光纖通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

方 嬋

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司青陽縣供電公司，安徽 池州 242800）

0 引 言

在電力事業(yè)發(fā)展實踐中，電力通信技術(shù)非常關(guān)鍵。如何進(jìn)一步發(fā)展與完善電力通信系統(tǒng)，已經(jīng)成為集中關(guān)注的問題。具體地，需要明確光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢，并將其有效應(yīng)用到電力通信中。

1 光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 抗干擾能力較強(qiáng)

光纖通信技術(shù)是建立在載波帶基礎(chǔ)上的信息傳輸方式。載波的波長非常短，效率較高。在對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，需要對信息實現(xiàn)高效壓縮，才能對足夠多的信息進(jìn)行傳輸，否則信息傳輸過程中所需要耗費(fèi)的成本就會增加。載波可以有效預(yù)防外界噪音和電磁的干擾。存在于自然界的噪音等，波長較長，頻率較高，可以與其他光波或者物體之間形成振動，而載波自身的頻率非常高。所以，在運(yùn)行過程中，它可以有效規(guī)避自然界中大量外在因素的影響與干擾，進(jìn)而使信息傳輸?shù)倪^程非常穩(wěn)定。

1.2 傳輸距離較長

對于傳統(tǒng)電力通信系統(tǒng)中的先后采集系統(tǒng)來說，攜帶信息的介質(zhì)在運(yùn)行了一段時間后，具備的能量和功率都會呈現(xiàn)不同程度的衰弱，如果途中不能進(jìn)行有效的能量源補(bǔ)給，攜帶的信息內(nèi)容會出現(xiàn)不同程度的失真。光纖通信技術(shù)內(nèi)部具備預(yù)防信號透射的裝備，載波在光線中可以迅速反射快速前進(jìn)，在信息傳輸途中損失的能量極少。所以，在光纖技術(shù)的支持下，遠(yuǎn)距離信息傳輸過程中僅僅需要針對管路實施有效維護(hù)即可[1]。

1.3 安全性高

眾所周知，現(xiàn)存半導(dǎo)體材料中，硅是儲存量最大的半導(dǎo)體材料。在光纖管道中，二氧化硅是應(yīng)用最多的材料。二氧化硅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常特殊，含有很多疏松孔道，所以二氧化硅的質(zhì)量非常輕，可以極大程度地降低敷設(shè)管道過程中所需要的成本。同時，二氧化硅的安全性能比較高，不容易產(chǎn)生燃燒，也不會輕易引起爆炸。所以，二氧化硅可以廣泛應(yīng)用到多種環(huán)境中。在光纖中具有的內(nèi)部容積可以一次性容納幾十條的信息線路，可以大幅提高信息并行傳輸?shù)男?，提高信息傳輸?shù)男省?/p>

2 光纖通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢

2.1 光纖通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

2.1.1 光纖復(fù)合地線

就目前發(fā)展實際情況來看，在我國電力通信系統(tǒng)中，光纖復(fù)合地線（OPGW技術(shù)）的應(yīng)用非常廣泛。這一光纖類型可以稱之為地線復(fù)合光纜或者光纖架空地線。實際應(yīng)用過程中，光纖通信技術(shù)是指在電力資源傳輸?shù)牡鼐€中，囊括了通信所利用的光纖單元，也就是光纖。OPGW技術(shù)在實際應(yīng)用過程中所呈現(xiàn)的可靠性與穩(wěn)定性極高，基本上不需要開展運(yùn)維工作。但是，技術(shù)形式的成本投入較大，比較適用于新建線路或者舊線路改造[2]。利用OPGW技術(shù)實現(xiàn)電力通信的主要功能表現(xiàn)在兩個方面。一方面是將光纖復(fù)合地線作為整個輸電系統(tǒng)中的防雷線，進(jìn)而對電力資源傳輸系統(tǒng)中的導(dǎo)線發(fā)揮保護(hù)作用，極大程度地提高輸電導(dǎo)線抗沖擊能力；另一方面，可以通過地線所包含的光纖實現(xiàn)全部信息傳輸功能，可以將架空地線和光纜的功能整合在一起。

OPGW技術(shù)應(yīng)用對我國電力通信系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了極大影響。因為在電力通信系統(tǒng)中有效應(yīng)用這一技術(shù)形式，可以很大程度地提高整個電力系統(tǒng)的輸電容量，有利于電力系統(tǒng)中的架空線實現(xiàn)高壓化、超高壓化和自動化控制。結(jié)合我國電力系統(tǒng)發(fā)展實際情況，我國電力傳輸線路分布比較廣、線路復(fù)雜程度比較高。在社會生產(chǎn)生活實踐中電力資源需求量逐步加大的背景下，往往需要利用超高壓架空線實現(xiàn)電力資源的有效供給，且超高壓架空線數(shù)量呈現(xiàn)逐漸增加的發(fā)展趨勢。從這一角度分析，OPGW技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用將會更加廣泛?，F(xiàn)階段，光纖復(fù)合地線的結(jié)構(gòu)主要包括三種，一是鋁管型結(jié)構(gòu)，二是鋁骨架型結(jié)構(gòu)，三是不銹鋼管型結(jié)構(gòu)。三種光纖復(fù)合地線的結(jié)構(gòu)特征如圖1所示。

圖1 光纖復(fù)合地線的結(jié)構(gòu)

2.1.2 全介質(zhì)自承光纜

全介質(zhì)自承光纜在我國電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。這一光纖通信技術(shù)形式通常應(yīng)用于35 kV、110kV、220 kV的輸電線路。同時，該光纖通信技術(shù)在已經(jīng)組建完畢的輸電線路中應(yīng)用較多。全介質(zhì)自承光纜的出現(xiàn)，使得相關(guān)電力部門在高壓輸電線桿上搭建自己的通信系統(tǒng)成為現(xiàn)實。這一光纖通信技術(shù)的性能非常穩(wěn)定，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的抗干擾能力，可以在多種環(huán)境下進(jìn)行架空敷設(shè)。全介質(zhì)自承光纜技術(shù)的誕生與應(yīng)用，極大程度地推動了我國電力通信事業(yè)的發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，信息時代已經(jīng)全面到來，對電力通信系統(tǒng)提出了更高要求。電力部門對電力通信技術(shù)也予以了高度重視，通過應(yīng)用全介質(zhì)自承光纜技的，電力部門不僅可以全面滿足自身發(fā)展實踐中對通信的需要，還可以基于這一技術(shù)形式衍生和開展全新的通信業(yè)務(wù)。究其原因，在于全介質(zhì)自承光纜技術(shù)具備極強(qiáng)的光纖傳輸能力，同時具備極高的光纜機(jī)械性能，且這一技術(shù)形式具備極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，在施工過程中可以與高壓輸電線路一同完成敷設(shè)作業(yè)。全介質(zhì)自承光纜技術(shù)在強(qiáng)電場作業(yè)環(huán)境中，光纜所包含的信號不會受到其他因素的干擾，所以抗干擾能力強(qiáng)。因此，全介質(zhì)自承光纜已經(jīng)成為現(xiàn)階段電力通信系統(tǒng)建設(shè)與電力通信事業(yè)發(fā)展備受青睞的技術(shù)形式[3]。它的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 自承式光纜結(jié)構(gòu)

全介質(zhì)自承光纜技術(shù)之所以具備如上所述的優(yōu)勢，是因為全介質(zhì)自承光纜的構(gòu)成材料基本上是非金屬材料，且光纜的外殼是由聚乙烯或者具備耐電痕的材質(zhì)構(gòu)成。設(shè)計過程中，它結(jié)合了我國現(xiàn)階段輸電線路的實際情況，所以在各類高壓輸電線路中都可以進(jìn)行有效利用，也可以根據(jù)具體情況和需要選擇與輸電線路相適應(yīng)的外套。另外，在實現(xiàn)光纜設(shè)計實踐中，要充分考慮各種外界因素對光纜可能產(chǎn)生的影響，如風(fēng)速、溫度、雨雪天氣等。因此，全介質(zhì)自承光纜在實踐應(yīng)用過程中，可以表現(xiàn)出極高的環(huán)境適應(yīng)性和抗沖擊的性能，極大地便利了施工活動。

2.1.3 光纖傳輸組網(wǎng)

在通信系統(tǒng)發(fā)展實踐中，最常見的組網(wǎng)形式包括兩種，一是密集波分復(fù)用技術(shù)，二是同步數(shù)字技術(shù)。密集波分復(fù)用技術(shù)是將若干個波長不一的光信號整合到同一根光纖上進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)形式，也就是WDM技術(shù)。這一技術(shù)形式中，每個相鄰光波的波長都具備特定的間隔。間隔越小，光纖所能實現(xiàn)復(fù)用傳輸?shù)墓庑盘栐蕉唷⑴R近峰值波長間隔的大小作為基礎(chǔ)，可以細(xì)分為粗波分復(fù)用、密集波分復(fù)用等。其中，密集波分復(fù)用的含義是緊鄰波長的間隔是1～10mm的分復(fù)用技術(shù)，可以使不同波長在相關(guān)通信設(shè)備的轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)上實現(xiàn)在同一個光纖設(shè)備上的有效傳輸，是有效應(yīng)用光纖傳輸組網(wǎng)技術(shù)的根本目的所在。在利用該技術(shù)實現(xiàn)電力通信的過程中，光信號的數(shù)量會隨著波長間隔距離的減小而增加。系統(tǒng)中存在可以實現(xiàn)有效調(diào)節(jié)的光源全部被儲存于信息發(fā)送端的數(shù)據(jù)庫中，光信號通過光源直接實現(xiàn)發(fā)送。系統(tǒng)中包括的復(fù)用器是將不同波長的光信號整合在一個光纜設(shè)備中實現(xiàn)傳輸基礎(chǔ)。接收端的設(shè)備通過光纜傳輸過來的信號統(tǒng)一整合到同一個檢測信道中實施統(tǒng)一化處理。

2.2 電力通信中光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.2.1 科學(xué)運(yùn)用復(fù)用技術(shù)

提升通信傳輸速率，增強(qiáng)通信穩(wěn)定性、安全性，始終是電力通信現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展過程中關(guān)注的重點(diǎn)。在此過程中，電力通信需以創(chuàng)新發(fā)展為指導(dǎo)思想，進(jìn)行光纖通信技術(shù)的改革與創(chuàng)新。復(fù)用技術(shù)應(yīng)用理念的提出與發(fā)展，為光纖通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展指明了方向。例如，WDM波分服用技術(shù)的應(yīng)用，能夠提升光纖傳輸容量，促進(jìn)光纖在大容量寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)中的應(yīng)用，從而滿足電力通信網(wǎng)綜合建設(shè)與發(fā)展的需求。因此，在未來發(fā)展中，加強(qiáng)復(fù)用技術(shù)的研究與科學(xué)運(yùn)用，是光纖通信技術(shù)在電力通信中應(yīng)用的必然趨勢，有利于實現(xiàn)資源利用率的提升，促進(jìn)電力通信網(wǎng)建設(shè)的優(yōu)化發(fā)展。

2.2.2 利用新型光纖

IP業(yè)務(wù)量正在不斷增加，電力通信網(wǎng)絡(luò)也隨之不斷創(chuàng)新與發(fā)展，而光纖是創(chuàng)新與發(fā)展的基礎(chǔ)。如今的信號傳輸多為遠(yuǎn)程式傳輸，對質(zhì)量要求非常高，之前應(yīng)用的單模光纖已經(jīng)不能全面滿足發(fā)展的實際需要。所以，針對新型光纖材料的開發(fā)研究，是光纖通信技術(shù)持續(xù)發(fā)展的重中之重。現(xiàn)在，干線網(wǎng)要求不斷提高，城域網(wǎng)建設(shè)方興未艾，一些新型光纖材料已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注與青睞，如非零色散光纖、無水吸收峰光纖等。在未來發(fā)展實踐中，新型光纖材料必將成為發(fā)展與應(yīng)用的主要趨勢。

3 結(jié) 論

光纖通信技術(shù)具有傳播效率高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢?；陔娏νㄐ畔到y(tǒng)的復(fù)雜性，將其有效應(yīng)用到電力通信系統(tǒng)的建設(shè)與完善中十分必要。因此，各級電力企業(yè)要充分認(rèn)識光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢，把握未來光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，結(jié)合電力事業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實需要，將光纖通信技術(shù)有效應(yīng)用于電力通信系統(tǒng)，實現(xiàn)電力通信技術(shù)的快速發(fā)展。