电力系统光纤通信工程的应用探析

　　引言
　　随着通信领域对信息传输速率不断提高的要求，具有大规模信息传输能力的光纤技术已经成为当今通信工程的主要发展趋势。由于电力系统通信方面对于数据传输质量、传输规模和传输距离有很高要求，使得光纤通信技术成为电力系统通信的主要方式。
　　1 光纤通信技术简介
　　1.1 光纤通信技术的概念
　　所谓光纤通信技术，是以光纤为传输媒介，通过光电变换的方法，用光波来传递信息的技术。它是材料科学和通信技术发展到相当高度的产物。随着信息化程度的提高，人类社会生产和生活方式都在发生着翻天覆地的变化。作为信息化重要基础技术之一，光纤通信技术已经成为当代最为重要的战略产业。
　　1.2 光纤通信技术的特点
　　光纤通信技术之所以获得如此高的评价，其原因在于它所拥有的卓越特点：一是通信距离远，传输信息量大。在光纤这种特殊材质的媒介中，光波传输的损耗极其微小，在没有中继设施的状态下可以传输上百公里，而且信息传输量极其巨大。二是抗电磁干扰能力强，光纤通信具有无线电通信所不具备的抗电磁干扰能力，能够有效保障信号传输质量。三是易于施工和运输。由于光纤体积小，重量轻，对于施工敷设和运输储存都很方便。四是光纤的主要成分是玻璃纤维，使用光纤通信技术可以节约大量的有色金属，有利于环境保护。五是光纤使用寿命长，从而降低光纤通信的维护要求和成本。
　　2 光纤通信技术在电力系统中的应用
　　随着经济的发展，电网规模不断扩大。当前电力传输正向着大容量和长距离方向高速发展。电力企业不断加强电力通信传输网络的研究力度，以期尽可能地保障信息传输安全和通信网络的高效运行，降低投资成本，提高经济效益。和其他公共通信网络相比，电力系统的通信系统有着突出的特点，业务总量巨大，业务单体容量偏小，信息传递可靠性要求极高，杆路资源丰富等。在使用光纤技术组建电力系统通信网络时必须从电力通信自身的实际特点出发，尽可能地运用已有的优势的基础开展通信网络建设工作。现阶段电力系统通信网络中常见的通信光缆有三种类型，分别是架空地线复合光缆（OPGW）、无金属自撑式光缆（ADSS）、金属自撑式架空光缆（AD-Lash）。
　　2.1 架空地线复合光缆
　　架空地线复合光缆简称OPGW（OpticalFiberVomposite OverheadGroundWire），该种光缆是专门为电力系统通信而设计开发的，同时具有通信光缆和普通地线两种特性。架空地线复合光缆具有三层结构，由外至内分别是铝线、钢芯和光纤。三层结构采取不同的方式进行组合，从而使OPGW分为层绞式、中心束管式、骨架式3种类型。它具有通信容量大、抗强电干扰能力强、温度特性好、导电性能佳、机械强度高、安全可靠等特点。以该种光缆架设的架空地线复合光缆通信通道能够有效节约光缆工程对空间和土地的占用。目前架空地线复合光缆普遍应用于110kV以上高压线路中。
　　2.2 无金属自承式架空光缆
　　无金属自承式架空光缆以芳纶纤维为抗张元件。芳纶纤维是一种极具弹性的轻质高强度纤维，同时还具有较好的防弹能力和负膨胀系数。芳纶纤维是通过松套层绞填充方式进行套装而成，里层还有PE内护套、高强度、耐电痕护套等，从而具有很强的整体抗电腐蚀能力。另外，无金属加强材料的使用，使纤维对于雷电和高温等恶劣环境有很强的防护能力，电力线运行可靠性好。无金属自承式架空光缆一般与高压电力线路同塔架设，在电力系统中应用较多。
　　2.3 金属自承式架空光缆
　　金属自承式架空光缆由多模或单模光纤、搞模量塑料、防水化合物、金属加强芯、涂塑钢铝待、钢绞线和聚乙烯护套组成。防水化合物能有效提高光缆的耐水解性，聚乙烯护套降低了光缆与其他接触物体的摩擦，便于安装施工，同时给光缆提供了良好的抗紫外线辐射能力。
　　3 电力系统光纤通信组网技术
　　光纤通信组网方式是影响光纤传输速率的最主要因素。科学高效的通信组网方式对于对信息传输速度要求很高的电力系统通信网络来说至关重要。当前，在电力系统通信中常用的组网方式是SDH技术、OTN技术、PTN技术和EPON技术有机结合的方式。
　　3.1 SDH技术
　　同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）是一种综合信息传送网络，以网管系统为操作中枢，具有复接、线路传输及交换多种功能。在同步数字体系中，不同速度的数位信号具有不同的等级，通过标准的复用方法和映射方法，将低等级的SDH信号复用为高等级的，实现了网络传输的同步，使局部网络与核心网之间的接入问题获得有效缓解，大幅提高了网络带宽的利用率。同时，SDH系统自我保护能力较好，能够适应电力通信复杂苛刻的使用环境。
　　3.2 OTN技术
　　OTN（Optical Transmission Net，光传送网）结合了ASON与DWDM两种技术的特点，不仅充分发挥了原有DWDM （Dense Wavelength DivisionMultiplexing，密集波分复用）技术的优势，并在此基础之上赋予组网和电路调度工作灵活多变的特性。作为针对SDH与WDM网络的缺陷所开发出来的新型光传输技术，OTN全面继承了SDH和WDM网络的优点，不仅具有WDM网络超大容量的带宽，更具有SDH网络的运行管理性。同时，它还具有路由功能与信令功能，能够为业务提供更为安全的保护策略和更高的传输效率。OTN的传送带宽大颗粒业务最为突出，从而受到广大用户欢迎，发展空间极为广大。从现在电力通信的集中管理模式来看，未来电力通信网业务传输特点主要是汇聚，各地区供电局汇聚大量IP业务至省公司可采用OTN方式承载。
　　3.3 PTN技术
　　PTN（分组传送网，Packet Transport Network）最主要的特征是针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求在底层光传输媒质和IP业务之间设置一个层面，以分组业务为主，其他多种业务为辅开展工作，从而在保证光传输原有特点的基础上有效降低整体成本。它所具有的光传输特点包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。数据业务是PTN的发展重点，可以实现数据业务的无缝对接，具有高效的带宽管理机制和流量工程。
　　3.4 EPON技术
　　EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络。它综合了千兆以太网技术与无源光网络（PON）的特点，具有树型、星型、总线型等拓扑结构等多种拓扑结构，可以划分为网络侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）三个部分。随着电网智能化程度的提高，配网自动化趋势日渐明显。针对配电终端分布分散、通信节点数量众多、单个节点的通信数据量小，数据实时性要求和配电网停电区故障处理能力的要求高的特点，EPON采取无源光网络机制，有效应对上述问题，保障通信质量。另外，使用EPON技术，可以提高配网自动化水平，从而提高整个配电系统的管理水平和工作效率，进一步保障供电安全和供电质量。
　　4 结束语
　　光纤通信技术所具有的独特优势，使其成为电力系统最主要、发展空间和未来前景最为广阔的的通信方式。电力企业要加强光纤通信的应用与管理，以保障光纤通信优势的充分发挥，更好地为电力通信提供优质服务。