分析便携式光放在电力通信网抢修中的应用

2016-12-12巴黄华林白

中国新技术新产品 2016年19期

关键词：通信网色散中继

边　巴黄华林白　曲

（1.国网西藏信通公司，西藏拉萨 850020；2.国网西藏电力科学研究院，西藏拉萨 850000）

分析便携式光放在电力通信网抢修中的应用

边巴1黄华林1白曲2

（1.国网西藏信通公司，西藏拉萨 850020；2.国网西藏电力科学研究院，西藏拉萨 850000）

本文针对电力通信网抢修过程中便携式光放的使用，首先从功率补偿与色散补偿两个角度对便携式光放基本原理进行简单地分析介绍，然后以EDFA与TDC为核心，对其在迂回路由抢修、光放板件更换以及机房搬迁中的具体应用进行深入探究，明确便携式光放功能、特征和优势，最后得出便携式光放在电力通信网抢修中的合理应用可起到大幅缩减故障时长，减小对通信网造成损害的作用，具有很好推广与使用价值的结论，旨在为电力通信网日常维护与管理提供可靠的参考。

便携式光放；电力通信网；通信网抢修；应用

伴随电力通信网的日益发展，面对规模逐渐庞大、复杂的网络结构，运行维护工作的重心正不断向应急机制的建立靠拢。当系统遭到灾害或突发事件时，以往的方法大多不能满足实际要求，而且系统设备庞大，难以进行搬运，无法充分发挥应急处理作用。因此，提出一种全新的应急抢修方式，即为充分运用便携式光放，结合EDFA与TDC等器件，在备用线路实施灵活、准确地调度，实现一套设备处理多种突发情况，以此大幅提升系统抢修能力，保证通信网安全。现围绕便携式光放，对其在电力通信网抢修过程中的应用做如下分析。

一、便携式光放基本原理分析

要想使便携式光放在应用中发挥应有作用，首先要确保容灾一体机具备良好的光传输中继机制。实际情况中会对光纤通信造成影响的因素主要有四大类，分别为信噪比、光功率、非线性效应与色散性能。在这些因素中，非线性效应主要由编码与发射机决定，中继过程只要对入纤光功率进行有效控制就可以完全避免。对于中继而言，其根本目的为确保信噪比水平，常用方法为色散补偿与功率补偿，所以设备要具备良好的相应体系和性能，以此确保在正常使用时无须借助其他设备即可完成中继。

1.功率补偿

功率补偿的实现前提为放大衰减信号，完成这一目标主要借助两种器件，分别为EDFA（Erbium-Doped optical Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器）与RFA（Raman Fiber Amplifier，拉曼光纤放大器）。其中，RFA具有相对较高的泵浦原功率和较低的泵浦效率，很难对增益进行有效控制，并且增益介质实际上是光纤自身，应用过程中要确保光纤端面足够清洁，所以不能在对操作简单性有较高要求的设备中使用，具有一定局限性。因此，在对便携式光放进行设计时，考虑到便携式设计要求，可将具备双级增益特性及体积轻便特点的可调EDFA为首选放大器件，其增益放大原理如图1所示。

借助双级本铺结构，可实现泵浦光功率的高效控制，确保一级放大过程中输出至色散当中的光功率足够充分，避免产生杂波，此外还具有增益可调功能，支持C波段15dB～30dB范围可调，满足不同的使用需求。

依靠固件平台对固件程序进行编写，并对输入光口功率进行准确读取，如果读取到的光口功率在-55dBm以下，则将视为无输入状态，此时的控制平台会自行中断供电，激光器等停止作业，同时给出告警信号，满足标准的实际要求。这样一来，不仅能节省大量的能源，还不会其他信号光，避免了对抢修判断的不利影响，还具有提升设备寿命的作用。

从两级放大角度讲，一级与二级的任务有所不同。通过实验得知，功率越大的信号对泵浦光功率要求越高。二级放大出光实际上就是容灾一体机实际出光，具有很大的功率。所以将一级增益泵浦功率控制在二级增泵浦功率以下，可起到降低功耗的效果。

2.色散补偿

色散为光线的重要属性之一，色散与激光器谱宽以及系统信息传输能力等存在一定联系。一般情况下，随信息传输能力的提升，色散不断增加，在相应的通信系统当中，光纤色散为影响中继距离的关键性因素。

对于光纤色散而言，可将其分成三大部分，分别为模式色散、波导色散与材料色散。光纤色散具有一定展宽作用，会引起信号传输受损现象。光传输色散实际影响如图2所示。

每个系统都存在一定限度的色散容限，也就是在此限度内，色散不会对系统造成影响，因此需要借助色散补偿将其控制在容限之内。根据电力系统的实际情况，可在设计过程中将色散补偿确定为±120km，补偿的可调宽度确定为240km。

运用可调式色散补偿能适应多波长与单波长系统。基于固定补偿值的方法有两种，分别为光纤补偿与光栅补偿，其中光栅补偿主要为选择波长，不能对全波段实施有效补偿；而光纤补偿虽然可以实现全波段补偿，但对于设备重量与体积有严格的要求。基于此，TDC（Tunable Dispersion Compensator，可调色散补偿器）成为首选对象，结合不同应用需求对补偿值进行调节，具有极好的经济性与适用性。TDC是所补偿的色散值是在一定的范围内可以调谐的。

二、便携式光放在电力通信网抢修中的实际应用

1.迂回路由抢修

如果传输系统中主用路由发生阻断使业务停止，备用路由又因为长度、衰耗等原因无法正常工作，会导致业务短时间无法正常开通。此时，将应急系统及其设备运用至通信系网中，可在最短的时间内恢复业务。

（1）功率设置值的估算

通过计算得出收、发功率，计算公式为：

公式（1）、（2）中，P收表示终点站对应的收光功率；P发表示始发站对应的发光功率；G系统表示OLA（Optical Line Amplifier，原光线路放大器）光放增益；L1、L2、B1、B2分别表示线路实际损耗。通过换算可以得出一体机增益设置值：

（2）色散补偿设置值的估算

确保色散值的有效方法为使色散值与原路由完全相同，补偿值计算公式为：

公式（4）中，DOLA表示OLA对应色散补偿值；I表示不同线路的实际长度。

2.光放板件更换

如果OTM（Optical Terminal Multiplexer，光终端复用器）与光放站发生故障而中断工作，可运用便携式光放对故障板件实施更换。由于不同厂家板卡各不相同，所以重新采购需要花费大量的时间。对于便携式光放而言，其不存在兼容问题，可直接用于板卡更换，确保通信业务短时恢复，实际应用如图3所示。

事实上，便携式光放是板卡的重要补充，需实时查询系统性能，根据查询结果进行相应地配置。图3中，光口设置充分参考原光板，设置结束以后对其进行连通就能实现业务切换，然后再采购适宜的元件完成更换操作。

3.机房搬迁

便携式光放可以很好地适应电力机房搬迁时对于光放站临时替换设备便携可搬移方面的实际需求。其运用双级增益特性的可调EDFA，能在多种线路断点情况下运用，具备不同距离条件下中继设备机动适应特性，在降低搬迁难度，快速恢复内务等方面优势明显。