光纤通信在电力发展的现状及前景

1光纤通信技术的阐述

光纤通信是通过利用光纤去传输携带信息的光波。目前，较为实用性的光纤通信系统，普遍采用的是数字编码，强度调制，直接检波通信系统。它由常规的电端机、光端机、光中继器集光缆传输线路所组成。发信端将信息转换及处理成为易于传输的电信号，而电信号控制光源，进而使得发出的光信号拥有相应传输信号特点，实现“电—光信号”的转换；收信端则凭借电二极管等将通过光纤传输而来的光信号换成电信号，实现“光—电信号”的转换。此外，电信号再经其他处理及转换，还原信息原貌。光纤通信系统中，载波的光波频率远比电波的高，而传输介质光纤的损耗又远比同轴电缆、导波管的低，因此光纤通信的容量远大于微波通信。构造光纤材料的是玻璃，玻璃是种电气绝缘体，故而不需担心会发生接地回路，光纤间的串绕十分小；通过光纤传输的光波，不会因光信号的泄漏而被人窃听信息；光纤的芯非常细，因此由多芯所组成的光缆的直径十分小，故用光缆作为传输信道的传输系统占有空间也很小。

2光纤通信在电力系统中的应用

2.1普通光纤

芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,电力通信中一般使用于城网10KV线路和短距离的传输。

2.2OPGW光缆

OPGW光缆，又称为光纤复合地线、光纤架空地线以及地线复合光缆等，其是一种在电力传输线路的地线中内含有可供通信使用的光纤单元的光缆。其可凭借复合于地线里面的光纤去传输信息，还可以作输电线路的防雷线，为输电导线的抗雷闪放电供以屏蔽保护。此外，其是一种光缆与架空地线的复合体，且而非是此两者间简单的相加。将光纤置于架空高压输电线系统中的地线，用来组成输电线路之上的光纤通信网，此类结构形式不仅具有通信功能，还拥有地线功能，通常称之为OPGW光缆。鉴于光纤拥有自重轻、抗电磁干扰能力强等的特点，其可安装于输电线路杆塔的顶部，而且不需要去考虑电磁腐蚀以及最佳的架挂位置等问题。故，OPGW光缆具有不可非议的高可靠性、高机械性能、较低成本等优点。此类技术于新建设或者现有地线更换时特别的合适及经济。光纤是凭借纤芯及包层这两种材料的不同的折射率，使得光能于光导纤维中进行传递，这是一次通信史上的重大革命。光纤电缆体积小、重量少，在电力系统中已经被广泛应用于中心高度所与变电站间实现远动信号、调度电话、电视图像、继电保护等信息的传递，为提升光纤电缆的可靠性及稳定性，国外已经开发出了光缆和输电线中的电力电缆、相导线以及架空地线复合而成的一体化结构。因为有金属导线包裹着，所以使得OPGW光缆更加的牢固、稳定、可靠。又因为架空地线与光缆复合成为一个整体，所以相较于其他类的光缆，其不仅缩短施工时间，而且还减少施工费用。此外，若采取铝合金线或者铝包钢线绞制而成的OPGW，则相当于多了一根良导体架空地线，不仅可以减少输电线潜供电流，还可以降低工频过电压，还可以减少电力线给通信线带来的干扰和其他危险，等等。其中，OPGW主要使用于110KV、220KV及500KV等级别线路，受安全、停电等因素的影响，其多用于新建线路。其主要有如下适用特点：(1)超过11KV的高压线路，档距较大，通常大于250M；(2)较易维护，易解决线路跨越问题，它的机械特性可以满足线路大跨越；(3)其外层是金属铠装，不受高压电蚀及降解的影响；(4)施工时，其要求停电，但会带来很大的损失，故在建设大于110KV高压线路，均应使用之；(5)在其性能指标里，愈大的短路电流，愈需用良电导做为铠装，也应相对降低抗拉强度，应提高短路电流容量，则又须增大金属截面积，因此增重了缆径以及缆重，因此这就对线路杆塔强度提出了更高的要求。

2.3ADSS光缆

ADSS光缆是一种没有丝毫金属的光缆。如此一种全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。其特点主要有如下几点：(1)其光纤张力的理论值为0；(2)其是一种全绝缘结构，在安装以及维护线路时可以进行带电作业，如此可在很程度上减少停电带来的损失；(3)其伸缩率不受温度变化的影响，而且在极限温度下，拥有十分稳定的光学特性；(4)其采用新型材料和光滑外形设计，因此具有极佳的空气动力特性；(5)其直径小、重量少，可在很大程度上减少风、冰对光缆的影响，且其对杆塔强度的要求不高；(6)耐电蚀ADSS光缆能尽可可能减少因高压感应电场给带来的电腐蚀。ADSS光缆用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广；相对OPGW光缆投资小，可在电力线路不停电状态下架设，设计施工、维护等也较方便，因此在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。

2.4光纤传输组网技术

波分复用技术是一种将一系列载有信息且波长（频率）不一的光信号聚成一束，通过单根光纤进行传输；在接收端，再用某种方法，把各波长（频率）不一的光信号分离来开的通信技术。其利用单模光纤的低损耗区，带来了巨大的带宽资源。不考虑光纤非线性时，因为波长不同的光载波信号可视为是互相独立的，所以在同一根光纤中能实现不同路的光信号复用传输。同步数字体系：SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。SDH是由一些基本网络单元组成，在光纤上可以进行同步信息传输、复用、分/插和交叉连接的传送网络，它具有全世界统一的网络接口（NNI），从而简化了信号的胡同以及信号的传输、复用、交叉连接和交换过程；有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-N(N=1，4,16,64，…)。

3光纤通信在邵阳信息通信网中的发展

随着电力建设与发展对通信需求量的不断增加，对通信质量要求越来越高，电力通信网逐步形成了各级光纤通信网。邵阳电力通信网从原仅有的载波通信网，逐步形成了多种传输组成的综合通信网，目前是以光纤通信为主，微波通信、载波通信为辅的综合通信网。光纤通信从2000年零的突破到现已覆盖邵阳市九县三区，并形成由地区主网（西部主网、东部主网、市区城网）系统、各市县农网系统的通信网。光纤通信站从无到2012年已建157个，地区110kV及以上站点光通信覆盖率为100%，直管35kV站光通信覆盖率为84.44%，直管供电所光通信覆盖率为57.14%（农网3、4期在建）；光缆容量已由最初的155M,发展到622M，逐步升级到2.5G、10G。光纤到户以及全光网络将是电力通信发展的方向。截止到2012年12月底，地区内已建地网光缆155条，地网光缆总长1620km，省网光缆长1000km。

4光纤通信技术的发展

随着通信技术的快速发展，与电力通信业务发展的需要，光纤通信必然会朝超长距离、超大容量、超高速度的方向发展。毋庸置疑，全光网络拥有着良好的透明性、可靠性、兼容性、开放性、可扩展性，并且还能为人们提供庞大的带宽、巨大的容量、超快的处理速度、很低的误码率，其网络结构比较简单，组网亦非常灵活，能为电力系统安全生产与生产管理提供安全可靠的通信保障。

5结束语

将光纤通信技术应用于电力通信系统中，并根据电力系统特点去建设光纤传输，使得电力通信发挥其应有的作用，协调了电力系统中各部门联合运行，保证了电网的安全、可靠以及稳定，同时还为电力系统会议电视、图文传递、信息资源管理等提供更可靠安全通道。随着通信技术的发展和不断进步，电力系统通信的光纤通信将得到更好的发展和应用。

本文作者:郭爱辉工作单位:国网湖南省电力公司邵阳供电分公司