光纤通信技术在电力通信中的应用

魏佳红

摘要：电力通信系统是电力系统正常运行的重要支撑，光纤通信技术具有大容量、可靠性强和传输距离远等特点，对电力通信系统的建设有重要意义。有必要对光纤通信技术在电网中的应用进行深入分析，保证电力信息传输的安全稳定。

关键词：光纤通信技术;电力通信;电力系统

中图分类号：TN24   文献标识码：

引言：随着智能电网系统的建设规模越来越大，计算机和通信技术在电网系统中的应用越来越广泛，这就要求电力系统传输网具有容量大、稳定性强等特点。

光纤通信技术是指以光信号为传输载体，利用光纤通道实现信息传输的通信技术。光纤作为信息传输的载体，为电力信息的传输提供传输通道。光纤通信技术传输可靠性强、传输容量大及传输距离远等特点能满足电力通信系统的要求。

本文将分析光纤通信技术的特点及其在电力通信网中的实践应用，并讨论光纤通信技术的发展趋势，为电力通信的进一步发展提供理论基础。

1光纤通信技术及特点

光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤只能传输一种模式的光，适用于远程传输;多模光纤在给定的工作波长上可传输多种模式的光信号，适用于中短距离传输。光纤通信技术主要有以下几点优势：

1.1 损耗低、传输距离远

与普通通信材料相比，光纤的损耗可以低达0.2dB/km。光纤通信光中继间距可达100多千米，传统的电缆中继间距仅为几百米至几千米。

1.2 抗电磁干扰能力强

光纤的主要成分是SiO2，由于石英具有很强的抗腐蚀性和绝缘性，因此，应用到光纤通信设备上使其具有较强的抗干扰能力[1]。光纤通信不会受电离层变化、雷击及人為释放的电磁等的干扰，这一特性可使光缆与高压线路一同架设，非常适合电力系统通信。

1.3安全性和保密性高

光纤主要依靠光波的全反射原理进行传输，光信号完全被限制在包层内，光波几乎不会被泄露[2]。并且光缆内的多个光信号不会互相干扰，因此光纤的保密性和安全性很高。

同时，光纤重量轻、体积小，这既能节省空间又使其安装非常方便。并且光缆价格低廉、稳定性好、受环境温度影响小、使用寿命长，这些特点使得光纤被应用在很多领域中。

2 光纤通信技术在电力通信中的应用

目前电力系统通信中应用的光纤通信技术主要有光缆的应用、光设备的应用和光放大器及光中继的应用。电力系统通信网都是由光设备通过光纤互相连接而成。光通信系统的传输原理如图1所示：

2.1 光缆的应用

光纤通信技术以光波为信息载体，以光纤为传输介质。光纤的构造包含纤芯、包层、涂敷层和护套。

只有一个光纤芯叫光纤，多芯光纤组合到一起叫光缆。目前，电力系统中主要使用OPGW光缆及ADSS光缆。OPGW光缆是光纤复合架空地线主要用于架空线路上进行站点之间信息传输的，一般电力系统中会选择多芯光缆同时传输保护及光端机信息。OPGW光缆安装简单，可以和架空线路一起完成施工。ADSS光缆是全介质自承式光缆，是一种可直接悬挂于电力杆塔上的非金属光缆，也可直接敷设在电缆隧道中。

2.2 光设备的应用

光通信设备制式主要采用SDH，SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。现在很多专用网络都使用SDH网络通信技术架设系统内部通信光环路，承载各种内部业务。

2.3 光放大器及光中继的应用

电力系统中保护和自动化等电信号的传输主要通过SDH光端机传输，信息通过光端机再经过光纤传输至下一个站点。光传输距离主要受光功率、光源的色散和光信噪比限制。

（1）衰减受限传输距离理论计算公式长距传输一般采用以下公式进行计算：

L=（Ps-Pr-Pp-C-Mc）/（af+as）

其中，L是再生段最大距离，Ps是S点寿命终了最小平均发送功率，Pr是R点寿命终了最差灵敏度，Pp是光通道代价，C是所有活动连接器衰减之和，Mc是光缆富裕度，af是光纤衰减系数，as是光纤熔接接头每公里衰减系数。

（2）对于高比特率的传输系统，色散是限制中继段传输长度的主要因素。其理论计算公式如下：

Ld=ε/ Dm

其中，Ld为色散受限传输距离，ε为光源的色散容限值，Dm为光纤色散系数。

（3）在光传输系统中引入光放大器后会带来额外的ASE噪声，由于光放大器不但能对输入的光信号和ASE噪声进行相同增益的放大，而且会额外增加一部分ASE噪声功率，因此沿着传输光纤路径上光信噪比是逐步降低的。

3 光纤通信发展趋势

3.1 超大的容量和超长的距离

随着智能电网和智能变电站的建设，传输信息量越来越大，超大容量和超长距离的传输技术在我国通信技术领域将有更广阔的应用前景。

3.2 光网络智能化

随着计算机技术的迅猛发展，智能化的光网络将是我国光纤通信技术重要的发展方向。智能化的光网络中网络技术和通信技术实现完美结合，智能化的光网络不仅能实现信息数据的传输，并且应用了计算机控制技术、自动发现技术及自我保护修复技术，可真正形成光网络智能化[3]。

3.3实现全光网络

光纤通信技术在整个传输过程中需经过电处理才能实现，一旦断电会给传输带来很大影响。全光网络用光节点替代电节点，可解决断电问题，信号仅在进出网络时才进行光电转换，在整个网络的传输和交换过程中，所有节点均以光的形式存在。

4 结语

电力通信对可靠性要求很高，就算是在恶劣的环境中，也要保证通信传输功能良好。光纤通信技术能满足可靠性高的要求，它不受自然环境的影响，稳定性和传输性能都很好。本文深入分析了光纤通信技术在电力系统通信中的应用，并分析了光纤通信技术在超大容量、超长距离、光网络智能化和全光网方面的发展趋势。

参考文献：

[1]叶祖航.现代光纤通信传输技术及其应用探析[J].计算机产品与流通，2019（10）：37

[2]陈海歌.探讨光纤通信技术现状及发展趋势[J].通信设计与应用，2019（12）

[3]于海波.光纤通信技术及其应用分析[J].通信电源技术，2020（12）：37