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【摘要】本文介绍了光纤通信在电力系统中应用，并与其他传统通信方式进行比较，探讨了光纤通信在电力系统中的应用现状和主要特点以及发展的必然性。光纤通信技术具有传统电力系统通信技术不可比拟的优势，被越来越广泛的应用在电力系统的通信中。介绍了电力系统中光纤电气信号通信过程，阐述了电力系统中光纤通信的优点，同时对光纤通信新技术在电力系统中的应用进行了展望。
【关键词】光纤;通信;发展;内涵;特征
引言
随着电力系统不断扩大，超高压输电和大容量变电所不断发展，电力网综合自动化监测控制系统和通信系统的水平需求也不断提升。当前，在电力系统中的通信技术主要有微波通信技术，导引线通信技术以及电力载波通信技术等，在上述电力系统的通信技术中，使用最多的是电力载波通信技术。然而电力系统中电力载波通信技术的抗干扰性及系统容量已经不能满足当前电力系统的发展，同时随着光纤技术的不断提高，更重要的是光纤制作成本在不断降低，这使得电力系统中光纤通信在得到了越来越广泛的应用，正逐渐变成电力系统通信的主干技术。
1.光纤通信的内涵
1.1 自激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起，并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统，整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤（SMF）、多模光纤（MMF）、长波长低射散光纤（LMF）、保偏光纤（PMF）及塑料光纤（POF）等很多种：常用的为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长，目前一般地，光信号在多模光纤内可传6km左右，在单模光纤内可传30km。因此，单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。
1.2 光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高，配网常用的通信速率一般为同步N*64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要，光纤按照MODEM的连接;另外，还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。
1.3 A，B，C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网，若在D点发生故障，光路在A站和C站愈合（环回），使通信不受影响，同时向主站发出相应的告警及定位信号，使维修人员及时修复故障段光缆。
2.光纤中电力系统电气信号的通信过程
光发射机，中继器，光纤以及光接收机共同组成了光纤通信。光纤通信中电信号通过光发射机转变为光信号，而电信号又通过光接收机转变成电信号。利用电调制器实现了将信息向合适信道传输信号的转化，通常情况下将信息转变为数字信号。而通过光调制器实现将电调制器的信号向合适光纤信道传输光信号的转化，通过中继器实现放大信号的目的。光纤传输以后比较微弱的光信号利用光探测器将其转变为电信号，利用电解调器放大光信号，从而实现了将原信号的输出，如此，完成了光纤在电力系统通信中的信号一次传输。
3.电力系统中光纤通信的特征
相对于传统的电力通信方式，光纤通信具有以下优点：
3.1 光纤通信具有非常大的通信容量。当前一般情况下，一对光纤能够满足几百路甚至几千路通过，一根光缆中可以包括几十根光纤甚至几百根的光纤。
3.2 由于光纤通常由硅或者玻璃制成，原料来源非常丰富，因此，无疑节约了金属材料的使用。
3.3 在电力系统通信中，光纤通信具有非常好的保密性，不易受外界电磁的干扰，同时不怕雷击，防腐蚀，不怕潮湿，敷设也非常方便。
3.4 由于光纤通信没有感应性能，因此，对于电力系统通信中容易受到地电位升高影响，暂态过程影响和其他干扰的金属线路之间，光纤通信技术无疑是最为理想的通信技术。
4.光纤通信的发展前景
目前光纤通信已经进入了第五代，其高速率和大容量的特点大大促进了社会的发展，随着世界信息化程度的日新月异，对通信速率、通信距离、通信容量的要求也更加强烈。
4.1 光传送网新技术
当前，和诸如传输40GE/100GE的网络具有紧密关系的高速传输技术主要要看了40Gbit/s与100Gbit/s两种技术，这两种传输技术主要包括了编码的调制技术，非线性抑制技术，色散的补偿技术以及OSNR保证对策。长距离的支撑技术主要有新型调制编码技术、多种增强型的前纠错（FEC）技术、采用电均衡功能的接收机、喇曼放大技术、动态增益均衡和功率调整技术等。大容量体现在时分复用、频（波）分复用、码分复用和偏振复用等。为了实现大容量光纤通信，频分复用技术，波分复用技术，偏振复用技术，时分复用技术以及码分复用技术在未来电力系统光纤通信中的应用将会越来越广泛。
4.2 光接入网新技术
基于当前电力系统通信中光纤通信接入技术在实现时存在的差距，光纤的接入技术主要包括了EPON技术（以太无源光网络），GPON技术（基于ITU-TG984标准的新宽带无源光网络）基于星型结构以太网接入技术以及基于树型拓扑的APON/BPON技术。这几种PON技术的差异主要体现在分光比，传输距离，上下行速率，QoS及维护管理和业务支持能力等。一般，GPON的多业务支持能力优于EPON，但 EPON 实现起来相对简单一些。基于星型拓扑接入技术是基于传统以太网的接入技术，适合于光纤资源非常丰富或者单用户带宽需求非常大的地区（单纤只能连接单个用户），应用范围相对狭小，不是主流的光接入技术的发展方向。
4.3 光交换新技术
在光网络中光交换是其典型属性，同时也是光纤通信技术发展的关键性技术。当前，基于实现特征与交换颗粒进行光交换技术的划分，可以分为OPS即光分组交换，OBS即光突发交换，OCS即光路/波长交换。OCS主要以波长为交换单位，业务交换颗粒最大，实现最简单，但统计复用特性/带宽利用率最差;OPS 主要以分组为交换单位，业务交换颗粒最小，实现非常复杂，但统计复用特性/带宽利用率最好;OBS主要结合OCS和OPS的特点，业务交换颗粒中等（突发分组），实现难度中等，统计复用特性/带宽利用率也是中等。基于光路/波长光交换技术与光分组交换技术的光突发交换技术，相对来说较为容易实现，同时，宽带利用率和复用特性能较好，因为光突发分组交换技术从实现，宽带利用率等方面综合考虑，其性能最高，因此，在未来电力系统通信中光纤通信的应用中，光突发分组交换会处于主导位置。
5.结语
光纤通信作为一种新型的的通信方式， 它只是刚走出实验室开始进入现场的实用的初期阶段，无论是光纤本身，还是元器件或是整个光纤通信系统，目前都还存在一些间题，有待于继续努力研究解决。然而通过近年来光纤通信在电力系统通信中的应用现实，在电力系统中光纤技术的应用前景非常好。随着光纤技术的日益发展，光纤技术一定会电力系统提供更大的支持，从而促进电力系统综合自动化技术的发展。
参考文献
[1]陈清美.光纤通信的发展及其在电力系统中的应用[J].电力系统自动化，1985（01）.
[2]邱培曦.电力系统中的光纤通信[J].电力系统自动化，1990（06）.
【关键词】光纤;通信;发展;内涵;特征
引言
随着电力系统不断扩大，超高压输电和大容量变电所不断发展，电力网综合自动化监测控制系统和通信系统的水平需求也不断提升。当前，在电力系统中的通信技术主要有微波通信技术，导引线通信技术以及电力载波通信技术等，在上述电力系统的通信技术中，使用最多的是电力载波通信技术。然而电力系统中电力载波通信技术的抗干扰性及系统容量已经不能满足当前电力系统的发展，同时随着光纤技术的不断提高，更重要的是光纤制作成本在不断降低，这使得电力系统中光纤通信在得到了越来越广泛的应用，正逐渐变成电力系统通信的主干技术。
1.光纤通信的内涵
1.1 自激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起，并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统，整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤（SMF）、多模光纤（MMF）、长波长低射散光纤（LMF）、保偏光纤（PMF）及塑料光纤（POF）等很多种：常用的为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长，目前一般地，光信号在多模光纤内可传6km左右，在单模光纤内可传30km。因此，单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。
1.2 光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高，配网常用的通信速率一般为同步N*64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要，光纤按照MODEM的连接;另外，还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。
1.3 A，B，C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网，若在D点发生故障，光路在A站和C站愈合（环回），使通信不受影响，同时向主站发出相应的告警及定位信号，使维修人员及时修复故障段光缆。
2.光纤中电力系统电气信号的通信过程
光发射机，中继器，光纤以及光接收机共同组成了光纤通信。光纤通信中电信号通过光发射机转变为光信号，而电信号又通过光接收机转变成电信号。利用电调制器实现了将信息向合适信道传输信号的转化，通常情况下将信息转变为数字信号。而通过光调制器实现将电调制器的信号向合适光纤信道传输光信号的转化，通过中继器实现放大信号的目的。光纤传输以后比较微弱的光信号利用光探测器将其转变为电信号，利用电解调器放大光信号，从而实现了将原信号的输出，如此，完成了光纤在电力系统通信中的信号一次传输。
3.电力系统中光纤通信的特征
相对于传统的电力通信方式，光纤通信具有以下优点：
3.1 光纤通信具有非常大的通信容量。当前一般情况下，一对光纤能够满足几百路甚至几千路通过，一根光缆中可以包括几十根光纤甚至几百根的光纤。
3.2 由于光纤通常由硅或者玻璃制成，原料来源非常丰富，因此，无疑节约了金属材料的使用。
3.3 在电力系统通信中，光纤通信具有非常好的保密性，不易受外界电磁的干扰，同时不怕雷击，防腐蚀，不怕潮湿，敷设也非常方便。
3.4 由于光纤通信没有感应性能，因此，对于电力系统通信中容易受到地电位升高影响，暂态过程影响和其他干扰的金属线路之间，光纤通信技术无疑是最为理想的通信技术。
4.光纤通信的发展前景
目前光纤通信已经进入了第五代，其高速率和大容量的特点大大促进了社会的发展，随着世界信息化程度的日新月异，对通信速率、通信距离、通信容量的要求也更加强烈。
4.1 光传送网新技术
当前，和诸如传输40GE/100GE的网络具有紧密关系的高速传输技术主要要看了40Gbit/s与100Gbit/s两种技术，这两种传输技术主要包括了编码的调制技术，非线性抑制技术，色散的补偿技术以及OSNR保证对策。长距离的支撑技术主要有新型调制编码技术、多种增强型的前纠错（FEC）技术、采用电均衡功能的接收机、喇曼放大技术、动态增益均衡和功率调整技术等。大容量体现在时分复用、频（波）分复用、码分复用和偏振复用等。为了实现大容量光纤通信，频分复用技术，波分复用技术，偏振复用技术，时分复用技术以及码分复用技术在未来电力系统光纤通信中的应用将会越来越广泛。
4.2 光接入网新技术
基于当前电力系统通信中光纤通信接入技术在实现时存在的差距，光纤的接入技术主要包括了EPON技术（以太无源光网络），GPON技术（基于ITU-TG984标准的新宽带无源光网络）基于星型结构以太网接入技术以及基于树型拓扑的APON/BPON技术。这几种PON技术的差异主要体现在分光比，传输距离，上下行速率，QoS及维护管理和业务支持能力等。一般，GPON的多业务支持能力优于EPON，但 EPON 实现起来相对简单一些。基于星型拓扑接入技术是基于传统以太网的接入技术，适合于光纤资源非常丰富或者单用户带宽需求非常大的地区（单纤只能连接单个用户），应用范围相对狭小，不是主流的光接入技术的发展方向。
4.3 光交换新技术
在光网络中光交换是其典型属性，同时也是光纤通信技术发展的关键性技术。当前，基于实现特征与交换颗粒进行光交换技术的划分，可以分为OPS即光分组交换，OBS即光突发交换，OCS即光路/波长交换。OCS主要以波长为交换单位，业务交换颗粒最大，实现最简单，但统计复用特性/带宽利用率最差;OPS 主要以分组为交换单位，业务交换颗粒最小，实现非常复杂，但统计复用特性/带宽利用率最好;OBS主要结合OCS和OPS的特点，业务交换颗粒中等（突发分组），实现难度中等，统计复用特性/带宽利用率也是中等。基于光路/波长光交换技术与光分组交换技术的光突发交换技术，相对来说较为容易实现，同时，宽带利用率和复用特性能较好，因为光突发分组交换技术从实现，宽带利用率等方面综合考虑，其性能最高，因此，在未来电力系统通信中光纤通信的应用中，光突发分组交换会处于主导位置。
5.结语
光纤通信作为一种新型的的通信方式， 它只是刚走出实验室开始进入现场的实用的初期阶段，无论是光纤本身，还是元器件或是整个光纤通信系统，目前都还存在一些间题，有待于继续努力研究解决。然而通过近年来光纤通信在电力系统通信中的应用现实，在电力系统中光纤技术的应用前景非常好。随着光纤技术的日益发展，光纤技术一定会电力系统提供更大的支持，从而促进电力系统综合自动化技术的发展。
参考文献
[1]陈清美.光纤通信的发展及其在电力系统中的应用[J].电力系统自动化，1985（01）.
[2]邱培曦.电力系统中的光纤通信[J].电力系统自动化，1990（06）.