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光纖通信在電力通信中的應(yīng)用分析論文
為了真正意義上實現(xiàn)電網(wǎng)的自動化控制與商業(yè)化運營，必須實現(xiàn)對電力通信系統(tǒng)的有需要建立，同時對其進行現(xiàn)代化管理有積極意義。電力通訊系統(tǒng)的建立，對安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)的保障有促進作用，同時可在一定程度上實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動化。這也是實現(xiàn)電力系統(tǒng)現(xiàn)代化管理的重要手段。所以說電力系統(tǒng)對國家電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行有重要作用。相關(guān)部門以及工作人員必須提高對該項工作的重視程度，促進我國供電工作的順利進行。
一、光纖技術(shù)的發(fā)展
在過去的四十多年里我國光通信技術(shù)得到迅速發(fā)展，這也是對光纖技術(shù)發(fā)展的有效推動。通信系統(tǒng)與光線之間存在著相輔相成的關(guān)系，也就是說通信系統(tǒng)的不斷升級必須伴隨著業(yè)務(wù)的需求。系統(tǒng)和器件的進步對光纖提出了新的要求，推動了新型光纖的開發(fā)，光通信傳輸系統(tǒng)一共經(jīng)歷四個發(fā)展階段每個階段，都對光纖技術(shù)進步的推動作用。下面我們對其進行仔細分析。
1。波長為853nm的led光源是第一代光纖通信系統(tǒng)的重要組成部分。
同時其采用的是多模光纖。纖芯較大且數(shù)值孔徑較高多模光纖的顯著特征與優(yōu)勢。可以方便地把信號光源耦合進光纖，光纖直接連接和熔接相對容易，多模光纖的模間色散對傳輸寬帶進行限制。1975年第一個實用的光纖通信系統(tǒng)在室外中進行應(yīng)用。傳輸距離進一步的延伸傳聲，速度也在進行不斷的提高，多模光纖已經(jīng)不能實現(xiàn)對系統(tǒng)要求的有效滿足。因此必須結(jié)合實際情況與先進的科學技術(shù)對其進行合理的改革與創(chuàng)新。
2。半導(dǎo)體激光器在1970年以后取得較大發(fā)展。
光纖長波長傳輸窗口的應(yīng)用促使單模光纖傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建順利進行。在真正意義上使得單模光纖傳輸系統(tǒng)成為可能。
3。單模光纖的工作窗口中衰減最低在1550nm波長，但該波長窗口中的色散非常大（+17ps/km/nm），這限制了高速率系統(tǒng)的傳輸距離。
為充分利用該窗口衰減最低的優(yōu)勢，光纖廠商開發(fā)了一種新型光纖，即色散位移光纖（DispersionShiftedFiber，DSF）（G。653光纖），該光纖實現(xiàn)了1550nm波長區(qū)域最小的色散值，可以使用光譜寬度只有幾個納米的激光器，從而實現(xiàn)了工長為1550nm的第三代光纖傳輸系統(tǒng)。
4。隨著摻鉺光纖放大器（ErbiumDopedFibreAmplifier，EDFA）和波分復(fù)用（WavelengthDivi—sionMultiplexing，WDM）技術(shù)的出現(xiàn)，出現(xiàn)了多道傳輸?shù)牡谒拇笕萘抗饫w傳輸系統(tǒng)。
研究表明色散位移光纖的色散值在1550nm時并不適合波分復(fù)用傳輸，這是因為四波混頻的非線性效應(yīng)在色散為零時最強，導(dǎo)致2個相鄰信道間的串話干擾非常強烈。為減少四波混頻效應(yīng)，需要適度的，色散應(yīng)該盡量小以減少色散對傳輸?shù)南拗�。因此提出了非零色散位移光纖（NonZeroDispersionShiftedFiber，NZDSF）（G。655光纖）的概念。目前，非零色散位移光纖已經(jīng)廣泛敷設(shè)在全球高容量波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中。
二、光纖新技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用
除了以上介紹的常規(guī)光纖外，隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，也出現(xiàn)很多新型光纖，如超低損耗光纖、大有效面積光纖、200μm小外徑光纖等。這些光纖在衰減、有效面積、幾何尺寸等方面進行了優(yōu)化，以滿足不同場景下的應(yīng)用。
G。652光纖通過在纖芯中摻鍺的方式提高纖芯的折射率，和二氧化硅的包層材料間形成折射率差，以保證入射光在單模光纖中的傳播。但由于芯層中摻了入Ge2等金屬氧化物，會導(dǎo)致光纖損耗增加，因此傳統(tǒng)G。652光纖最低衰減為0。18～0。19dB/km。理論和實驗表明，光纖中的損耗主要來自于光纖材料的瑞利散射損耗和吸收損耗。由于摻鍺元素的存在，引起較高的光纖瑞利散射，導(dǎo)致?lián)芥N光纖的衰減無法降低。采用純硅芯單模光纖，減小了由于瑞利散射的衰減，實現(xiàn)了光纖損耗的進一步降低。
為了保證持纖芯和包層之間的折射率差，需要降低包層的折射率，這可以通過在包層中摻雜氟等元素實現(xiàn)。通過純硅纖芯的技術(shù)，石英光纖的衰減可以進一步降低到理論的最低值0。15dB/km。大規(guī)模應(yīng)用于陸上長途傳輸光纖，在低衰減的同時還需要和現(xiàn)有G。652光纖兼容�？祵幑驹�2008年推出了滿足G。652規(guī)范的SMF—28R超低損耗（UltraLowLoss，ULL）純硅光纖。其在1550nm附近衰減0。165dB/km左右，是衰減最低的G。652光纖，同時具有最低的偏振模色散指標。ULL光纖的優(yōu)異衰減性能有效地提高了網(wǎng)絡(luò)冗余及光信噪比（OSNR），在實際應(yīng)用中可以支持更長的跨段，減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，為電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟高效運行提供可靠支撐。超低損耗光纖最早在國內(nèi)有著“電力天路”之稱的青藏直流聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用。
該光纖通信工程光纜線路全長1038km，共設(shè)有6個中繼站，其中最長中繼段為翻越唐古拉山口沱沱河至安多段，距離為295km。該段平均海拔超過5000m，自然環(huán)境惡劣，地質(zhì)條件復(fù)雜，極端最低溫度低于零下50℃。為保障系統(tǒng)的安全運行，對線路的衰減余量提出了更高要求，因此需要采用超低損耗光纖等多種先進技術(shù)。2011年8月，國內(nèi)高海拔、高寒環(huán)境下最長的無中繼光纖通信系統(tǒng)成功開通。工程施工（光纜鋪設(shè)、光纖熔接等）完成后，光纖0。177dB/km（常規(guī)光纖一般為0。20～0。22dB/km）的衰減使得整體系統(tǒng)性能大幅提高，為惡劣的環(huán)境變化和維護留下了余量，同時也能從容地應(yīng)對未來網(wǎng)絡(luò)升級的需要。
三、結(jié)語
本文總結(jié)了光纖隨光通信技術(shù)發(fā)展演進的歷史，介紹了分類及各種光纖產(chǎn)品在電力通信中的應(yīng)用，重點討論了最近出現(xiàn)的超低損耗光纖、大有效面積光纖、200μm小外徑光纖等新型光纖的技術(shù)特點及其在電力通信中的應(yīng)用。其中超低損耗光纖通過降低光纖衰減可以延長跨段距離，在青藏直流重點工程中得到廣泛應(yīng)用，為超長跨距通信提供了穩(wěn)定可靠的解決方案。新一代光纖技術(shù)也將在實際應(yīng)用中不斷改進、完善和豐富，以滿足未來運營商和智能電網(wǎng)建設(shè)對光纖通信的要求，對社會與經(jīng)濟發(fā)展有積極意義。
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