分析便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的應(yīng)用

邊　巴黃華林白　曲

（1.國(guó)網(wǎng)西藏信通公司，西藏 拉薩 850020；2.國(guó)網(wǎng)西藏電力科學(xué)研究院，西藏 拉薩 850000）

分析便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的應(yīng)用

邊巴1黃華林1白曲2

（1.國(guó)網(wǎng)西藏信通公司，西藏 拉薩 850020；2.國(guó)網(wǎng)西藏電力科學(xué)研究院，西藏 拉薩 850000）

本文針對(duì)電力通信網(wǎng)搶修過(guò)程中便攜式光放的使用，首先從功率補(bǔ)償與色散補(bǔ)償兩個(gè)角度對(duì)便攜式光放基本原理進(jìn)行簡(jiǎn)單地分析介紹，然后以EDFA與TDC為核心，對(duì)其在迂回路由搶修、光放板件更換以及機(jī)房搬遷中的具體應(yīng)用進(jìn)行深入探究，明確便攜式光放功能、特征和優(yōu)勢(shì)，最后得出便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的合理應(yīng)用可起到大幅縮減故障時(shí)長(zhǎng)，減小對(duì)通信網(wǎng)造成損害的作用，具有很好推廣與使用價(jià)值的結(jié)論，旨在為電力通信網(wǎng)日常維護(hù)與管理提供可靠的參考。

便攜式光放；電力通信網(wǎng)；通信網(wǎng)搶修；應(yīng)用

伴隨電力通信網(wǎng)的日益發(fā)展，面對(duì)規(guī)模逐漸龐大、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，運(yùn)行維護(hù)工作的重心正不斷向應(yīng)急機(jī)制的建立靠攏。當(dāng)系統(tǒng)遭到災(zāi)害或突發(fā)事件時(shí)，以往的方法大多不能滿足實(shí)際要求，而且系統(tǒng)設(shè)備龐大，難以進(jìn)行搬運(yùn)，無(wú)法充分發(fā)揮應(yīng)急處理作用。因此，提出一種全新的應(yīng)急搶修方式，即為充分運(yùn)用便攜式光放，結(jié)合EDFA與TDC等器件，在備用線路實(shí)施靈活、準(zhǔn)確地調(diào)度，實(shí)現(xiàn)一套設(shè)備處理多種突發(fā)情況，以此大幅提升系統(tǒng)搶修能力，保證通信網(wǎng)安全?，F(xiàn)圍繞便攜式光放，對(duì)其在電力通信網(wǎng)搶修過(guò)程中的應(yīng)用做如下分析。

一、便攜式光放基本原理分析

要想使便攜式光放在應(yīng)用中發(fā)揮應(yīng)有作用，首先要確保容災(zāi)一體機(jī)具備良好的光傳輸中繼機(jī)制。實(shí)際情況中會(huì)對(duì)光纖通信造成影響的因素主要有四大類，分別為信噪比、光功率、非線性效應(yīng)與色散性能。在這些因素中，非線性效應(yīng)主要由編碼與發(fā)射機(jī)決定，中繼過(guò)程只要對(duì)入纖光功率進(jìn)行有效控制就可以完全避免。對(duì)于中繼而言，其根本目的為確保信噪比水平，常用方法為色散補(bǔ)償與功率補(bǔ)償，所以設(shè)備要具備良好的相應(yīng)體系和性能，以此確保在正常使用時(shí)無(wú)須借助其他設(shè)備即可完成中繼。

1.功率補(bǔ)償

功率補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)前提為放大衰減信號(hào)，完成這一目標(biāo)主要借助兩種器件，分別為EDFA（Erbium-Doped optical Fiber Amplifier，摻鉺光纖放大器）與RFA（Raman Fiber Amplifier，拉曼光纖放大器）。其中，RFA具有相對(duì)較高的泵浦原功率和較低的泵浦效率，很難對(duì)增益進(jìn)行有效控制，并且增益介質(zhì)實(shí)際上是光纖自身，應(yīng)用過(guò)程中要確保光纖端面足夠清潔，所以不能在對(duì)操作簡(jiǎn)單性有較高要求的設(shè)備中使用，具有一定局限性。因此，在對(duì)便攜式光放進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到便攜式設(shè)計(jì)要求，可將具備雙級(jí)增益特性及體積輕便特點(diǎn)的可調(diào)EDFA為首選放大器件，其增益放大原理如圖1所示。

借助雙級(jí)本鋪結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)泵浦光功率的高效控制，確保一級(jí)放大過(guò)程中輸出至色散當(dāng)中的光功率足夠充分，避免產(chǎn)生雜波，此外還具有增益可調(diào)功能，支持C波段15dB～30dB范圍可調(diào)，滿足不同的使用需求。

依靠固件平臺(tái)對(duì)固件程序進(jìn)行編寫，并對(duì)輸入光口功率進(jìn)行準(zhǔn)確讀取，如果讀取到的光口功率在-55dBm以下，則將視為無(wú)輸入狀態(tài)，此時(shí)的控制平臺(tái)會(huì)自行中斷供電，激光器等停止作業(yè)，同時(shí)給出告警信號(hào)，滿足標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際要求。這樣一來(lái)，不僅能節(jié)省大量的能源，還不會(huì)其他信號(hào)光，避免了對(duì)搶修判斷的不利影響，還具有提升設(shè)備壽命的作用。

從兩級(jí)放大角度講，一級(jí)與二級(jí)的任務(wù)有所不同。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知，功率越大的信號(hào)對(duì)泵浦光功率要求越高。二級(jí)放大出光實(shí)際上就是容災(zāi)一體機(jī)實(shí)際出光，具有很大的功率。所以將一級(jí)增益泵浦功率控制在二級(jí)增泵浦功率以下，可起到降低功耗的效果。

2.色散補(bǔ)償

色散為光線的重要屬性之一，色散與激光器譜寬以及系統(tǒng)信息傳輸能力等存在一定聯(lián)系。一般情況下，隨信息傳輸能力的提升，色散不斷增加，在相應(yīng)的通信系統(tǒng)當(dāng)中，光纖色散為影響中繼距離的關(guān)鍵性因素。

對(duì)于光纖色散而言，可將其分成三大部分，分別為模式色散、波導(dǎo)色散與材料色散。光纖色散具有一定展寬作用，會(huì)引起信號(hào)傳輸受損現(xiàn)象。光傳輸色散實(shí)際影響如圖2所示。

每個(gè)系統(tǒng)都存在一定限度的色散容限，也就是在此限度內(nèi)，色散不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成影響，因此需要借助色散補(bǔ)償將其控制在容限之內(nèi)。根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，可在設(shè)計(jì)過(guò)程中將色散補(bǔ)償確定為±120km，補(bǔ)償?shù)目烧{(diào)寬度確定為240km。

運(yùn)用可調(diào)式色散補(bǔ)償能適應(yīng)多波長(zhǎng)與單波長(zhǎng)系統(tǒng)。基于固定補(bǔ)償值的方法有兩種，分別為光纖補(bǔ)償與光柵補(bǔ)償，其中光柵補(bǔ)償主要為選擇波長(zhǎng)，不能對(duì)全波段實(shí)施有效補(bǔ)償；而光纖補(bǔ)償雖然可以實(shí)現(xiàn)全波段補(bǔ)償，但對(duì)于設(shè)備重量與體積有嚴(yán)格的要求。基于此，TDC（Tunable Dispersion Compensator，可調(diào)色散補(bǔ)償器）成為首選對(duì)象，結(jié)合不同應(yīng)用需求對(duì)補(bǔ)償值進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有極好的經(jīng)濟(jì)性與適用性。TDC是所補(bǔ)償?shù)纳⒅凳窃谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)可以調(diào)諧的。

二、便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的實(shí)際應(yīng)用

1.迂回路由搶修

如果傳輸系統(tǒng)中主用路由發(fā)生阻斷使業(yè)務(wù)停止，備用路由又因?yàn)殚L(zhǎng)度、衰耗等原因無(wú)法正常工作，會(huì)導(dǎo)致業(yè)務(wù)短時(shí)間無(wú)法正常開(kāi)通。此時(shí)，將應(yīng)急系統(tǒng)及其設(shè)備運(yùn)用至通信系網(wǎng)中，可在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)業(yè)務(wù)。

（1）功率設(shè)置值的估算

通過(guò)計(jì)算得出收、發(fā)功率，計(jì)算公式為：

公式（1）、（2）中，P收表示終點(diǎn)站對(duì)應(yīng)的收光功率；P發(fā)表示始發(fā)站對(duì)應(yīng)的發(fā)光功率；G系統(tǒng)表示OLA（Optical Line Amplifier，原光線路放大器）光放增益；L1、L2、B1、B2分別表示線路實(shí)際損耗。通過(guò)換算可以得出一體機(jī)增益設(shè)置值：

（2）色散補(bǔ)償設(shè)置值的估算

確保色散值的有效方法為使色散值與原路由完全相同，補(bǔ)償值計(jì)算公式為：

公式（4）中，DOLA表示OLA對(duì)應(yīng)色散補(bǔ)償值；I表示不同線路的實(shí)際長(zhǎng)度。

2.光放板件更換

如果OTM（Optical Terminal Multiplexer，光終端復(fù)用器）與光放站發(fā)生故障而中斷工作，可運(yùn)用便攜式光放對(duì)故障板件實(shí)施更換。由于不同廠家板卡各不相同，所以重新采購(gòu)需要花費(fèi)大量的時(shí)間。對(duì)于便攜式光放而言，其不存在兼容問(wèn)題，可直接用于板卡更換，確保通信業(yè)務(wù)短時(shí)恢復(fù)，實(shí)際應(yīng)用如圖3所示。

事實(shí)上，便攜式光放是板卡的重要補(bǔ)充，需實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)性能，根據(jù)查詢結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)地配置。圖3中，光口設(shè)置充分參考原光板，設(shè)置結(jié)束以后對(duì)其進(jìn)行連通就能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)切換，然后再采購(gòu)適宜的元件完成更換操作。

3.機(jī)房搬遷

便攜式光放可以很好地適應(yīng)電力機(jī)房搬遷時(shí)對(duì)于光放站臨時(shí)替換設(shè)備便攜可搬移方面的實(shí)際需求。其運(yùn)用雙級(jí)增益特性的可調(diào)EDFA，能在多種線路斷點(diǎn)情況下運(yùn)用，具備不同距離條件下中繼設(shè)備機(jī)動(dòng)適應(yīng)特性，在降低搬遷難度，快速恢復(fù)內(nèi)務(wù)等方面優(yōu)勢(shì)明顯。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，通信網(wǎng)對(duì)于傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性有著十分嚴(yán)格地要求，而便攜式光放自身具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕便、增益與色散補(bǔ)償可調(diào)等特性，在當(dāng)前的電力通信網(wǎng)搶修工作中得到了極為廣泛的應(yīng)用，可起到大幅縮減故障時(shí)長(zhǎng)，減小對(duì)通信網(wǎng)造成的損害的作用，具有很好的推廣與使用價(jià)值。

［1］趙錦輝.便攜式光放在電力通信網(wǎng)搶修中的應(yīng)用［J］.電力信息與通信技術(shù)，2016，10（4）：117-120.

［2］趙法彬.建設(shè)應(yīng)急通信，完善聯(lián)動(dòng)機(jī)制——2009城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)通信研討會(huì)在北京舉行［J］.數(shù)字通信世界，2009，11（7）：12-35.

［3］本刊編輯部.完善應(yīng)急通信體系，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展——2010全國(guó)應(yīng)急通信研討會(huì)在北京召開(kāi)［J］.數(shù)字通信世界，2010，7（8）：14-33.

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