光纖通信技術在電力系統(tǒng)中的應用

倪向

摘 要：電力系統(tǒng)是支撐人們在安全狀態(tài)下使用電能的整體系統(tǒng)，近年來為了調高電力系統(tǒng)的區(qū)域功率，相關技術人員不斷研究了許多電能周邊的輔助性科技產(chǎn)業(yè)，希望能夠通過改良周邊產(chǎn)業(yè)局限性來提高電力系統(tǒng)的效用。于是負責最主要信息傳輸?shù)墓饫w通信技術就成為了研究的最主要對象。文章通過對光纖通信技術在電力系統(tǒng)中的應用問題來制定了相關解決措施，并對產(chǎn)業(yè)未來的應用發(fā)展目標進行了展望。

關鍵詞：光纖通信；通信技術；電力系統(tǒng)

中圖分類號：TN929.11 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）22-0151-02

1 技術簡介

已知光元素是包含在電磁波元素范圍之內的一種具有顯像作用和傳導能力的非實體元素。光纖通信技術就是利用一段或有一定距離的易傳導物質作為傳播介質，連接起信息發(fā)出點和信息接收點之間的距離，而后通過光能波動在介質內的傳導，達到信息輸送的目的。那么考慮到光纖所負擔的傳輸信息總流量，一般來講都不會采用結構單薄的傳導介質作為信息傳輸?shù)闹魍緩?，就現(xiàn)有技術而言，光纖通信的主要介質基本都采用一組材質上乘的光導纖維組合體作為實際介質來進行傳導工作。以下就將對光纖通信技術的作用步驟進行簡述：

（1）發(fā)射信號。能夠載有巨大信息量的光束必然要有另一個強大的光束發(fā)射工具來支撐，一般信息輸出站都會配有能夠隨意調節(jié)波形和大小長短的激光發(fā)射器用于光能信息的輸出。除負責輸出的機器外，以處理信息的復雜多樣性為運作基礎的復用技術也是信號發(fā)射中的重要步驟之一。這里要提醒，發(fā)送大量信息的前提是必須保證光能所經(jīng)過的范圍途徑有一定的緩和距離，避免信息震蕩產(chǎn)生遺漏丟失現(xiàn)象。

（2）合波。將負有信息的光源發(fā)送后，需要完整利用復用技術對不同波動路徑的信息進行整合以保證其能夠在傳播過程中被完整輸運。在信息緊急召回時也能夠統(tǒng)一快速處理。

（3）放大信號。信息在傳輸途中會不斷有其他來自支路的信息加成，在較長傳輸路段中光能承載的信息量越大就越會限制光能的傳播效率。解決的辦法就是使用光纖放大器來擴展原有帶寬，在不擴張整體成本的情況下，加快信息傳送運程的主效率，也能夠很大限度的避免信息過分壓縮。

（4）分離有效信號。采用與復用技術相對應的技術將被整合的兩組或多組信息進行分離剝落作用，再使用光能轉和部件將光能捏合。

（5）接收有效信號。最后就是將被整理的信號進行有標識的配送傳輸?shù)蕉搪烦绦畔⒄现行闹小?/p>

2 光纖通信技術的優(yōu)勢

（1）通信容量大。從外觀上看，電纜所需要的物理容量要遠遠大于光纜所需的質量。從內在傳送狀態(tài)來講，光能的速度和壓縮性都能夠很大程度的降低對外在能源的消耗，也能更好的保證信息傳輸?shù)耐暾?，在保證寬帶大小不變的前提下，更加快速的進行傳輸工作?；谛畔鬏旈L遠發(fā)展角度來看，光纜的普及使用無論是在物理層面還是其他層面都具有一定的發(fā)展必然性。

（2）損耗低，中繼距離長。石英這種傳導介質是經(jīng)過權威認證的最優(yōu)傳輸材質。不僅有著強大的包容性并且具有高反射率，能夠最大限度保留所有攜帶信息。對于電力系統(tǒng)這種需要完全信息準確度的設備而言，能夠在不影響傳輸質量的前提下，提高信息所能完整經(jīng)過的范圍。

（3）抗電磁干擾力強。在現(xiàn)實生活中我們經(jīng)常會看到許多電纜和光纜是會就近排列在一起架構的，但是在一般性思維中我們會認為帶有高強度作業(yè)量的電纜會對光纜起到一定的波動作用。但事實并非如此，石英光纖自身材質具有非常好的抗輻射性能，能夠有效的將干擾因素排除在外。不僅能夠節(jié)省整體架構的空間，在線路出現(xiàn)問題時也方便工作人員的檢修工作。

（4）質地柔軟。電纜所用空間除高層區(qū)域外，還有短路程范圍中為了方面居民家庭拖拽使用的地底層電纜。普通的電纜當靠近居住密集區(qū)因分戶眾多就會占據(jù)非常多的地面積，而光纖的輕薄特性就能夠很好的解決掉這方面的問題。

（5）保密性能好。除電力系統(tǒng)外，現(xiàn)代數(shù)字化共享產(chǎn)品也需要能夠讓業(yè)主自主選擇可共享的方向和用戶，而電纜卻會在安全保護層面存在局限性。光纜特有的信息傳輸模式就能夠在不同的分支路徑中透過信息波段的變動來實現(xiàn)對重要信息的技術加密。

3 光纖通信技術的使用現(xiàn)狀

參照國家現(xiàn)有的電力系統(tǒng)中使用的光纖信息傳遞技術，可基本總結為兩種光能傳輸模式。其一就是在同一傳輸渠道內采用分隔式的處理手段為兩支來自不同發(fā)射器的光能提供傳輸途徑；另一種則是將信號通過分割在兩個傳輸通道中運輸，到達信息接收站后再使用相應技術進行整合的雙線傳輸技術。非常明顯的，雙線傳輸技術所占用的物理質量和空間要比單線傳輸笨重許多，不僅傳輸?shù)倪^程變得更加復雜，而且在安裝時所占用的面積不是很好規(guī)范。雖然單線傳輸技術的優(yōu)點如此顯而易見，但是眼觀先進國內光纖技術的應用，仍然是屬于雙線傳輸占大比例，這主要是因為整體技術水平的限制。由此可知，盡快發(fā)展光纖相關技術不僅能夠提高信息傳輸?shù)乃俣?，也能夠極大程度的減少相關資源的使用率。

帶寬和內部材質是影響光能信息傳播速度的最主要因素，而為了穩(wěn)定光能信息的最基本用途，就需要有大面積同時具有較高穩(wěn)定安全性能的信息轉接站來輔助信息的高速進程。當前使用率最廣泛的就是這種信息轉接技術，它可以在非常穩(wěn)定的情況下為各種大型供電站或其他電力相關設施推送持續(xù)穩(wěn)定的傳導信息，極大程度的穩(wěn)定了電力設備的整體性能，但受限的是當光纖通信服務于高功率電能相關時，所采用的雙線傳輸技術就會占用過多的使用空間，所以就空間面積這一方面來講，光纖還有待改良。

4 存在的問題及解決措施

（1）光纖自身特性的限制性。光纖與其他固定材質相比屬于軟性外皮，這就表示在材料加工時期軟性的物質極易受到生產(chǎn)設備或操作步驟的影響而產(chǎn)生細微的形變或質量不均等現(xiàn)象。加上光纖一般都屬于大面積統(tǒng)一埋于地底或安裝在其他電能傳輸線周圍，在進行安裝工作時如果要對所有整長度的外表進行排查非常費時間，因此在工程檢驗期間負責人一般都只是選擇抽樣檢查，就有一定的可能會將質量不均的外皮投入使用。而光能是依靠在管道內徑不斷反射來運行的，傳輸途徑內壁的不規(guī)則就會影響光能信號的完整性，阻礙傳輸系統(tǒng)整體效用。對此，解決方式非常明顯，就是一定要提高光纖外皮的生產(chǎn)技術，并且在材料驗收時期也要盡可能的抽取多組樣本來檢查，將外皮不規(guī)整仍被投入使用發(fā)生的幾率降到最小。

（2）光纖斷線技術不成熟。光纖斷面的光滑程度能夠直接決定對接時的信息傳遞質量，當光纖被統(tǒng)一存放在地下時，連接處的端口極易收攬灰塵雜物，造成后期整修負擔。換句話說，一旦光纖端口出現(xiàn)明顯參差不齊或其他不平整表象，就會使得在對接后光能在傳播過程中受到不平整點的阻力，并且這種阻力是屬于永久性的。長期以往不僅影響使用速率，還會縮短光纖的應有壽命。針對斷層的不規(guī)整現(xiàn)象就需要相關技術人員盡快研制出更高級的切割工藝，可以針對切割速度來進行研制，速度越快，切割時產(chǎn)生的形變時間就越短，也就能夠更好的形成平滑斷面。

（3）光纖熔接技術不佳。斷面不但會對光能傳輸過程造成反作用力，在涉及到光纖對接工作時也會阻撓對接的平整性。平整表面契合度要遠遠超過不平齊斷面的整合度，光纖在不平整狀態(tài)下被熔接不僅會產(chǎn)生傳輸內徑信號阻斷點，還會使一整個內徑橫截面都變得不規(guī)整。當攜帶信息的光能經(jīng)過該區(qū)域時，就會受作用力向四周反射，影響傳播效率。面對焊接中出現(xiàn)的問題，最根本的解決方式就是徹查焊接設備中會影響焊接質量的因素，有根據(jù)的對焊接設備進行改良；在開展焊接工作前要仔細檢查光纜斷面是否存在缺口等。

5 發(fā)展前景

（1）新型光纖。目前，使用較為廣泛的新型纖維主要有兩種：一是非零色散光纖，它屬于一種色散位移光纖，經(jīng)過改進集合了標準光纖和色散位移光纖最好的傳輸特性，成為了光纖通信系統(tǒng)中新一代的優(yōu)質傳輸介質；二是無水吸收峰光纖，它作為一種新型的單模光纖，可以很好地擺脫傳統(tǒng)單模光纖在多信道波分復用中的弊端。這兩種新型光纖都具有損耗低、色散傳輸?shù)偷奶匦?，傳輸容量可以達到之前的上百倍或上千倍，帶來了巨大經(jīng)濟效益。

（2）光聯(lián)網(wǎng)。光聯(lián)網(wǎng)不僅可以使光網(wǎng)絡具備超大容量，使網(wǎng)絡的范圍和節(jié)點數(shù)加多，還可以提高網(wǎng)絡的透明度，增強網(wǎng)絡的靈活度，對改善傳統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中存在的弊端和不足具有重要意義。光聯(lián)網(wǎng)的故障恢復時間特別短，使電力系統(tǒng)可以在很短時間里恢復正常運行，減少了損失，降低了維護成本。

（3）光孤子通信。光孤子作為一種特殊的超短光脈沖，使波形和速度在經(jīng)過長距離傳輸后都能保持不變，完全擺脫了通信容量與傳輸速度的限制，目前已經(jīng)成為一種最有發(fā)展前途的傳輸方式。光孤子通信的實質就是以光孤子為載體進行長距離、無畸變的通信，在零誤碼的情況下實現(xiàn)信息的傳輸。

（4）全光網(wǎng)絡。全光網(wǎng)絡就是在網(wǎng)絡傳輸和交換過程中信號一直都是以光的形式存在。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡在網(wǎng)絡節(jié)點處使用一些電器件，雖然可以實現(xiàn)節(jié)點間的全光化，但不利于提高通信網(wǎng)干線的總容量。而全光網(wǎng)絡系統(tǒng)在傳輸過程中用光節(jié)點代替以前的電節(jié)點，使節(jié)點之間實現(xiàn)全光化，信息進行傳輸和交換都是以光的形式進行的，大大提升了網(wǎng)絡資源的利用率。

6 結束語

我們可知光具有非常高速的運作效率，在科技欠發(fā)達時期，光能就已經(jīng)成為古代人們傳遞信息的一貫手段。追溯至今，光能已經(jīng)作為一種十分高效的信息傳導元素為人們的生活帶來了極大的便捷性。本文在結尾對光纖通信技術的展望，就是希望此種技術在未來不僅能夠應用在電力系統(tǒng)中，也能夠為其他大型產(chǎn)業(yè)提供幫助。

參考文獻：

[1]李新杰.探討光纖通信技術在電力系統(tǒng)中的應用[J].通訊世界，2017（7）.

[2]劉懷，李勝利.光纖通信技術在電力系統(tǒng)中的應用[J].自動化應用，2016（4）.