光纤通信技术在电力通信中的应用

2018-11-19方婵

通信电源技术 2018年10期

关键词：波分电力通信光缆

方婵

（国网安徽省电力有限公司青阳县供电公司，安徽池州 242800）

0 引言

在电力事业发展实践中，电力通信技术非常关键。如何进一步发展与完善电力通信系统，已经成为集中关注的问题。具体地，需要明确光纤通信技术的优势，并将其有效应用到电力通信中。

1 光纤通信技术的优势

1.1 抗干扰能力较强

光纤通信技术是建立在载波带基础上的信息传输方式。载波的波长非常短，效率较高。在对信息数据进行传输的过程中，需要对信息实现高效压缩，才能对足够多的信息进行传输，否则信息传输过程中所需要耗费的成本就会增加。载波可以有效预防外界噪音和电磁的干扰。存在于自然界的噪音等，波长较长，频率较高，可以与其他光波或者物体之间形成振动，而载波自身的频率非常高。所以，在运行过程中，它可以有效规避自然界中大量外在因素的影响与干扰，进而使信息传输的过程非常稳定。

1.2 传输距离较长

对于传统电力通信系统中的先后采集系统来说，携带信息的介质在运行了一段时间后，具备的能量和功率都会呈现不同程度的衰弱，如果途中不能进行有效的能量源补给，携带的信息内容会出现不同程度的失真。光纤通信技术内部具备预防信号透射的装备，载波在光线中可以迅速反射快速前进，在信息传输途中损失的能量极少。所以，在光纤技术的支持下，远距离信息传输过程中仅仅需要针对管路实施有效维护即可[1]。

1.3 安全性高

众所周知，现存半导体材料中，硅是储存量最大的半导体材料。在光纤管道中，二氧化硅是应用最多的材料。二氧化硅的内部结构非常特殊，含有很多疏松孔道，所以二氧化硅的质量非常轻，可以极大程度地降低敷设管道过程中所需要的成本。同时，二氧化硅的安全性能比较高，不容易产生燃烧，也不会轻易引起爆炸。所以，二氧化硅可以广泛应用到多种环境中。在光纤中具有的内部容积可以一次性容纳几十条的信息线路，可以大幅提高信息并行传输的效率，提高信息传输的效率。

2 光纤通信技术在电力通信中的应用及其发展趋势

2.1 光纤通信技术在电力通信中的应用

2.1.1 光纤复合地线

就目前发展实际情况来看，在我国电力通信系统中，光纤复合地线（OPGW技术）的应用非常广泛。这一光纤类型可以称之为地线复合光缆或者光纤架空地线。实际应用过程中，光纤通信技术是指在电力资源传输的地线中，囊括了通信所利用的光纤单元，也就是光纤。OPGW技术在实际应用过程中所呈现的可靠性与稳定性极高，基本上不需要开展运维工作。但是，技术形式的成本投入较大，比较适用于新建线路或者旧线路改造[2]。利用OPGW技术实现电力通信的主要功能表现在两个方面。一方面是将光纤复合地线作为整个输电系统中的防雷线，进而对电力资源传输系统中的导线发挥保护作用，极大程度地提高输电导线抗冲击能力；另一方面，可以通过地线所包含的光纤实现全部信息传输功能，可以将架空地线和光缆的功能整合在一起。

OPGW技术应用对我国电力通信系统的发展产生了极大影响。因为在电力通信系统中有效应用这一技术形式，可以很大程度地提高整个电力系统的输电容量，有利于电力系统中的架空线实现高压化、超高压化和自动化控制。结合我国电力系统发展实际情况，我国电力传输线路分布比较广、线路复杂程度比较高。在社会生产生活实践中电力资源需求量逐步加大的背景下，往往需要利用超高压架空线实现电力资源的有效供给，且超高压架空线数量呈现逐渐增加的发展趋势。从这一角度分析，OPGW技术在电力通信系统中的应用将会更加广泛。现阶段，光纤复合地线的结构主要包括三种，一是铝管型结构，二是铝骨架型结构，三是不锈钢管型结构。三种光纤复合地线的结构特征如图1所示。

图1 光纤复合地线的结构

2.1.2 全介质自承光缆

全介质自承光缆在我国电力通信系统中的应用已经非常广泛。这一光纤通信技术形式通常应用于35 kV、110kV、220 kV的输电线路。同时，该光纤通信技术在已经组建完毕的输电线路中应用较多。全介质自承光缆的出现，使得相关电力部门在高压输电线杆上搭建自己的通信系统成为现实。这一光纤通信技术的性能非常稳定，呈现出较强的抗干扰能力，可以在多种环境下进行架空敷设。全介质自承光缆技术的诞生与应用，极大程度地推动了我国电力通信事业的发展。随着网络信息技术的发展，信息时代已经全面到来，对电力通信系统提出了更高要求。电力部门对电力通信技术也予以了高度重视，通过应用全介质自承光缆技的，电力部门不仅可以全面满足自身发展实践中对通信的需要，还可以基于这一技术形式衍生和开展全新的通信业务。究其原因，在于全介质自承光缆技术具备极强的光纤传输能力，同时具备极高的光缆机械性能，且这一技术形式具备极强的环境适应性，在施工过程中可以与高压输电线路一同完成敷设作业。全介质自承光缆技术在强电场作业环境中，光缆所包含的信号不会受到其他因素的干扰，所以抗干扰能力强。因此，全介质自承光缆已经成为现阶段电力通信系统建设与电力通信事业发展备受青睐的技术形式[3]。它的结构如图2所示。

图2 自承式光缆结构

全介质自承光缆技术之所以具备如上所述的优势，是因为全介质自承光缆的构成材料基本上是非金属材料，且光缆的外壳是由聚乙烯或者具备耐电痕的材质构成。设计过程中，它结合了我国现阶段输电线路的实际情况，所以在各类高压输电线路中都可以进行有效利用，也可以根据具体情况和需要选择与输电线路相适应的外套。另外，在实现光缆设计实践中，要充分考虑各种外界因素对光缆可能产生的影响，如风速、温度、雨雪天气等。因此，全介质自承光缆在实践应用过程中，可以表现出极高的环境适应性和抗冲击的性能，极大地便利了施工活动。

2.1.3 光纤传输组网

在通信系统发展实践中，最常见的组网形式包括两种，一是密集波分复用技术，二是同步数字技术。密集波分复用技术是将若干个波长不一的光信号整合到同一根光纤上进行传输的技术形式，也就是WDM技术。这一技术形式中，每个相邻光波的波长都具备特定的间隔。间隔越小，光纤所能实现复用传输的光信号越多。将临近峰值波长间隔的大小作为基础，可以细分为粗波分复用、密集波分复用等。其中，密集波分复用的含义是紧邻波长的间隔是1～10mm的分复用技术，可以使不同波长在相关通信设备的转换基础上实现在同一个光纤设备上的有效传输，是有效应用光纤传输组网技术的根本目的所在。在利用该技术实现电力通信的过程中，光信号的数量会随着波长间隔距离的减小而增加。系统中存在可以实现有效调节的光源全部被储存于信息发送端的数据库中，光信号通过光源直接实现发送。系统中包括的复用器是将不同波长的光信号整合在一个光缆设备中实现传输基础。接收端的设备通过光缆传输过来的信号统一整合到同一个检测信道中实施统一化处理。

2.2 电力通信中光纤通信技术的发展趋势

2.2.1 科学运用复用技术

提升通信传输速率，增强通信稳定性、安全性，始终是电力通信现代化建设与发展过程中关注的重点。在此过程中，电力通信需以创新发展为指导思想，进行光纤通信技术的改革与创新。复用技术应用理念的提出与发展，为光纤通信技术的应用与发展指明了方向。例如，WDM波分服用技术的应用，能够提升光纤传输容量，促进光纤在大容量宽带业务网中的应用，从而满足电力通信网综合建设与发展的需求。因此，在未来发展中，加强复用技术的研究与科学运用，是光纤通信技术在电力通信中应用的必然趋势，有利于实现资源利用率的提升，促进电力通信网建设的优化发展。

2.2.2 利用新型光纤

IP业务量正在不断增加，电力通信网络也随之不断创新与发展，而光纤是创新与发展的基础。如今的信号传输多为远程式传输，对质量要求非常高，之前应用的单模光纤已经不能全面满足发展的实际需要。所以，针对新型光纤材料的开发研究，是光纤通信技术持续发展的重中之重。现在，干线网要求不断提高，城域网建设方兴未艾，一些新型光纤材料已经得到了广泛关注与青睐，如非零色散光纤、无水吸收峰光纤等。在未来发展实践中，新型光纤材料必将成为发展与应用的主要趋势。