電力通訊系統(tǒng)光纖通訊的維護(hù)與應(yīng)用綜述

1、電力通訊系統(tǒng)光纖通訊的維護(hù)與應(yīng)用綜述電力通訊系統(tǒng)光纖通訊的維護(hù)前瞻與應(yīng)用綜述本文關(guān)鍵詞：通訊, 光纖，綜述，維護(hù)，電力電力通訊系統(tǒng)光纖通訊的維護(hù)與應(yīng)用綜述本文簡(jiǎn)介：【摘要】近 年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，電力通訊網(wǎng)絡(luò)日益龐大，通訊系統(tǒng) 正在面臨相當(dāng)嚴(yán)峻正在的考驗(yàn)。光纖通訊以其傳輸容量大、抗干擾能 力強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中通訊中被廣泛應(yīng)用。本文首先 分析了光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)電力系統(tǒng)中所研究光纖 通訊維護(hù)與應(yīng)用進(jìn)行的。 【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；光纖通訊；應(yīng)用電力通訊系統(tǒng)光纖通訊的專論維護(hù)與應(yīng)用綜述 本文內(nèi)容：【摘要】近年來，隨著我國(guó)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力通訊網(wǎng)絡(luò) 日趨龐大，通

2、訊管理系統(tǒng)系統(tǒng)正在面臨更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。光纖通訊以其 數(shù)據(jù)傳輸容量大、抗干擾能力強(qiáng)、安全性高等特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)通訊 中被廣泛應(yīng)用。木文首先分析了光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上 對(duì)電力系統(tǒng)中的光纖通訊維護(hù)與應(yīng)用進(jìn)行研究。【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；光纖通訊；應(yīng)用前言電力通訊網(wǎng)是我國(guó)專用通訊網(wǎng)絡(luò)中所，規(guī)模較大、發(fā)展較為 完善的專用通訊網(wǎng)絡(luò)。隨著光纖通訊系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國(guó)的電力專 用通訊網(wǎng)絡(luò)，從主干到接入網(wǎng)，都在大力發(fā)展同軸電纜通訊，在有的 地區(qū)，光纖通訊系統(tǒng)發(fā)展成為了主要的通訊方式?？梢哉f，光纖生產(chǎn) 己經(jīng)成為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行以及電力系統(tǒng)通訊生活中不可缺少的 尤為重要一個(gè)非常重要組成部分。電力光纖通訊系

3、統(tǒng)所承載的業(yè)務(wù)除常規(guī)的電信業(yè)務(wù)如語(yǔ)音、 數(shù)據(jù)、寬帶、IP等外，還有電力生產(chǎn)系統(tǒng)專業(yè)的侵害業(yè)務(wù)如保護(hù)信息、 安全自動(dòng)裝置信息和電力市場(chǎng)營(yíng)銷所需的寬帶數(shù)據(jù)信息等。特別是保 護(hù)和安全自動(dòng)裝置信息，對(duì)很高光纖通訊系統(tǒng)的可靠性和安全性擬出 了很高的要求。因此，如何以太網(wǎng)提高電力光纖通訊系統(tǒng)內(nèi)的可靠性、 安全性和運(yùn)行維護(hù)技術(shù)水準(zhǔn)，以電力光纖通訊系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定暢通的運(yùn) 行，縮短故障處理路程，就顯得尤為重要。1光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析與傳統(tǒng)的通訊技術(shù)相對(duì)比，光纖技術(shù)具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì):1.1通訊容量大傳統(tǒng)線纜的通訊方式一般采用銅線電纜或微波傳輸，其通訊 容量相對(duì)較小，光纖的通訊存儲(chǔ)容量是微波通訊的十幾倍。目前，

4、單 波長(zhǎng)光纖通訊系統(tǒng)的傳輸速率一般在2. 5Gbps到lOGbps,采用密集波 分的實(shí)現(xiàn)的多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)復(fù)術(shù)傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的 數(shù)百倍。1. 2損耗率較低傳統(tǒng)的對(duì)于能源的要求非常高，而光纖的損耗相對(duì)較低，通 常低于0. 20dB/km,如此之低的損耗是其它傳輸無(wú)法比擬的。為此，由 光纖構(gòu)成的通訊系統(tǒng)在中繼距離上也要比由其它介質(zhì)構(gòu)成的通訊系統(tǒng) 長(zhǎng)得多，正是這一使得光纖通訊在電力系統(tǒng)中獲得了非常廣泛的應(yīng)用。1. 3超強(qiáng)的抗干擾能力光纖的主要材料是鈦，這種材料有著非常優(yōu)良的抗腐蝕性能 以及，能夠很好的抵抗電磁干擾。在實(shí)際的運(yùn)行過程中不會(huì)遭受太陽(yáng) 黑子以及演化過程電離層、雷電活動(dòng)的干擾，

5、更不會(huì)受到由于人為產(chǎn) 生的電磁干擾，使得光纖通訊技術(shù)能夠在發(fā)電電力領(lǐng)域中得到普及使 用。在銅線電纜或微波等資訊無(wú)線信息傳輸過程中，都會(huì)出現(xiàn)電 磁波丟失的現(xiàn)象，造成網(wǎng)絡(luò)連接信息的泄露，使整個(gè)通訊系統(tǒng)缺乏良 好的保密性。而寬帶是通過光波進(jìn)行開展信息的傳輸，光纖在信息傳 輸過程中，將光信號(hào)限制在相關(guān)的前述光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中均，這樣，已經(jīng) 時(shí)會(huì)被泄露進(jìn)來的射線就會(huì)被環(huán)繞在光纖周圍的不透明保護(hù)層有效吸 收到，順利實(shí)現(xiàn)光信號(hào)泄露的良好扼制，有效地防止了所傳播內(nèi)部信 息被竊聽，從而避免出現(xiàn)了傳輸信息泄露，保障了光通訊系統(tǒng)的良好 保密性。1. 5其他優(yōu)勢(shì)除以上特點(diǎn)之外，光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)光纖 的芯徑橢

6、圓型，約為0.1mm,由多芯光纖直徑組成光纜的長(zhǎng)度也很小, 8芯纜線的橫截面直徑約為10mm,而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣采用 光纜作為傳輸信道，或使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠 的煙道問題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。2電力系統(tǒng)中光纖通訊的具體應(yīng)用及設(shè)備維護(hù)2.1光纖在中其電力通訊系統(tǒng)中的嵌入式由于光纖具有傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小及抗電磁干 擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，它一就在電力通訊系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用并迅速 發(fā)展。特別是一些有別于傳統(tǒng)光纜的適合電力系統(tǒng)特點(diǎn)特種要求的和 光纜被研制出來，如OPGW （光纖復(fù)合地線）、OPPC （光纖復(fù)合相線）、 MASS （金屬自承光纜）、ADSS （

7、全介質(zhì)自承光纜）、ADL （相/地捆綁 光纜）和GWWOP （相/地線纏繞光纜）等，加速了光纖通訊在軟件平臺(tái) 電力系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件。由于電力特種光纜附加于電力線或加掛于電 力桿塔上，因此，受外力破壞的可能性小，可靠性高，雖然其電力特 種要價(jià)光纜的造價(jià)相對(duì)較高，但施工單位建設(shè)成本相對(duì)較低，經(jīng)過多 年的發(fā)展，電力海纜特種光纜的制造及工程設(shè)計(jì)已經(jīng)成熟，在國(guó)內(nèi)電 力通訊系統(tǒng)中己經(jīng)開始得到大規(guī)模的應(yīng)用。電力特種光纜馬薩省依附 于電力系統(tǒng)自己的線路資源，避免了在路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與 外界的矛盾，有較大的主動(dòng)權(quán)和靈活性。電力光纖通訊系統(tǒng)與其它光 纖通訊系統(tǒng)之一區(qū)別最大就是光纜的不僅性。目前，在我國(guó)軟件

8、系統(tǒng) 軟件產(chǎn)品較多的電力特種光纜主要有ADSS、OPGW和OPPC光纜。2. 1. 1ADSS 光纜ADSS光纜是全介質(zhì)自承式光纜的英文縮寫，這種光纜在我國(guó) 很多電壓等級(jí)的輸配電線路中會(huì)標(biāo)準(zhǔn)都有應(yīng)用，如220kV、llOkV等等, 尤其是在一些己經(jīng)建成的線路上極多，它的集成高壓電力系統(tǒng)直接通 過為輸電桿塔建立通訊網(wǎng)絡(luò)提供了可能。ADSS光纜較為顯著的特點(diǎn)之 一是能夠適用干特殊拉力環(huán)境以及跨越河流、山谷和雷電密集區(qū)的地 下隧道架空敷設(shè)，同時(shí)其還具備優(yōu)良的纜線光纖傳輸性能、環(huán)境延展 性以及環(huán)境適應(yīng)性能，能夠與高壓電力線路同桿架設(shè)，并且傳輸信號(hào) 電流不會(huì)受到強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境的任何干擾，也不會(huì)以使通訊量受到

9、影響，這一特點(diǎn)是電力通訊系統(tǒng)最為需要的，故此，ADSS成為電力通訊最有 效的寬帶數(shù)據(jù)之一。2. 1. 20PGW 光纜OPGW光纜是光纖復(fù)合地線的英文縮寫，其也被稱之為光纖架 空地線，簡(jiǎn)單來講就是在架空地線當(dāng)中復(fù)合光纖。OPGW光纜最為大大 的特點(diǎn)是可靠性較高、且不需要進(jìn)行維護(hù)，唯一的局限性是造價(jià)過高, 既適用于新線路工程建設(shè)，也可應(yīng)用于舊線路翻修。OPGW光纜一方而 可以作為輸電線路的防雷線，可對(duì)輸電線路愛護(hù)起到防雷屏蔽保護(hù)作 用；另一方面可以借助復(fù)合在地線中的光纖進(jìn)行信息傳輸，這兩方面 的功能令其中多被廣泛應(yīng)用于電力通訊系統(tǒng)當(dāng)中。2. 1. 30PPC 光纜OPPC是光纖復(fù)合相線的英文縮寫

10、。在電網(wǎng)中，有些線路可不 新設(shè)架空地線，但相線是必不可少的。為了充分利用電力系統(tǒng)自身的 線路資源，滿足電力系統(tǒng)通訊的需要有，與OPGW光纜技術(shù)相類似，在 傳統(tǒng)相線中以合適的方法加入激光器，就成為光纖復(fù)合正負(fù)極(OPPO o OPGW與OPPC雖然它們的結(jié)構(gòu)相似，但從設(shè)計(jì)到安裝和運(yùn)行, 它們有原則的區(qū)別。OPPC光纜作為電力輸電線路中的相線，在輸送電 能的同時(shí)又能采取信息傳輸，充分利用了電力系統(tǒng)自身的線路資源， 是用于電力通訊的又一種電力光纜。2. 2光纖通訊設(shè)備的維護(hù)2. 2. 1設(shè)備的維護(hù)要求光纖通訊系統(tǒng)維護(hù)其他工作的主要目的就是保障系統(tǒng)正常穩(wěn) 定運(yùn)行，及時(shí)迅速排除儀器故障。維護(hù)工作主要針對(duì)

11、的是光通訊設(shè)備、 光纜線路、高頻開關(guān)電源和配線架等。其維護(hù)要求主要有以下二點(diǎn)：（1）應(yīng)確保設(shè)備的工作條件良好。簡(jiǎn)單來講就是應(yīng)當(dāng)保證光 纖通訊設(shè)備始終處在正常生存環(huán)境的工作環(huán)境當(dāng)中，如要保持機(jī)房有 合適的濃度溫度和濕度；光設(shè)備工作電壓應(yīng)當(dāng)保持在新規(guī)定的電壓范 圍內(nèi)；光纖通訊系統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)以及本地維護(hù)使用的計(jì)算機(jī)應(yīng)為專用 設(shè)備，嚴(yán)禁隨意挪用，應(yīng)嚴(yán)格的運(yùn)行和操作規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行，不在上 面隨意加裝應(yīng)用軟件，不準(zhǔn)接入單位MIS系統(tǒng)和公共互聯(lián)網(wǎng)；嚴(yán)禁U 盤、存儲(chǔ)設(shè)備等移動(dòng)移動(dòng)介質(zhì)的使用，嚴(yán)防病毒侵入。（2）適時(shí)迅速排除設(shè)備故障。在維護(hù)工作中迅速有效地進(jìn)行 故障的分析與處理，磷光通訊系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)首先根

12、據(jù)故障現(xiàn)象 以及設(shè)備和網(wǎng)管上的告警提示信息，結(jié)合通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖和電路使用 情況，迅速弄清當(dāng)前的故障原因，并及時(shí)進(jìn)行排除，爭(zhēng)取在最短的時(shí) 間內(nèi)解決故障，有效保證通訊設(shè)備穩(wěn)定、可靠運(yùn)行；2. 2. 2設(shè)備的維護(hù)方式降到為了達(dá)到盲點(diǎn)設(shè)備故障目的，需要一些有效的設(shè)備系統(tǒng) 維護(hù)檢修方式，在光纖通訊系統(tǒng)的維護(hù)調(diào)試過程中，采用的維護(hù)檢修 方法主要有以下幾種。(1)采用集中維護(hù)方式。因光通訊設(shè)備基本上都配備了遠(yuǎn)程 集中監(jiān)控系統(tǒng)，任一設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械故障，都能及時(shí)反映到集中監(jiān)控終 端上來。因此，各企業(yè)可根據(jù)現(xiàn)象本企業(yè)和實(shí)際情形，設(shè)置集中維護(hù) 中心，將本企業(yè)的維護(hù)人員以及所需的儀器儀表、備品備件全部集中 到集中維護(hù)中

13、心內(nèi)，對(duì)于設(shè)備較少的通訊站點(diǎn)就可不日常維護(hù)人員， 這樣不但能夠幫助提高不斷提高維護(hù)工作效率，而且還能節(jié)約人力資 源，減少儀器儀表、備品備件的配備數(shù)量，節(jié)約資金。(2)加強(qiáng)巡視檢查。值班人員要定期巡視檢查監(jiān)控終端上的 告警信息，一但辨認(rèn)出有故障告警信息，應(yīng)立即根據(jù)系統(tǒng)給出的告警 級(jí)別采取相應(yīng)的處理措施。其次，適時(shí)定期對(duì)無(wú)人通訊站進(jìn)行巡視檢 查，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問題及時(shí)處理。應(yīng)制定完善的信息系統(tǒng)日、月、季、年 度出巡檢查制度、巡視檢查的具體項(xiàng)目和內(nèi)容，并嚴(yán)格執(zhí)行。2. 2. 3故障處理方法為了及時(shí)迅速排除設(shè)備故障，可以采用如下故障處理方法。（1）替換法。替換法是一種最常用的通訊設(shè)備故障處理方法, 該方法是

14、在大致判明了故障部位的情況下，用能夠正常工作的相應(yīng)電 路板、模塊或原件將被懷疑不能正常工作的相關(guān)電路板、模塊或原件 進(jìn)行替換，最終判明故障部位并排除故障。（2）環(huán)回檢測(cè)法（也稱作自環(huán)）。環(huán)回是使信息從光設(shè)備回 家的發(fā)端口發(fā)送出去再?gòu)淖约旱氖斩丝诮邮栈貋淼牟僮?，是在檢查傳 輸通路故障時(shí)常用的手段。通過環(huán)回操作可以在分離通訊鏈路的情況 下逐級(jí)確認(rèn)網(wǎng)元的故障點(diǎn)，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)和傳輸線路的工作狀態(tài)，協(xié)助我 們快速準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)設(shè)備，甚至故障點(diǎn)單板。環(huán)回的方法有硬件 環(huán)回和軟件原理環(huán)回，環(huán)回信號(hào)可以是光源信號(hào)，也可是電信號(hào)。硬件環(huán)回是指使用指由物理方法連接一路信號(hào)的收發(fā)信道， 從信號(hào)資金流向的角度來講，硬件

15、環(huán)回方向一般都是向設(shè)備但僅方向, 因此我們也稱之為軟硬件自環(huán)。軟件環(huán)回是指通過網(wǎng)管軟件將某一路 信號(hào)的收、發(fā)通路進(jìn)行連接，軟件環(huán)回不僅來算可以設(shè)定相當(dāng)于軟件 環(huán)回的信號(hào)自環(huán)，還可以設(shè)定線路環(huán)回或單一信道的環(huán)回。根據(jù)環(huán)回 方向的不同，軟件環(huán)回可以分為線路側(cè)環(huán)回和終端側(cè)環(huán)回（3）儀器儀表測(cè)試法。這一方法主要是通過各種光纖通訊系 統(tǒng)檢測(cè)儀表來進(jìn)行設(shè)備故障的查找，光纖通訊系統(tǒng)測(cè)試儀表主要有光 功率計(jì)、光時(shí)域反射測(cè)試儀、誤碼儀和萬(wàn)用表等，在實(shí)際的故障處理 過程中，可以采用相應(yīng)的儀表進(jìn)行準(zhǔn)確的故障定位。如誤碼儀核心是用來進(jìn)行通道誤碼性能測(cè)試；萬(wàn)用表用來進(jìn)行實(shí)際的供電電壓，電纜 通斷的測(cè)試；光時(shí)域反射測(cè)試儀

16、可用來判斷光纜線路故障，光功率計(jì) 主要大多是用來測(cè)試光信號(hào)是否正常。（4）網(wǎng)管軟件測(cè)試法。利用網(wǎng)管軟件管理控制“插入誤碼” 命令或執(zhí)行“插入告警”命令，來判斷系統(tǒng)是否正常。插入誤碼操作 可以用來判斷通道的管道狀況，插入告警用來判斷自愈環(huán)網(wǎng)的倒換杜 博韋是否正常。2. 2. 4對(duì)維護(hù)人員的要求電力通訊設(shè)備系統(tǒng)中的光纖通訊維護(hù)是一項(xiàng)更為縝密的工作, 它對(duì)維護(hù)人員提出了較高的要求。首先，維護(hù)人員應(yīng)非常熟悉系統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)?、保護(hù)特性、時(shí)隙配置情況、業(yè)務(wù)分配情況等。其次，在進(jìn)行 設(shè)備維護(hù)工作時(shí)，應(yīng)注意設(shè)備的安全。因光通訊設(shè)備都是微電子通訊 設(shè)備，容易因高壓靜電而損壞，應(yīng)考慮防止靜電對(duì)設(shè)備的損壞。在進(jìn) 行機(jī)

17、盤操作時(shí)，需要戴上防靜電手腕，并可以保證其有良好的接地， 拆換下來的機(jī)盤應(yīng)及時(shí)裝入防靜電的袋子中。第三，在日常維護(hù)工作 中會(huì)，器材應(yīng)注意保持機(jī)房和設(shè)備的整潔，保證設(shè)備的各種指示燈良 好，確保各插接件、連接端子、連接頭接觸良好。3光纖通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的發(fā)展前景光復(fù)用技術(shù)是光纖通訊技術(shù)應(yīng)用中最活躍的一個(gè)領(lǐng)域，它的 技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步前所未有地推動(dòng)了光纖發(fā)展戰(zhàn)略通訊事業(yè)的發(fā)展。 為進(jìn)一步提高光纖的開發(fā)成本，人們采用了各種光的復(fù)用方法，其中 最重要的是波分復(fù)用、頻分復(fù)用和碼分復(fù)用技術(shù)：波分復(fù)用技術(shù)。 波分復(fù)用技術(shù)就是在一根光纖上同時(shí)傳送多個(gè)不同波長(zhǎng)的光載波，提 高了光纖的傳輸能力。同時(shí)，還可以

18、利用不同波長(zhǎng)沿不同實(shí)現(xiàn)方向傳 輸來實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。頻分復(fù)用技術(shù)。當(dāng)相鄰兩最小值波 長(zhǎng)間隔兩小于lnm時(shí)，稱為光頻分及復(fù)用系統(tǒng)，它與波分復(fù)用在本質(zhì) 上是沒有什么區(qū)別的。它的光載波間隔非常密，一般用于大容量高速 通訊系統(tǒng)或輕量分配式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。光碼分復(fù)用技術(shù)。光碼分復(fù)用技 術(shù)通過直接光編碼和光解碼，實(shí)現(xiàn)光信道的復(fù)用和信號(hào)交換、這種技 術(shù)較好地解決移動(dòng)通訊專利技術(shù)中抗多徑衰落、抗干擾問題，提高了 網(wǎng)絡(luò)的容量，改善了系統(tǒng)性能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的保密性和網(wǎng)絡(luò)的靈活性3. 2光聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展光聯(lián)網(wǎng)有效改善了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在的不足和弊端，不僅實(shí)現(xiàn) 了超大容量的光網(wǎng)絡(luò)，增加了互聯(lián)網(wǎng)的范圍和不斷增加節(jié)點(diǎn)數(shù)，而且 就增強(qiáng)了進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的透明度，使不同系統(tǒng)、不同信號(hào)得到了有 效的連接，網(wǎng)絡(luò)的靈活性大大持續(xù)提升。另一方面，光聯(lián)網(wǎng)還實(shí)現(xiàn)了 網(wǎng)絡(luò)的高速度長(zhǎng)程恢復(fù)。在發(fā)生故障時(shí)，因?yàn)榛謴?fù)時(shí)間非常短，對(duì)的 正常運(yùn)行不會(huì)造成太大的影響，也不會(huì)造成太大的損失。正是因?yàn)楣?聯(lián)網(wǎng)震的這些其優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，促進(jìn)電力通信邁上 了一個(gè)新的發(fā)展臺(tái)階。4. 3向超高速傳輸方向的發(fā)展目前的lOGbps網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)大量應(yīng)用，lOGbps系統(tǒng)對(duì)光纜射 影極化模色散非常敏感，但是目前已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定能實(shí)現(xiàn)滿 足開通和使用lOGbps系統(tǒng)的要求，需要成功進(jìn)行實(shí)地測(cè)試驗(yàn)證。更高 速的傳輸網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步建設(shè)和實(shí)驗(yàn)，使電力