超长距通信技术论文

摘要：电力通信系统是电力系统正常运行的重要支撑，光纤通信技术具有大容量、可靠性强和传输距离远等特点，对电力通信系统的建设有重要意义。有必要对光纤通信技术在电网中的应用进行深入分析，保证电力信息传输的安全稳定。下面是小编整理的《超长距通信技术论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

超长距通信技术论文 篇1：

超长站距光传输技术及其在电力系统的运用分析

【摘要】众所周知，当前超长站距光传输技术的应用前景非常广阔，因此，有必要分析和探讨其在电力系统中的应用。基于此，这篇文章主要从三个方面对其运用进行分析，首先分析超长站距光传输三个主要技术，其次对其具体应用进行探讨，最后，将其在电力系统中应用的注意事项阐述出来，希望给有关机构提供参考与借鉴。

【关键词】超长站距光传输技术;电力系统;光放大技术;色散补偿技术

在社会经济不断进步与发展的今天，电力能源发挥的作用越来越重要。由此判断未来在建设电网工程中，对于大容量和长距离会提出更高要求，在这样的背景条件下，超长距离光传输技术应运而生，它符合未来电网技术发展趋势，能够有效满足各种需求。但是当前在多种因素影响和作用下，其应用还存在一些问题，导致其应有的价值和功能没有得到充分发挥，很大程度上影响国家整体电网建设。

1. 超长站距光传输技术分析

1.1. 超长站距光传输系统主要指标

1.1.1. 发送光功率

一般2.5GSDH系统光卡的发光功率在0dBm左右，通过增加增益来提升发送光功率，从而达到延长传输距离的目的。

1.1.2. 接收灵敏度

满足误码要求条件下的最小接收光功率，目前市场上常见的SDH系统大多是标准化产品，OPA接收灵敏度一般为-38dBm。

1.1.3. 系统色散容限

在长距离传输系统中，传输距离受限于系统的色散容限。最大距离≤系统色散容限/光缆色散系数。如果这个最大距离不能满足应用要求，就需要进行色散补偿。

1.2. 光放大器技术分类

光放大器是一种不需要经过光/电/光的变换而直接对光信号进行放大的有源器件，能高效补偿光功率在光纤传输中的损耗，延长通信系统的传输距离，扩大用户分配网覆盖范围，是新一代的长距离、大容量、高速光通信系统和光纤CATV、用户接入网等光纤传输系统的关键部件。至今已经研制出的光放大器有两类，即光纤放大器和半导体放大器，每类又有不同的应用结构和形式。如表1所示

相比之下，掺铒光纤放大器（EDFA）得到了最为广泛的应用，在SDH和WDM系统中，使用最多的也是掺铒光纤放大器。

1.2.1. 掺铒光纤放大器

研究发现，在石英光纤的芯层之中，如果掺入一些三价稀土金属元素，如Er（铒）、Pr（镨）、Nd（钕）等，即形成了一些特殊的光纤，这种光纤在泵浦光的激励下可放大光信号。目前应用最为广泛的是掺铒光纤放大器（EDFA），其特点是高增益、低噪声、能放大不同速率和调制方式的信号，并能在近几十纳米范围内同时放大多波长信号，对偏振不敏感。

1.2.2. 拉曼放大技术拉曼

此技术以光学中拉曼散射效应影响非线性规律为基础研究制作而形成，传输的强泵浦光波拉曼增益影响光线中弱信号，从而使放大过程得以实现。与此同时，借助光纤本身放大作用，拉曼放大技术无需有针对性的降低光纤功率，就可以有效放大光传输。此技术的优点非常明显，它的适用性非常广泛，能够在所有不同规格光纤中得到应用，因此，现阶段在通信工程光纤放大传输中此技术得到广泛应用。

1.2.3. 色散补偿技术

色散影响中继距离，这是因为传输脉冲受到色散影响之后会变宽，进而有脉冲码间干扰发生。想要将色散克服掉，就要将色散补偿技术应用于超长站距光传输系统中。现阶段，最常用的色散固定式器件有补偿色散光纤（简称DCF）和光纤光栅（简称C-FBG）。对于DCF而言，它的器件带非常宽，可以补偿各个波长，然而，它的补偿值具有单一性特征，不能对波长色散进行有效准确控制。C-FBG就是顺着光纤方向逐步缩短光栅周期，它的补偿具有针对性，波长不同，补偿也有差异，此种补偿方式在未来有广阔的发展前景。

2. 电力系统应用超长站距光传输技术

2.5Gbit/s是电力系统通信光纤线路的一般传输速率，接下来以此为根据，提出210km及275km两种站距下的应用方案。最常应用的光纤是G.652，其衰减系数通常在一定范围内，具体工程实践中可以将其看作为0.21dB/km。在超长站距的光方法系统设计时，通常需要考虑衰减限制的再生段距离计算和色散限制的再生段距离计算。

衰减限制的再生段距离计算采用ITU-T建议G.691最坏值法，按下式进行计算：L=（Ps-Pr-Pp-ΣAc-Mc）/（Af+As）。对于色散受限系统，色散受限最坏值计算方法为：L=Dmax/|D|（光缆型号G.652，色散系数|D|取18ps/nm.km）。

210km跨距及275km跨距的传输跨段损耗计算如表2所示，传输跨段设计拓扑如图1所示：

系统配置 OEO8000ps EFEC/nm，前置放大器PA;19dB增益光放BA;（19+38） OEO8000ps EFEC/nm，前置放大器PA;19dB增益光放BA;RA拉曼放大器;（19+52）

3. 超长距光传输技术应用的注意事项

第一，在建设电力通信工程过程中，必须要从实际情况出发，以实际通信网络发展情况及规划为依据，对站距进行科学设计。防止过度重视超长，反而对匹配技术有所忽视，从而造成光传输中产生中断信号情况，最终对电力系统正常运行产生不利影响。

第二，科学合理掌控入纤光功率。如果入纤光具有较大功率，就会导致光纤变热，对光纤造成损害。对于连接活动器而言，其光功率大于20dBm时，就会使损坏危险产生。在计算和设计电力系统通信工程过程时，控制功率富余度十分关键，保持10dMb以下功率具有必要性和重要性。

第三，提高应用拉曼放大器应用力度，增加应用遥泵放大器试点。当前拉曼放大器具有较成熟的应用案例，设备价格也出现一定程度下降趋势，在保证电力系统具有高度稳定性和可靠性基础上，可以进行广泛应用。

第四，对各个器件包括拉曼、色散、遥泵等模块进行规范化和标准化管理。现阶段，一些销售拉曼等器件的厂家，同时绑定光端设备进行销售，却不能兼容其他厂家光端设备，从而不利于组网系统和管理网络，使工程投入资本大幅度提升。

第五，促進各个光放器件网络监管功能的提升。在标准化、规范化这些器件条件下，还要增加通用网管接入性能，对于网络管理而言，能够对工作状况进行全过程监控，同时其配置具有动态化特点，可以对色散、功率值进行改进，从而有利于更加灵活的建设网络。

4.结束语

综上所述，在电力系统中运用超长站距光传输技术意义重大，一方面能够满足未来电网不断发展的需求，另一方面其应用前景十分广阔。当前在应用过程中仍然存在一些不足，这就需要相关人员从实际情况出发，对色散补偿技术和相关放大技术进行科学合理化处理并对其应用要求进行满足，同时将数值控制工作做好。全面推广和应用超长站距光传输技术，促进电力系统的持续、健康发展。

参考文献：

[1]吴广哲，李伟华，吴珍，等.基于高阶泵浦的10Gbps超长站距光传输系统研究与测试[J].电力信息与通信技术，2017，15（10）：1-7.

[2]王峰，邹德生，张晓静，等.超长站距光通信技术在电力系统中的应用分析[J].中国新通信，2018，20（13）：25.

[3]李园喜.光传输网络设备的对接与维护技术[J].中国新通信，2020，22（13）：33.

作者：陆华 黄传峰

超长距通信技术论文 篇2：

光纤通信技术在电力通信中的应用

摘要：电力通信系统是电力系统正常运行的重要支撑，光纤通信技术具有大容量、可靠性强和传输距离远等特点，对电力通信系统的建设有重要意义。有必要对光纤通信技术在电网中的应用进行深入分析，保证电力信息传输的安全稳定。

关键词：光纤通信技术;电力通信;电力系统

引言：随着智能电网系统的建设规模越来越大，计算机和通信技术在电网系统中的应用越来越广泛，这就要求电力系统传输网具有容量大、稳定性强等特点。

光纤通信技术是指以光信号为传输载体，利用光纤通道实现信息传输的通信技术。光纤作为信息传输的载体，为电力信息的传输提供传输通道。光纤通信技术传输可靠性强、传输容量大及传输距离远等特点能满足电力通信系统的要求。

本文将分析光纤通信技术的特点及其在电力通信网中的实践应用，并讨论光纤通信技术的发展趋势，为电力通信的进一步发展提供理论基础。

1光纤通信技术及特点

光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤只能传输一种模式的光，适用于远程传输;多模光纤在给定的工作波长上可传输多种模式的光信号，适用于中短距离传输。光纤通信技术主要有以下几点优势：

1.1 损耗低、传输距离远

与普通通信材料相比，光纤的损耗可以低达0.2dB/km。光纤通信光中继间距可达100多千米，传统的电缆中继间距仅为几百米至几千米。

1.2 抗电磁干扰能力强

光纤的主要成分是SiO2，由于石英具有很强的抗腐蚀性和绝缘性，因此，应用到光纤通信设备上使其具有较强的抗干扰能力[1]。光纤通信不会受电离层变化、雷击及人為释放的电磁等的干扰，这一特性可使光缆与高压线路一同架设，非常适合电力系统通信。

1.3安全性和保密性高

光纤主要依靠光波的全反射原理进行传输，光信号完全被限制在包层内，光波几乎不会被泄露[2]。并且光缆内的多个光信号不会互相干扰，因此光纤的保密性和安全性很高。

同时，光纤重量轻、体积小，这既能节省空间又使其安装非常方便。并且光缆价格低廉、稳定性好、受环境温度影响小、使用寿命长，这些特点使得光纤被应用在很多领域中。

2 光纤通信技术在电力通信中的应用

目前电力系统通信中应用的光纤通信技术主要有光缆的应用、光设备的应用和光放大器及光中继的应用。电力系统通信网都是由光设备通过光纤互相连接而成。光通信系统的传输原理如图1所示：

2.1 光缆的应用

光纤通信技术以光波为信息载体，以光纤为传输介质。光纤的构造包含纤芯、包层、涂敷层和护套。

只有一个光纤芯叫光纤，多芯光纤组合到一起叫光缆。目前，电力系统中主要使用OPGW光缆及ADSS光缆。OPGW光缆是光纤复合架空地线主要用于架空线路上进行站点之间信息传输的，一般电力系统中会选择多芯光缆同时传输保护及光端机信息。OPGW光缆安装简单，可以和架空线路一起完成施工。ADSS光缆是全介质自承式光缆，是一种可直接悬挂于电力杆塔上的非金属光缆，也可直接敷设在电缆隧道中。

2.2 光设备的应用

光通信设备制式主要采用SDH，SDH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。现在很多专用网络都使用SDH网络通信技术架设系统内部通信光环路，承载各种内部业务。

2.3 光放大器及光中继的应用

电力系统中保护和自动化等电信号的传输主要通过SDH光端机传输，信息通过光端机再经过光纤传输至下一个站点。光传输距离主要受光功率、光源的色散和光信噪比限制。

（1）衰减受限传输距离理论计算公式长距传输一般采用以下公式进行计算：

L=（Ps-Pr-Pp-C-Mc）/（af+as）

其中，L是再生段最大距离，Ps是S点寿命终了最小平均发送功率，Pr是R点寿命终了最差灵敏度，Pp是光通道代价，C是所有活动连接器衰减之和，Mc是光缆富裕度，af是光纤衰减系数，as是光纤熔接接头每公里衰减系数。

（2）对于高比特率的传输系统，色散是限制中继段传输长度的主要因素。其理论计算公式如下：

Ld=ε/ Dm

其中，Ld为色散受限传输距离，ε为光源的色散容限值，Dm为光纤色散系数。

（3）在光传输系统中引入光放大器后会带来额外的ASE噪声，由于光放大器不但能对输入的光信号和ASE噪声进行相同增益的放大，而且会额外增加一部分ASE噪声功率，因此沿着传输光纤路径上光信噪比是逐步降低的。

3 光纤通信发展趋势

3.1 超大的容量和超长的距离

随着智能电网和智能变电站的建设，传输信息量越来越大，超大容量和超长距离的传输技术在我国通信技术领域将有更广阔的应用前景。

3.2 光网络智能化

随着计算机技术的迅猛发展，智能化的光网络将是我国光纤通信技术重要的发展方向。智能化的光网络中网络技术和通信技术实现完美结合，智能化的光网络不仅能实现信息数据的传输，并且应用了计算机控制技术、自动发现技术及自我保护修复技术，可真正形成光网络智能化[3]。

3.3实现全光网络

光纤通信技术在整个传输过程中需经过电处理才能实现，一旦断电会给传输带来很大影响。全光网络用光节点替代电节点，可解决断电问题，信号仅在进出网络时才进行光电转换，在整个网络的传输和交换过程中，所有节点均以光的形式存在。

4 结语

电力通信对可靠性要求很高，就算是在恶劣的环境中，也要保证通信传输功能良好。光纤通信技术能满足可靠性高的要求，它不受自然环境的影响，稳定性和传输性能都很好。本文深入分析了光纤通信技术在电力系统通信中的应用，并分析了光纤通信技术在超大容量、超长距离、光网络智能化和全光网方面的发展趋势。

参考文献：

[1]叶祖航.现代光纤通信传输技术及其应用探析[J].计算机产品与流通，2019（10）：37

[2]陈海歌.探讨光纤通信技术现状及发展趋势[J].通信设计与应用，2019（12）

[3]于海波.光纤通信技术及其应用分析[J].通信电源技术，2020（12）：37

作者：魏佳红

超长距通信技术论文 篇3：

超低损耗光纤在新疆伊犁

【摘要】 超低损耗光纤能显著降低光信号在传输过程中的损耗，在长距、超长距光通信传输中广泛应用。在高海拔、低温、沙尘等极端情况下进行光纤熔接时，接续点纤芯的衰耗值易出现超出正常范围的现象。如何降低超低损光纤在特定地理条件下的熔接损耗，满足超长距离的传输要求，变得尤为重要。

【关键字】 超低损耗光纤熔接 ULL 光纤熔接损耗

光纤熔接是光传输系统中的重要工序，技术操作水平要求极高，熔接质量直接影响光纤线路传输的可靠性。本文从影响光纤熔接质量的因素、超低损光纤接续的实践、光纤的衰耗测试、现场典型案例分析了750千伏伊库线如何在高海拔、酷暑、严寒、沙尘等环境中有效降低光纤接续损耗的经验。

一、影响光纤熔接质量的因素

造成光纤熔接衰耗值增大的主要原因有两种：一是光纤的本征因素；二是光纤的非本征因素。本征因素是指光纤自身的一些因素，如光纤的模场直接、纤芯的折射率、纤芯与包层的同心度等。非本征因素是指光纤熔接过程中的人为因素、熔接设备和测试设备等方面的因素。降低本征因素影响。在光缆出厂初期，建议选用同一厂家、同一批次生产的光缆，并严格按光缆布放流程操作。光纤熔接时主要取决于人为因素。确保熔接程序、光纤切割、光纤清洁等工艺都正确、合理，能有效降低光纤熔接损耗。选择满足抗严寒、抗高温、防尘等功能的光纤熔接设备及光纤测试仪器。

二、超低损光纤接续的实践

2.1 超低损光纤接续损耗的施工目标值与实际值

1、设计和企业标准光纤衰减值。在伊犁--库车750千伏线路工程施工图设计阶段OPGW设计说明书中，对超低损耗光纤衰减值的要求为0.173dB/km。

2、现场光缆全线贯通后测试衰减值。在新疆伊犁--库车750千伏线路光缆全线贯通后，现场实测数据显示全线光纤长度为375.34km，全线平均衰耗值为62.35dB，光纤衰减平均值为0.166dB/km，满足设计要求和电力企业标准。

2.2 熔接机的选取及熔接工艺

1、熔接工作开始前需要做好以下几项工作。1）熔接环境的防尘工作：准备好一顶密封较好，最好是内部网状结构较少的双层帐篷。进入帐篷内的人员必须要清理身上的灰尘，保持帐篷内工作环境。2）熔接机的选择：熔接ULL超低损耗的光纤时，应选用性能良好、稳定性好、体积轻便，电池容量大、操作方便、便于携带。还应满足纤芯直视型、超低损耗、防水、防尘（熔接机的防尘盖要适用于户外熔接需要）防摔、抗高温、抗严寒的熔接设备。

2、 ULL光纤熔接时注意事项。1）检查光纤熔接程序：在光纤熔接开始前，需要在光纤熔接机上选择相对应的熔接程序。2）光纤清洁、端面切割、最终放入V型槽这一过程是否合适。首先需要制作一个合格的端面。用光纤米勒钳剥去光纤涂覆层，再用99%无水乙醇配合脱脂棉在裸纤上擦拭清洁表面。在光纤端面处理时注意光纤剥出裸纤的长度不宜过短或过长。使用精密光纤切割刀切割光纤，光纤的切割长度在10mm-15mm之间为宜。光纤端面切割角度应小于0.5度。3）熔接机电极棒是熔接中重要部件，也是易损部件，放电次数不宜过多，放电过多会导致电极棒顶端产生积碳和毛刺，放电时电流会分散，不集中，放电强度不够。电极棒放电次数2500次需要更换。由于施工地点多处于不同海拔高度，环境差异比较大，空气中的温度和湿度也不相同。所以在每更换一个接续地点时，必须重新对熔接机的放电电流强度、放电时间、热缩时间进行设置。

三、光纤的衰耗测试

3.1 光纤衰耗测试

1、熔接機测量。用熔接机将两根光纤连接在一起，熔接完毕后显示该纤芯的衰耗值，根据显示衰耗值来判断接头是否合格。熔接机显示的衰耗只是一个估算值，不能真正反映接头的真实衰耗值，只能作为参考。

2、光时域反射仪OTDR测量。通过观察OTDR测试出的后向散射曲线图，来显示光纤接续点的衰耗值，OTDR测量时一般采用双向测试，取平均值，得出该点的实际衰耗值。在测试之前需要了解被测光纤的特性，设置的测试脉宽。若不清楚被测光纤的长度，选择全自动模式进行测试。

3、光源、光功率测量。将光源、光功率的波长调到1550nm模式，在一端测试点，使用稳定光源发光，在被测试光缆的别一端使用光功率计收光并记录数据。然后进行反向测试并记录数据。最后取双向测试的平均衰耗值。

3.2 测试需要注意事项

检查测试尾纤端面是否清洁，这会影响测试结果，如端面不清洁，需使用光纤清洁器进行处理。 测试过程中如出现未测试出数据，或是测试数据图形后尾拉的较大，图形很杂乱等现象，这都会影响测试数据收集和记录。检查OTDR测试光口内是否有灰尘，内部陶瓷管是否完好。

参 考 文 献

[1]张悦，饶思传，王会洪，等.变电站OPGW终端整改方案研究及其应用成效[J].电力信息与通信技术，2016，14（7）：127-131.

[2]赵子岩，李文.电力通信光缆典型故障分析及应对措施研究[J]. 电力信息与通信技术，2016，14（5）：107-111.

[3]杨兴，马聪琦，冯力娜.高海拔地区超长距无中继光传输系统应用研究.电子设计工程，2014，22（24）：109-111

作者：潘世敏 张鹏 旷瑞明 刘德斌 郭靖