超长站距光传输技术及其在电力系统的应用

2020-01-01李松有

数字通信世界 2020年4期

李松有

（超高压输电公司贵阳局，贵阳 550081）

随着科技的发展，人们的生活环境发生了很大的改善。我们的生活越来越多彩，也越来越快捷。目前，电力系统作为大部分技术与理念应用的基础，也在不断的进行着改革与创新。而其中，光传输技术的研发以及应用，大大的改善了我国因面积辽阔、地形复杂等原因而造成的电力设备建设等的困难。尤其是在远距离以及大容量的电力传输这两大问题中的解决中，光传输技术起到了决定性的解决作用。因此，超长站距光传输技术的发展对于我国电力工程的发展起着重要的作用。

1 超长站距光传输技术

光所能传输的距离，取决于光的发射功率以及光在传输过程中色散的程度。因此，想要进行长距离的光传输，就需要通过放大功率以及色散补偿来进行辅助。

1.1 光放大技术

在电力系统中，主要运用光纤放大器来进行光功率的放大。而目前我国超长站距的光传输方面，主要运用的是遥泵放大技术以及喇曼放大技术。

（1）遥泵放大技术

对于电力工程建设中的山地、沙漠的复杂地形，为了避免电能传输在这种恶劣的环境中受到影响，普遍会采用遥泵放大技术进行光传输的放大。这种技术主要由发射和接收端、光缆、合波器、传输光纤等基本构件。遥泵放大技术应用了掺耳光纤的工作原理，是在光纤之中安装熔如掺耳，并通过合波器以及传输光纤对高功率发射的泵浦光波进行处理，以此来达到对光进行放大的目的。遥泵的增益单元可以在缆路的适当位置进行安装，具备不需要供电设备、也不需要进行维护的优点，极其适用于沙漠、高山湖泊等复杂地势。但是，由于需要进行掺耳的安装熔入，需要在适当的位置进行光缆的切割，所以施工的工作量以及难度都较大。

（2）喇曼放大技术

根据光学之中的非线性受刺喇曼散射效应研发而成的喇曼放大技术，是在光线中，弱信号受到同时传输的强泵浦光波喇曼增益影响，而最终实现了放大的过程。另外，喇曼放大技术采用的是光纤本身的放大，可以不需要特意进行光纤功率的降低，就可以实现光传输的有效放大。喇曼放大技术具有多种优势，而它可以适用于各种不同规格的光纤，这也它成为了现今通信工程光传输放大中运用较为广泛的一项技术。

1.2 色散补偿技术

光在传输过程中、由于折射以及波长的影响因素，造成了色散效应。而在超长站距光传输中，就需要进行色散补偿来进行有效的光传输。目前工程中受到普遍应用的负色散器件主要有色散补偿光纤以及啁啾布拉格光栅这两种形式。色散补偿光纤应用较为广泛，因为其是可以对几乎各种波长都进行有效的补偿。但是由于其精准控制不高、插损成本较大，急需改进。而啁啾布拉格光栅是具有对不同波长进行补偿的针对性负色散器件，也具有很大的发展前景。

2 超长站距光传输应用的注意事项

（1）在对电力系统的电力设备进行建设的过程中，超长站距光传输的设备相比于其他电力设备造价较高。同时，由于超长站距光传输设备的应用时间并没有其他电力设备长久，所以设备的稳定性还需要在应用的过程中进行检验。另外，在电力通信工程建设中，需要根据实际通信网络的发展情况与规划，进行合理的站距设计。不可盲目的追求超长却忽略了技术的匹配，最终容易造成光传输的信号中断，影响了电力系统的运作。

（2）对于入纤光的功率需要进行度的把握。入纤光的功率不可过大，不然就会造成光纤发热、最终造成光纤的损伤。如果这种发热现象严重，很可能会导致光纤熔化的情况，甚至可能还会因为温度过高而造成火灾的隐患。活动连接器在光功率超过了20dBm 之后，就是出现损坏的危险。。另外，维护人员在进行维护的时候，也会因为功率过高而造成身体的损伤。尤其是突然爆发的一瞬间，可能会给维修人员的眼睛造成无法挽回的伤害。所以，光传输的过程中，发射的功率一定不能超过20dBm。此外，当系统的功率富余度超过10dBm 的时候，投资建设的成本也会相应增加。在电力工程之中，如果光功率的富余度超过了标准，就需要另外购买光衰减器而形成不必要的资金投入。因此，电力系统中的通信工程在设计与计算的时候，需要将功率的富余度控制在10dBm 以下。

（3）在光传输的放大技术中，应该多进行喇曼放大器的投入，而对遥泵放大器进行积极的试点与研发。目前，喇曼放大器的技术相对成熟，造价成本也有所降低，所以在电力系统中的通信工程中，可以采用以喇曼放大器为主的放大技术进行超长站距的光传输工程。而对于遥泵放大器，由于其施工量和施工难度都较大，且稳定性有待考验，所以在进行应用的时候需要进行试点考验，并慎重考虑。

（4）需要对喇曼技术、遥泵技术以及色散补偿技术的器件的进行规范和标准化的管理。首先需要解决厂家器件与光端设备捆绑销售的问题。这种现象会造成部分器件与光端设备不兼容，后期网络系统受阻以及管理部编的问题。所以，对于器件模块，需要进行标准化与规范化的管理。