能指標里，愈大的短路電流，愈需用良電導做為鎧裝，也應相對降低抗拉強度，應提高短路電流容量，則又須增大金屬截面積，因此增重了纜徑以及纜重，因此這就對線路桿塔強度提出了更高的要求。

2.3ADSS光纜

ADSS光纜是一種沒有絲毫金屬的光纜。如此一種全介質光纜將是電力系統最理想的通信線路。其特點主要有如下幾點：(1)其光纖張力的理論值為0；(2)其是一種全絕緣結構，在安裝以及維護線路時可以進行帶電作業，如此可在很程度上減少停電帶來的損失；(3)其伸縮率不受溫度變化的影響，而且在極限溫度下，擁有十分穩定的光學特性；(4)其采用新型材料和光滑外形設計，因此具有極佳的空氣動力特性；(5)其直徑小、重量少，可在很大程度上減少風、冰對光纜的影響，且其對桿塔強度的要求不高；(6)耐電蝕ADSS光纜能盡可可能減少因高壓感應電場給帶來的電腐蝕。ADSS光纜用于電力線桿路敷設的全介質光纜有兩種結構：即全介質自承式(ADSS)結構和用于架空地線上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣；相對OPGW光纜投資小，可在電力線路不停電狀態下架設，設計施工、維護等也較方便，因此在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。

2.4光纖傳輸組網技術

波分復用技術是一種將一系列載有信息且波長（頻率）不一的光信號聚成一束，通過單根光纖進行傳輸；在接收端，再用某種方法，把各波長（頻率）不一的光信號分離來開的通信技術。其利用單模光纖的低損耗區，帶來了巨大的帶寬資源。不考慮光纖非線性時，因為波長不同的光載波信號可視為是互相獨立的，所以在同一根光纖中能實現不同路的光信號復用傳輸。同步數字體系：SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步數字體系）是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡。SDH是由一些基本網絡單元組成，在光纖上可以進行同步信息傳輸、復用、分/插和交叉連接的傳送網絡，它具有全世界統一的網絡接口（NNI），從而簡化了信號的胡同以及信號的傳輸、復用、交叉連接和交換過程；有一套標準化的信息結構等級，稱為同步傳送模塊STM-N(N=1，4,16,64，…)。

3光纖通信在邵陽信息通信網中的發展

隨著電力建設與發展對通信需求量的不斷增加，對通信質量要求越來越高，電力通信網逐步形成了各級光纖通信網。邵陽電力通信網從原僅有的載波通信網，逐步形成了多種傳輸組成的綜合通信網，目前是以光纖通信為主，微波通信、載波通信為輔的綜合通信網。光纖通信從2000年零的突破到現已覆蓋邵陽市九縣三區，并形成由地區主網（西部主網、東部主網、市區城網）系統、各市縣農網系統的通信網。光纖通信站從無到2012年已建157個，地區110kV及以上站點光通信覆蓋率為100%，直管35kV站光通信覆蓋率為84.44%，直管供電所光通信覆蓋率為57.14%（農網3、4期在建）；光纜容量已由最初的155M,發展到622M，逐步升級到2.5G、10G。光纖到戶以及全光網絡將是電力通信發展的方向。截止到2012年12月底，地區內已建地網光纜155條，地網光纜總長1620km，省網光纜長1000km。

4光纖通信技術的發展

隨著通信技術的快速發展，與電力通信業務發展的需要，光纖通信必然會朝超長距離、超大容量、超高速度的方向發展。毋庸置疑，全光網絡擁有著良好的透明性、可靠性、兼容性、開放性、可擴展性，并且還能為人們提供龐大的帶寬、巨大的容量、超快的處理速度、很低的誤碼率，其網絡結構比較簡單，組網亦非常靈活，能為電力系統安全生產與生產管理提供安全可靠的通信保障。

5結束語

將光纖通信技術應用于電力通信系統中，并根據電力系統特點去建設光纖傳輸，使得電力通信發揮其應有的作用，協調了電力系統中各部門聯合運行，保證了電網的安全、可靠以及穩定，同時還為電力系統會議電視、圖文傳遞、信息資源管理等提供更可靠安全通道。隨著通信技術的發展和不斷進步，電力系統通信的光纖通信將得到更好的發展和應用。

本文作者:郭愛輝工作單位:國網湖南省電力公司邵陽供電分公司