电力系统光纤通信技术论文
电力系统光纤通信技术论文
光纤通信作为现代通信技术的重要标志，其在电力系统中已经开始普及使用。学习啦小编为大家整理的电力系统光纤通信技术论文，希望你们喜欢。
电力系统光纤通信技术论文篇一
试论电力系统通信光纤设备维护
摘要： 近年来，随着我国科技水平的不断提高，光纤通信技术在各行各业中有着越来越广泛地应用。光纤通信作为现代通信技术的重要标志，其在电力系统中已经开始普及使用。本文将针对日常的电力系统通信光纤设备维护作简要探究。
Abstract： In recent years， with the continuous improvement of our scientific and technological level， the optical fiber communication technology is more and more widely used in all walks of life. Optical fiber communication， as an important symbol of modern communication technology， it is used in the power system and has begun to spread. This article briefly explores its daily equipment maintenance.
关键词： 光纤通信;故障;设备维护
Key words： optical fiber communication;failure;equipment maintenance
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2012)34-0096-02
0 引言
随着我国经济的快速发展，信息容量正处在一个快速激增的进程当中，为了实现信息容量的有效增加以及信息传输速度地快速提高，我国的光纤通信技术发展取得了质的飞跃。尤其是在电力系统通信运行中，光纤技术的运用效果显著。因此，应该将光纤设备维护工作放在重要位置，针对相应故障及时采取相关措施，保障系统正常运行。
1 光纤通信技术简介
1.1 技术内容 光纤通信指的是将激光作为主要的载波信号，然后经由光纤来进行相关信息的有效传播的一种具体的通信系统。就目前的情况而言，光纤通信系统是一种应用最为广泛的通信系统。其中，光纤通信系统中的单模光纤传播路径较为单一，其仅允许使用一种模式进行信息传播，该种光纤的纤芯直径一般都是比较小的，其宽带范围较大，膜间不存在色散现象，在运行过程中需要配置半导体激励器LD进行激励，单模光纤比较适合在长距离的信息传输中使用;光纤通信系统中的多模光纤的实际传播路径是非常广泛的，这主要是因为其能够允许多个模式同时进行信息传播，该种光纤的纤芯一般都是比较大的，其能够运用发光二极管LED当作是主要的光源装置，由于该种光纤膜间存在着一定的色散现象，所以，其一般是应该在短距离的信息传输中进行使用的。
1.2 技术特点
1.2.1 高速大容 容量大是光纤通信的一大显著特点，这表现在传输宽带方面，相较于传统的铜线以及电缆装置来说，光纤的实际宽度要大得多得多。目前的单波长光纤通信系统主要是因为其终端设备的相关电子瓶颈效应而导致带宽优势难以被充分发挥出来，但是随着现代科技的快速发展，光纤的具体信息传输容量也处在一个快速的大幅度增长进程当中，现今的光纤传播速度一般保持在2.5至10之间(单位取Gbps)，由此可见，光纤通信技术有着非常大的实际发展空间。
1.2.2 低损耗 相较于传统的任一信息传输方式来说，光纤信息传输系统的能量损耗是最低的，就目前而言，商品性质的石英光纤的实际能量损耗可以达到低于0到20dB/km的标准水平的。日后，伴随着科学技术的不断更新与发展，未来可以将非石英系统的极低耗能光纤应用在通信中，使得光纤通信系统对于更加大的无中继距离的有效跨越变为可能，这样做的目的使得实际的中继站数量可以相应被减少，起到节约运用成本的作用。
1.2.3 优良的保密性质 众所周知，在实际的电波传输过程中经常会出现电磁波泄露的现象，这样就会造成整个通信系统缺乏良好的保密性。若是将光纤运用在整个通信系统中，可以防止光纤中的光波传播过程中的光信号的泄露，具体来说，在实际的传播进程中，光纤可以将光信号限制在相关的光波导结构中，这样，已经被泄露出来的射线就会被环绕在光纤周围的不透明包皮物质有效吸收到，实现泄露的良好扼制，从而避免了串音情况出现在光纤通信中，有效地防止了所传播的信息被窃听，保障了光纤设备的良好保密性。
1.2.4 较强的抗干扰能力 目前的光纤选用的主要制作材料是石英，该种原材料有着非常优良的抗腐蚀性能以及绝缘性，其尤为突出的优势在于能够很好地抵抗电磁干扰，具体来说，石英光纤能够与相应的电力导体进行组合后形成复合光缆以及实现与高压输电线路的平行架设，其在实际的运用过程中不会遭受太阳黑子以及电离层、雷电的活动干扰，更不会受到由于人为而产生的电磁干扰，使得光纤通信技术能够在电力领域中得到普及使用。
除此之外，光纤还有着轻柔、成本低以及稳定性强、易于铺设、原材料丰富以及寿命长等等优势，由于这些优势的存在使得光纤可以在各个行业、各个领域中取得广泛应用。
2 电力系统通信光纤设备的有效维护
2.1 分类
2.1.1 网管 在电力系统中，光纤通信设备的网管维护主要指的是在实际的网管中心，相应的设备维护人员可以使用网管计算机设备进行设备详细数据的具体查阅，并对设备的实际性能以及具体运行情况定时检查，及时发现相关的潜在故障，实时地进行设备隐患的有效排出。若是在电力系统的运行过程中发生了设备故障，应该针对具体的设备故障报警信息进行分析，实现故障定位，及时处理已经发生的故障。其中，SDH系统的网管功能是非常强大的，其有着较为清晰的警告级别以及较为精确快递的故障定位性能，其针对故障的具体处理也是非常及时的，SDH系统对于那些非网管电力系统站点的相关故障处理有着很强的指导性。 2.1.2 现场元 在电力系统中，光纤通信设备的现场元维护主要指的是相应的设备维护人员在实际的运行现场能够依据设备警告指示灯的具体状态以及仪表测量结果、用户反馈信息等等进行有效的故障定位与处理。如果在现场不具备相应的仪表数据信息则可以运用PCM指示灯来实施故障分析。
2.2 维护内容 在电力系统的实际运行过程当中所进行设备维护主要包括针对光缆设备、配线架以及电源等等设备的维护。具体的设备维护内容可以分为以下三个部分。
2.2.1 确保系统设备运行 在电力系统通信光纤的实际运用过程中，要保障相应的通信设备应该时刻处在一个正常工作的运行环境中。比如说可以将电力系统中的供电以及传输设备工作所需的直流电压控制在-48V±20%，使其所允许的具体电压范围保持在-38.4到-57.6V的相应范围中;再比如SDH网管监控系统以及电力系统的本地维护终端所采用的计算机都是相应的专属设备，在实际使用过程中，禁止将其挪作它用，从而有效防止病毒的不良侵害。
2.2.2 排除故障 这就要求要在实际的系统维护中有效地进行故障的分析与处理，具体来说，应该依据具体的故障信息以及告警指示信息，经过排查后定位设备的故障位置，及时找出相应的设备故障原因，力求在最短的时间内实现设备故障的有效解决，保障电力系统通信光纤设备的顺利运行。
2.2.3 集中维护 在进行电力系统通信光纤设备的有效维护时一般采用的维护方式是集中式的，这就要求相应部门应该成立系统运行维护中心，把设备运行维护所需的主要监控、维护仪器以及设备运维人员集中在一个站点中，减少人员配置。
2.3 维护方法 具体的设备维护流程为查看、定位、分析、排除。查看主要是指要查看相应的指示灯装填以及计算机上的故障告警信息、相应的信号流程表;定位指的是先大致进行故障定位，然后采用相关的有效措施进行精确地故障定位;分析指的是针对具体的设备故障作细化分析并制定相应的处理方案;排除指的是根据相应的方案以及标准实施有效的故障排除。
2.3.1 替代法 替代法是一种常见的SDH设备故障处理法，具体来说，该种处理方法的主要使用原理就是采用一个能够正常工作运行的相应模块来将被怀疑不正常运行的相关工作模块进行替换，最终实现有效地进行设备故障的定位以及排除的目的。其中所说的工作的模块涵盖了电力系统通信光纤设备的方方面面，比如说，单个设备装置、一段线缆以及一个单板、单条之路等等。这种设备维护方法主要是适用于将故障定位在单站以后以及针对单站内单板故障、支路故障进行排除的过程。拿一个单个的2兆设备出现中断故障的问题来说，此时可怀疑该设备位置的某个端口出现故障的时候可以经过网管维护中心来进行端口重置来实现该端口的有效替代;如果是在同一个单板中出现了多个支路中断的现象，可以考虑进行TP板的更换。
2.3.2 环路检测法 进行设备故障定位最常用的一个手段就是构造环路检测，又可称作自环。设备的自环可以分为很多种，根据自环信号的方向可以将其分为设备外自环以及设备内自环两种，设备外自环主要用来检查对端站及传输链路的故障，设备内自环主要用来检查本站设备的故障。根据自环的信号等级可以将其分为2Mb/s自环、群路(STM—1155M)自环等等方面，其中，自环主要是用来分别进行各自的单元是否有故障的相应检查的。通过设备各种不同的自环，就可逐级地分离出故障点来，实现故障排除。例如，如果整个系统不工作，怀疑某站有故障时作OM群路盘自环判定;某2M支路出现中断，怀疑该TP板故障时作单支路自环检测;值得注意的是，自环时还须注意接口特性，如是否使用75Ω阻抗信号线。
2.3.3 仪表测试法 这种方法主要说的是可以通过对各种仪表设备的有效运用来进行设备传输故障的检测，其中，仪表包括光功率计以及万用表、误码仪等等方面。在实际的设备维护过程当中，可以采用相应的仪器进行准确的故障定位，这对维护人员的技术需求是非常之高的。具体来说，误码仪主要是用来进行通道通断以及误码性能的有效测试的;万用表是用来进行实际的供电电压测试的;光功率计主要是用来进行故障判断以及光强测试的。
2.4 注意事项
2.4.1 实施清洁、安全工作 维护人员在进行光接口信号处理时，要避免将光发送器的尾纤端面以及其上面的活动连接器的实际端面对着眼睛，与此同时，还要时刻保持尾纤端面与连接器的清洁。
2.4.2 实施有效地防静电工作 维护人员处在操作机盘前位置时，必须要戴上相应的防静电手腕，与此同时，还要保证其有良好的接地。维护人员在进行机盘更换的时候，也应该戴上防静电手腕，并将换下的机盘实时地装进防静电塑料袋中，然后应该将其放置在一个良好的防静电环境中。
2.4.3 强化技能 这就要求相应的设备维护人员应该熟练掌握操作技能，具体包括保护属性以及业务分配情况、组网拓扑情况、时隙配置情况等。同时，维护人员还应该在电力系统运行中做好具体的巡视工作，最大程度地保证设备安全运行。
综上可知，在这个科技飞速发展的时代，光纤通信技术在电力系统中的有效运行显得尤为重要，为了保障系统的正常运行，设备维护工作不容忽视。
参考文献：
[1]王洁.浅谈光纤通信网络的发展[J].大观周刊，2011，(45).
[2]安廷爱.试论电力系统通信光纤设备维护[J].城市建设理论研究(电子版)，2011，(35)
[3]顾育君.浅谈电力通信光缆运行维护[J].机电信息，2011，06.
电力系统光纤通信技术论文篇二
电力系统光纤通信的发展和应用
摘要：上世纪80年代初诺贝尔奖获得者，华人高锟在英国发明了光导纤维通信技术，至现在已有30多年时间。光导纤维通信----简称光纤通信。光纤通信的发明在有限通信领域也算是革命性的技术变革。用光纤做成光缆通信取代用铜线做成的通信电缆，由于光缆通信比铜线通信电缆的通信质量高、效果好被普遍应用。辽宁省电力有限公司于1988年投资建设锦州电厂---锦州董家500千伏变电站第一条光缆通信至现在已有25年历史。
关键词：光纤通信 光缆 电力通信网
引言
由电厂、变电站、输电线路、配电线路等各种电力设备组成的电网。需要优质可靠的通信手段，保证电网安全可靠供电。
电力系统通信时随着电网的发展而建设起来的，历经更新换代、设备升级，辽宁省电力有限公司专用信息通信网已初步完备，电力通信网已是电力通信系统的重要组成部分。
电力通信网承载的业务主要有生产运行业务和事务管理业务两大类。生产运行业务主要包括远动数据采集、光纤保护、变电所图像监控、油色谱监测和调度电话等;事务管理业务主要包括行政电话、会议电视电话、调度MIS及办公自动化等。
生产运行业务对通信的实时性、准确性要求很高，事务管理业务种类多、变化快、通信流量大。用光纤光缆建成的宽带、高质量、高清晰度稳定可靠的电力通信网络可以提高整个电力系统的安全管理和经营管理效率，因此，有必要使电力光纤通信网络达到最优配置。
1、非金属自承式光缆的应用
1.1 非金属自承式光缆(ADSS)通信的应用
锦州供电公司董家500千伏变电所至锦州电厂数字光纤通信系统。该系统于1988年10月建成投入运行。该系统通信设备全部为国产。
光端机设备是光纤通信系统的主要组成部分，根据传输距离本系统采用多模1.3μm光纤及长波长LED----PIN组合。
系统在传输码型上采用1B2B线路编解码技术，通过运行数字和实现传输和实现传输线路自动实时监测和故障自动切换。特别适用于电力通信网的高可靠运行。
1.2 系统参数及关键光电器件
系统选择1.3μm窗口，按照设计要求，光缆线路总长约7公里左右，今后随电网发展，该通信系统可扩容开通三、四次群(480ch、1920ch)的数字通信和图像传输。
锦州供电公司董家500千伏变电所至锦州电厂的音频通信电缆(铜芯)，在电力系统事故状态下存在低点位升高烧损通信电缆以及终端保险设施而造成通信中断。为解决这个问题，在该条通信线路上采用非金属自承式光缆ADSS。
比特率选择为2048kbit/s，符合国际电报电话咨询委员会CCITT建议要求，光端机接口码型均采用HDB3码，基群选择单路编译码设备，根据系统考虑，也可以直接光端机和数字程控交换机相联成网，考虑今后扩容方案，可以有以下几种：
(1)线路要求在30ch话路以下，可直接采用一次群光端机。 (2)线路要求在30～60ch话路之间，可以直接采用二主一备制式一次群光端机。
(3)线路要求在30～120ch话路之间，可以直接改成二次群光端机并增加二次群复接设备。
本系统采用了1B2B光缆线路编解码技术。由于光纤的传输带宽较宽，将光缆线路上码速率增加到4096Kbd，对本系统光路传输指标以及接收机灵敏度影响很小。通过编码1B输入的“1”码交替地用“11”表示，输入信号的0码分别用“10”和“01”表示。变换规则如图3-3。
该光缆线路中传输的码连“0”或连“1”数都不大于3个，定时分量丰富，基线漂移小，从长时间统计得知“1”码出现的概率和“0”码出现的概率完全相等，如果系统出现误码，即“1”误判成“0”或“0”误判成“1”，破坏了编码规律可以通过运行数字和RDS电路来检测出误码，当误码率劣化到一定值时，发出切换信号。
光电器件的选择：光电器件在光纤通信系统中占有相当重要地位，它主要有光源和光探测器两大类。结合该系统工程实际情况，光路指标分配、可靠性指标、锦州供电公司董家变电所至锦州电厂光缆通信选择了LED-PIN组合。
2、应用结果
锦州供电公司董家500千伏变电所至锦州电厂光缆通信系统工程，属于试验性质工程，取得运行经验后以便在东北电力系统推广使用：
①1988年10月该工程竣工后投入运行，运行效果良好，很少故障。
②光缆通信消除了电力系统事故时，因地位升高引起的通信终端以及烧损通信电缆的问题。
③光缆通信被认定最适合电力系统应用，它比电力载波、有线、微波优点多。
3、锦州供电公司电力通信网的现状
随着电网的发展和建设，锦州供电公司加大了对光纤通信网的建设投入，目前锦州地区光缆通信网较几年前已经得到了极大的发展，锦州地区电力通信网已经实现了由光纤、微波相互备用到光纤为主、微波备用的转变，SDH、2.5G光纤通信网覆盖锦州供电公司下属的黑山、北镇(沟帮子)、凌海、义县、古塔、凌河、太和、开发区8个供电分公司。锦州供电公司所属220KV变电站光纤覆盖率达到了100%，66KV变电站光纤覆盖率达到95%。
锦州地区电力通信网是辽宁电力公司通信网的一部分，由于辽宁电力公司下属各市供电公司电力光纤通信网发展与完善，使得辽宁电力公司对电网业务的通信信息化水平得到很大提高。
目前现运行的2.5G光纤通信网已经逐渐步能满足电网日益增长的带宽需要，正在逐步向10G通信环网升级进行改造工作，以满足电网对通信信息传输的需要。
3.1 光纤通信系统传输衰耗的计算方法
①衰耗限制：
衰耗限制的中继距离计算式(L=(Pt-Pr-2Ac-ME-PP)/(a+as+mc))式中：Pt----光发送机平均发光功率dBm;Pr----光接收机灵敏度dBm;Ac----活动连接器衰耗(光发送机与光接收机上各有一个活接头，所以计算式中是2Ac，取Ac=0.5dB);ME----设备富余度(光终端设备长期使用会出现老化，取ME=3dB);PP----光通道功率代价(它包括反射和色散代价，PP取=1dB);a----光纤的衰耗系数(取值决定于所供应光缆);as----平均每千米接续衰耗(每个熔接点的衰耗可以保证在0.05dB以下，光缆每盘长度2km，可取as=0.05/2dB);mc----光缆富余度(光缆在长期使用中会发生老化，尤其是随温度环境的变化(主要是低温)，其衰耗系数会增加，所以必须留出一定余量，取mc=0.1～0.2dB/km)
②色散限制
光源器件为多纵模激光器(MLM)式发光二极管是，中继距离(L=ε/δλD(λ)fb)式中：δλ----光源的根均方谱宽(nm);D(λ)----所用光纤色散系数(Ps/km・nm);fb----系统的码率(bit/s)
当光源器件为单纵模激光器(SLM)时，中继距离(L=71400/[dD(λ) λ2 fb2])式中：d----啁啾声系数。对分布反馈型(DBF)单纵模激光器而言，d=4～6Ps/nm;对量子阱激光器而言，d=2～4Ps/nm。D(λ)----所用光纤色散系数(Ps/km・nm);Λ----系统的工作波长上限(nm);fb----系统的码率(bit/s)
4、后记
光纤通信与电缆通信方式相比较：光纤通信的优点很多，光纤通信抗电磁干扰性很好、传输频带宽、通信容量大、保密性好、光纤通信的传输衰耗小、串扰小、信号传输质量高、中继距离长。
光纤的尺寸小、重量轻、便于敷设，而且耐化学腐蚀性强。其缺点是：光纤的弯曲半径不能小，光纤通信的分路，耦合比较麻烦，而且需要光电和电光转换。
参考文献：
[1]李中年 电力通信 国防工业出版社 2009
[2]电力系统通信杂志1988～2011年各期
作者介绍：
于玲，女，1983年12月出生，2007年毕业于沈阳工程学院通信专业，助理工程师，现就读于华北电力大学在职研究生，就职于锦州供电公司，从事电力系统通信调度、运行维护工作。
赵明明，男，1984年2月出生，2010年毕业于沈阳工程学院，就职于锦州供电公司，2006～2011年从事通信线路工作，2011年12月～至今，从事电力通信检修工作。
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