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電力系統光纖通信的發展和應用
電力系統通信時隨著電網的發展而建設起來的，近年來，電力通信網已是電力通信系統的重要組成部分，以下是小編搜集整理的一篇探究電力系統光纖通信發展的論文范文，供大家閱讀查看。
摘要：上世紀80年代初諾貝爾獎獲得者，華人高錕在英國發明了光導纖維通信技術，至現在已有30多年時間。光導纖維通信----簡稱光纖通信。光纖通信的發明在有限通信領域也算是革命性的技術變革。用光纖做成光纜通信取代用銅線做成的通信電纜，由于光纜通信比銅線通信電纜的通信質量高、效果好被普遍應用。遼寧省電力有限公司于1988年投資建設錦州電廠---錦州董家500千伏變電站第一條光纜通信至現在已有25年歷史。
關鍵詞：光纖通信 光纜 電力通信網
引言
由電廠、變電站、輸電線路、配電線路等各種電力設備組成的電網。需要優質可靠的通信手段，保證電網安全可靠供電。
電力系統通信時隨著電網的發展而建設起來的，歷經更新換代、設備升級，遼寧省電力有限公司專用信息通信網已初步完備，電力通信網已是電力通信系統的重要組成部分。
電力通信網承載的業務主要有生產運行業務和事務管理業務兩大類。生產運行業務主要包括遠動數據采集、光纖保護、變電所圖像監控、油色譜監測和調度電話等;事務管理業務主要包括行政電話、會議電視電話、調度MIS及辦公自動化等。
生產運行業務對通信的實時性、準確性要求很高，事務管理業務種類多、變化快、通信流量大。用光纖光纜建成的寬帶、高質量、高清晰度穩定可靠的電力通信網絡可以提高整個電力系統的安全管理和經營管理效率，因此，有必要使電力光纖通信網絡達到最優配置。
1、非金屬自承式光纜的應用
1.1 非金屬自承式光纜(ADSS)通信的應用
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠數字光纖通信系統。該系統于1988年10月建成投入運行。該系統通信設備全部為國產。
光端機設備是光纖通信系統的主要組成部分，根據傳輸距離本系統采用多模1.3μm光纖及長波長LED----PIN組合。
系統在傳輸碼型上采用1B2B線路編解碼技術，通過運行數字和實現傳輸和實現傳輸線路自動實時監測和故障自動切換。特別適用于電力通信網的高可靠運行。
1.2 系統參數及關鍵光電器件
系統選擇1.3μm窗口，按照設計要求，光纜線路總長約7公里左右，今后隨電網發展，該通信系統可擴容開通三、四次群(480ch、1920ch)的數字通信和圖像傳輸。
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠的音頻通信電纜(銅芯)，在電力系統事故狀態下存在低點位升高燒損通信電纜以及終端保險設施而造成通信中斷。為解決這個問題，在該條通信線路上采用非金屬自承式光纜ADSS。
比特率選擇為2048kbit/s，符合國際電報電話咨詢委員會CCITT建議要求，光端機接口碼型均采用HDB3碼，基群選擇單路編譯碼設備，根據系統考慮，也可以直接光端機和數字程控交換機相聯成網，考慮今后擴容方案，可以有以下幾種：
(1)線路要求在30ch話路以下，可直接采用一次群光端機。 (2)線路要求在30～60ch話路之間，可以直接采用二主一備制式一次群光端機。
(3)線路要求在30～120ch話路之間，可以直接改成二次群光端機并增加二次群復接設備。
本系統采用了1B2B光纜線路編解碼技術。由于光纖的傳輸帶寬較寬，將光纜線路上碼速率增加到4096Kbd，對本系統光路傳輸指標以及接收機靈敏度影響很小。通過編碼1B輸入的“1”碼交替地用“11”表示，輸入信號的0碼分別用“10”和“01”表示。變換規則如圖3-3。
該光纜線路中傳輸的碼連“0”或連“1”數都不大于3個，定時分量豐富，基線漂移小，從長時間統計得知“1”碼出現的概率和“0”碼出現的概率完全相等，如果系統出現誤碼，即“1”誤判成“0”或“0”誤判成“1”，破壞了編碼規律可以通過運行數字和RDS電路來檢測出誤碼，當誤碼率劣化到一定值時，發出切換信號。
光電器件的選擇：光電器件在光纖通信系統中占有相當重要地位，它主要有光源和光探測器兩大類。結合該系統工程實際情況，光路指標分配、可靠性指標、錦州供電公司董家變電所至錦州電廠光纜通信選擇了LED-PIN組合。
2、應用結果
錦州供電公司董家500千伏變電所至錦州電廠光纜通信系統工程，屬于試驗性質工程，取得運行經驗后以便在東北電力系統推廣使用：
①1988年10月該工程竣工后投入運行，運行效果良好，很少故障。
�、诠饫|通信消除了電力系統事故時，因地位升高引起的通信終端以及燒損通信電纜的問題。
�、酃饫|通信被認定最適合電力系統應用，它比電力載波、有線、微波優點多。
3、錦州供電公司電力通信網的現狀
隨著電網的發展和建設，錦州供電公司加大了對光纖通信網的建設投入，目前錦州地區光纜通信網較幾年前已經得到了極大的發展，錦州地區電力通信網已經實現了由光纖、微波相互備用到光纖為主、微波備用的轉變，SDH、2.5G光纖通信網覆蓋錦州供電公司下屬的黑山、北鎮(溝幫子)、凌海、義縣、古塔、凌河、太和、開發區8個供電分公司。錦州供電公司所屬220KV變電站光纖覆蓋率達到了100%，66KV變電站光纖覆蓋率達到95%。
錦州地區電力通信網是遼寧電力公司通信網的一部分，由于遼寧電力公司下屬各市供電公司電力光纖通信網發展與完善，使得遼寧電力公司對電網業務的通信信息化水平得到很大提高。
目前現運行的2.5G光纖通信網已經逐漸步能滿足電網日益增長的帶寬需要，正在逐步向10G通信環網升級進行改造工作，以滿足電網對通信信息傳輸的需要。
3.1 光纖通信系統傳輸衰耗的計算方法
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衰耗限制的中繼距離計算式(L=(Pt-Pr-2Ac-ME-PP)/(a+as+mc))式中：Pt----光發送機平均發光功率dBm;Pr----光接收機靈敏度dBm;Ac----活動連接器衰耗(光發送機與光接收機上各有一個活接頭，所以計算式中是2Ac，取Ac=0.5dB);ME----設備富余度(光終端設備長期使用會出現老化，取ME=3dB);PP----光通道功率代價(它包括反射和色散代價，PP取=1dB);a----光纖的衰耗系數(取值決定于所供應光纜);as----平均每千米接續衰耗(每個熔接點的衰耗可以保證在0.05dB以下，光纜每盤長度2km，可取as=0.05/2dB);mc----光纜富余度(光纜在長期使用中會發生老化，尤其是隨溫度環境的變化(主要是低溫)，其衰耗系數會增加，所以必須留出一定余量，取mc=0.1～0.2dB/km)
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光源器件為多縱模激光器(MLM)式發光二極管是，中繼距離(L=ε/δλD(λ)fb)式中：δλ----光源的根均方譜寬(nm);D(λ)----所用光纖色散系數(Ps/km・nm);fb----系統的碼率(bit/s)
當光源器件為單縱模激光器(SLM)時，中繼距離(L=71400/[dD(λ) λ2 fb2])式中：d----啁啾聲系數。對分布反饋型(DBF)單縱模激光器而言，d=4～6Ps/nm;對量子阱激光器而言，d=2～4Ps/nm。D(λ)----所用光纖色散系數(Ps/km・nm);Λ----系統的工作波長上限(nm);fb----系統的碼率(bit/s)
4、后記
光纖通信與電纜通信方式相比較：光纖通信的優點很多，光纖通信抗電磁干擾性很好、傳輸頻帶寬、通信容量大、保密性好、光纖通信的傳輸衰耗小、串擾小、信號傳輸質量高、中繼距離長。
光纖的尺寸小、重量輕、便于敷設，而且耐化學腐蝕性強。其缺點是：光纖的彎曲半徑不能小，光纖通信的分路，耦合比較麻煩，而且需要光電和電光轉換。
參考文獻：
[1]李中年 電力通信 國防工業出版社 2009
[2]電力系統通信雜志1988～2011年各期