電力通信幾種主要傳輸方式的應(yīng)用研究

江志軍

摘 要：文章主要分析了當(dāng)前電力通信專網(wǎng)使用的3種傳輸方式，說明了它們各自的優(yōu)勢與不足，提出只有相互結(jié)合使用才可以組成完善的電力通信網(wǎng)，還認(rèn)為構(gòu)建電力通信網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)是SDH光纖通信，而微波通信能夠備份干線光纖傳輸。由于電力線載波成本較低，其更適合作為信息量較小的傳輸方式，還能夠作為備用方式。

關(guān)鍵詞：電力線載波；數(shù)字微波；SDH

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0001-02

如今，電力通信網(wǎng)絡(luò)具有3種傳輸方式，分別為SDH光纖通信、數(shù)字微波通信以及電力線載波通信。自1990年之后，由于SDH光纖通信技術(shù)具有較大的優(yōu)勢，已經(jīng)逐漸成為了電力通信網(wǎng)絡(luò)中的主要傳輸方式。盡管光纖通信占據(jù)重要地位，但能否只使用光纖通信組建電力通信網(wǎng)絡(luò)，在電力通信網(wǎng)絡(luò)中是否還需要電力線載波通信和數(shù)字微波通信技術(shù)，仍然要繼續(xù)研究。

1 SDH光纖通信技術(shù)

光纖通信的主要優(yōu)勢是其具有強(qiáng)大的帶寬以及非常低的損耗，通過大容量的光纖傳輸作為其傳輸?shù)闹匾緩?。因此，SDH光纖通信逐漸成為當(dāng)今電力通信中的主流技術(shù)。其主干網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

1.1 SDH光纖通信具有的優(yōu)勢

①SDH光纖通信具有極寬的傳輸頻帶和很大的通信容量，其單一波長具有的傳輸容量已經(jīng)達(dá)到了40 Gbit/s；此外，還能通過密集波分復(fù)用技術(shù)數(shù)百倍的提升單芯光纖的傳輸容量。而由于其傳輸距離遠(yuǎn)以及傳輸衰減小的特點(diǎn)，光纖通信可以完成數(shù)千千米距離的傳輸。

②SDH光纖技術(shù)具有較高的傳輸質(zhì)量和信號串?dāng)_小的特點(diǎn)，因?yàn)槠湫盘柕膫鬏斖緩教幱诠庑緝?nèi)部，受到外部環(huán)境的影響不大，所以其性能比較穩(wěn)定。而制作光纖材料主要使用SiO2的儲量很多，所以SDH光纖通信不會受到資源枯竭的遏制。

③SDH光纖技術(shù)具備較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理以及維護(hù)的功能作用。其幀結(jié)構(gòu)內(nèi)部具有大量的傳輸與交換功能，從而大大提高了通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理以及維護(hù)能力。而由于SDH具有標(biāo)準(zhǔn)光接口使其能夠達(dá)到橫向兼容，大大節(jié)約了成本。

④SDH光纖技術(shù)能夠改善通信網(wǎng)絡(luò)中的可用性與誤碼性，與此同時(shí)還可以減少運(yùn)營成本。因?yàn)閷⒋罅康碾娊涌谕ㄟ^一個(gè)光接口替代，使SDH技術(shù)需要傳輸?shù)男畔⒖梢灾苯佑晒饨涌诮?jīng)過中間節(jié)點(diǎn)，所以可以省去大量的光纜與電路單元。從而使其能夠兼容目前具有的準(zhǔn)同步數(shù)字體系存在的各種速率。

⑤同桿架設(shè)光纜與高壓電線，既能夠減少投資與維護(hù)花費(fèi)，增強(qiáng)光纜運(yùn)行的可靠性以及資源利用率，最大限度地發(fā)揮電網(wǎng)的優(yōu)勢；又因?yàn)楣饫|具有較強(qiáng)的抗電磁干擾，所以其比較適合電網(wǎng)特有的高電壓環(huán)境。

1.2 SDH光纖通信存在的缺陷

①光纖通信使用光導(dǎo)纖維作為媒介，如果長距離的光纜線路任意一點(diǎn)發(fā)生斷裂，都能導(dǎo)致通信過程中斷；而構(gòu)建電力通信網(wǎng)絡(luò)所使用的光纜絕大部分都是電力特種光纜，需要與電網(wǎng)線路同桿架設(shè)，如果發(fā)生中斷，就必須停電維修，而且維修周期很長。

②通過特種光纜組成輸電網(wǎng)具有很強(qiáng)的相關(guān)性，受到災(zāi)害以及電線發(fā)生斷裂時(shí)，往往還需要通信保障，但這時(shí)光纜容易發(fā)生斷裂時(shí)候，因此降低了電網(wǎng)的服務(wù)性；又因?yàn)樘胤N光纜與電網(wǎng)線路同桿架設(shè)，從而導(dǎo)致了建設(shè)電力光纖通信的時(shí)間很長。

③特種光纜通常處于強(qiáng)電磁環(huán)境，具有很強(qiáng)的電磁干擾作用，有時(shí)會導(dǎo)致傳輸中斷。

1.3 SDH光纖通信綜合分析

由于SDH光纖通信技術(shù)具備了較強(qiáng)的通信與自愈能力，還具有靈活的分插復(fù)用功能，所以在本地網(wǎng)與接入網(wǎng)中期都具有非常好的前景。目前，SDH光纖通信技術(shù)發(fā)展逐漸成靈活化和規(guī)范化。最終其必然成為組成電力通信網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)。

2 數(shù)字微波通信技術(shù)

數(shù)字微波通信與衛(wèi)星、光纖技術(shù)曾經(jīng)是現(xiàn)代通信的三種主要方式。自1990年以來，數(shù)字微波通信技術(shù)已經(jīng)是我國通信使用的重要方式，具有非常積極的作用，到1995年以后光纖通信才對其產(chǎn)生了巨大的沖擊。微波綜合應(yīng)用如圖2所示。

2.1 數(shù)字微波通信技術(shù)具有的優(yōu)勢

數(shù)字微波通信技術(shù)具有很多優(yōu)勢，主要包括：①數(shù)字微波通信繼續(xù)可以快速靈活地應(yīng)用，便于組成網(wǎng)絡(luò)，有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力；②數(shù)字微波通信技術(shù)具有較大的容量、很高的集成度以及較強(qiáng)的穩(wěn)定性；③在通信網(wǎng)絡(luò)中微波和光纖能夠相互補(bǔ)充，從而增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)生存性；④因?yàn)橛袝r(shí)會受到自然條件的困擾，在光纜不可以到達(dá)的狀態(tài)下，微波通信技術(shù)能夠發(fā)揮其獨(dú)有的優(yōu)勢。

2.2 數(shù)字微波通信存在的缺陷

數(shù)字微波通信技術(shù)存在的缺陷主要有：①沒有光纖通信的容量大；②微波通信技術(shù)以大氣為傳輸媒介，具有多徑衰減的劣勢，沒有光纖通信的傳輸穩(wěn)定；③由于城市建設(shè)飛速進(jìn)行，穿越城鎮(zhèn)的微波電路可能會因?yàn)榻ㄖ镒璧K導(dǎo)致中斷；④微波通信技術(shù)具有外部干擾作用，會影響正常信號的傳輸過程。

2.3 數(shù)字微波通信綜合分析

以往的經(jīng)驗(yàn)說明，在自然災(zāi)害的狀態(tài)下，電信業(yè)務(wù)的恢復(fù)基本依靠無線通信技術(shù)。而傳輸通信的方式向來都具有很多途徑，不能夠通過一種傳輸途徑進(jìn)行。而數(shù)字微波通信技術(shù)由于具有非常獨(dú)特的優(yōu)勢，所以在構(gòu)建電力通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)能夠發(fā)揮非常重要的作用。

3 電力線載波通信技術(shù)

在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中，電力線載波通信技術(shù)曾經(jīng)占據(jù)著非常重要的地位。目前，電力線載波通信技術(shù)在我國的電網(wǎng)中仍然具有十分重要的作用，220 kV以上的變電站中還運(yùn)行著將近200臺載波機(jī)，而在110 kV以下電壓等級的變電站，對于電力線載波通信技術(shù)的使用也非常普遍。但是，伴隨近些年不斷發(fā)展的微波、光纖以及衛(wèi)星等通信技術(shù)，傳統(tǒng)的電力線載波機(jī)遭遇到了發(fā)展瓶頸。電力線載波系統(tǒng)組合如圖3所示。

3.1 電力線載波通信技術(shù)具有的優(yōu)勢

①電力線載波通信技術(shù)能夠使用現(xiàn)有的電力線路進(jìn)行電力通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，不需要重新建設(shè)通信線路。

②電力線可以由高壓電進(jìn)行保護(hù)，從而使其不易發(fā)生盜割等問題，有效保障了電力線通信。

③作為電力系統(tǒng)中比較傳統(tǒng)的通信方式，電力線通信已經(jīng)具有比較成熟的技術(shù)。

④在近些年的發(fā)展中，電力系統(tǒng)已經(jīng)建立了一支能夠有效維護(hù)和運(yùn)行電力線載波通信的技術(shù)隊(duì)伍。

3.2 電力線載波通信的技術(shù)劣勢

①電力線載波通信技術(shù)的容量比較小，通道傳輸只有4 kHz。其發(fā)展的巨大瓶頸。盡管全數(shù)字化的載波機(jī)能夠同一時(shí)間傳輸6路數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的傳輸速率也能夠達(dá)到19.2 kbit/s，但是相比較于光纖及微波技術(shù)，仍然存在較大的差距。

②由于長時(shí)間運(yùn)行在高電磁環(huán)境中，會遭受到很大的外部干擾，導(dǎo)致其誤碼率非常高且傳話音質(zhì)量比較差。

③因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)存在比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在線路設(shè)計(jì)時(shí)其主要的作用是傳輸電能而不是用于通信，所以電力線路具有很大的阻抗與傳輸衰減性，而電力線路具有的時(shí)變性也會對通信質(zhì)量產(chǎn)生很大的危害。

3.3 電力線載波通信綜合分析

由于電力線載波通信已經(jīng)不能再滿足當(dāng)前電網(wǎng)在運(yùn)行和保護(hù)方面的要求，但是它作為傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)中根基很深的通信方式，仍然具有非常廣闊的市場，所以電力線載波通信技術(shù)不會就此消失或者就此停滯不前。由于每種通信方式都有適合其使用的范圍，所以電力線載波技術(shù)目前比較適合縣、地調(diào)等信息量較小的地點(diǎn)，也可以作為比較可靠的備用方式。與其他的技術(shù)相比，電力線載波通信技術(shù)也在一直在不斷地發(fā)展。其也會在我國的電力系統(tǒng)現(xiàn)代化過程中發(fā)揮出越來越重要的作用。

4 結(jié) 語

綜上所述，SDH光纖通信技術(shù)、數(shù)字微波通信技術(shù)以及電力線載波通信技術(shù)均有自身的優(yōu)勢與缺陷。SDH光纖通信技術(shù)因?yàn)榫哂休^強(qiáng)的通信能力以及很長的無中繼傳輸距離，所以其會作為以后電力通信網(wǎng)絡(luò)中主要傳輸方式；數(shù)字微波通信技術(shù)屬于無線傳輸，可以成為干線光纖電路中的備用途徑，在一些不適宜光纖通信的場合中也具有積極的作用；而電力線載波通信技術(shù)通常用于數(shù)據(jù)量比較小且比較偏遠(yuǎn)的變電站。通過將電力線載波通信技術(shù)、數(shù)字微波通信技術(shù)以及SDH光纖通信技術(shù)的相互配合，可以構(gòu)建出更加穩(wěn)定和高效的通信網(wǎng)絡(luò)。

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