光纤通信分析论文

2022-04-15

[摘要]研究光纤通信系统的基本原理以及其发展的历程,通过对现代光纤通信的关键技术的研究,给出光纤通信系统的实际应用价值。[关键词]光纤通信关键技术性能指标一、引言随着社会的不断发展,人类对于通信的需求在不断的增加,对通信的速度质量要求也在不断的提升。下面是小编整理的《光纤通信分析论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。

光纤通信分析论文 篇1:

光纤通信的误码分析

摘 要:误码是数字通信传输系统中主要的传输损伤,它直接影响信息传递的准确性。其是衡量数字光纤通信系统传输质量优劣的一个非常重要的指标。对误码进行分析,有助于提高光纤通信系统的性能。本章从误码的基本概念出发,分析了光纤传输系统的误码产生原因以及测试方法,并且还描述了各种误码的分布。

关键词:光纤通信;误码

一、误码的概念以及产生原因

(一)误码的概念

所谓误码,就是在数字通信系统的接收端,经判决电路,产生的比特流中,某些比特发生了差错,对传输质量产生了影响。

(二)误码产生的原因

产生误码的原因有很多种,包括色散、信噪比、光纤非线性以及单板的光器件性能劣化等原因。

1、光纤的非线性

波分设备是将多个波长信号复用在一根光纤中进行传输,接入波长越多,乳腺的光功率就越大,32波系统的满波光功率可以达到20dBm。在光强很大,光纤传输比较长的情况下,光纤的非线性会严重影响系统的性能,导致接收端误码性能会劣化。

2、色散

光纤色散分为色度色散和偏振模色散(PMD)。色度色散是在介质的正常区域,波长较长的光具有更快的传播速度,反之在反常色散区域,波长较短的光具有更快的传播速度。

色散色度一般可以通过DCF进行补偿方法解决。PMD是一个随机量,无法通过DCF进行补偿。光纤的色散用色散系数来衡量,色散系数就是两个波长间隔为1nm的两个光波传输1km长度光纤到达时间之差,单位为ps/nm。

3、光器件的性能劣化

光器件的性能劣化导致单板损坏是目前系统产生误码的一个主要原因。系统中产生误码可能性较大的是OUT板和功放板。

功放板容易产生误码的原因是掺饵放大器的泵浦激光源会引起很大的自激辐射噪声,如果光器件质量不好或失效,会导致接收端的信号信噪比过低。

OUT(波长转换单元)产生误码的主要原因是信号在单板上经过了O/E/O(光/电/光)的转换,一路为数据信号,另一路为时钟电信号。任何一个环节的处理芯片和电路不好都会引起信号的劣化,从而产生误码。另外发端激光器波长不稳定,偏移标称波长过大,或合波后相邻波长信号隔离度不够,也会导致产生误码。

二、误码分布

(一)A型传染分布

A型传染又称复合泊松分布,是描述突发性误码的数学模型,此时误码是成群发生的,且基于两个前提:①误码群发生的概率是常数,符合泊松分布;②各误码群中的误码也是随机的,它也符合泊松分布。若定义m1为每秒平均误群数,m2为每误码群中平均误码数,则T0时间内出现k个误码的概率经化简为:P(K)=m2k/k!··e-m1·dkexp[m1eu-m2]/duk

其中k≥1,?是中间分量。

(二)泊松分布

泊松分布是由光纤通信系统的内部机理造成的,且基于两个前提而得出的:①假定数字序列各比特率是相互独立的;②有恒定的平均误码率Pe,即每个比特出错概率为常数Pe

根据概率理论,速率为B的二进制序列在T0时间内传送的比特数为BT0,则可求得在BT0比特中不多于m个比特错误的概率为:

P{k≤m}=∑P(k)=∑(BT0PE)K/k!·e-BTO

三、误码分析处理的方法

误码故障处理原则:先外部原因,后系统;先主光通道,后个别通道。在维护过程中,一般采用以下方法来定位和处理误码故障。

(一)仪表测试法

在日常维护中,系统上一般都割接了实际的业务信号,业务没有中断的情况下是不可能进行断纤试验的,对维护中遇到的误码处理中,如果辅助以仪表在线测试,采集数据进行定性的分析,方便对误码故障的定位。

(二)环回法

系统出现误码的时候,有时从告警和性能数据可能分析不出来,这时,可以象SDH中的故障处理方法一样,对业务信号逐段环回来进行故障定位,回环可以在收发的OUT单板进行,也可以在收发WBA和WPA之间加衰减进行;可以在本站环回,也可以在对端站环回。环回法要中断业务,环回前应该先在SDH上做强制倒换,将业务进行保护后再断纤。环回法在误码处理过程中非常有用,不过做环回的时候一定要注意加衰减,以免光功率过大损坏激光器。

四、降低误码率的方法

(一)前向纠错技术(FEC)

前向纠错技术是指信号在被送入传输信道之前预先进行编码处理,加入带有信号特征的冗码,在接收端按照相应算法对接收信号进行解码,从而找出传输过程中产生的错误码并将其纠正的技术。前向纠错编码(FEC)技术通过在传输码列中加入冗余纠错码,在一定条件下,通过解码可以自动纠正传输误码,降低接收信号的误码率。在光纤传输中采用FEC技术,不仅能够减小系统的误码率。而且其编码增益还能够提供一定的系统富余量,从而降低光链路中线性及非线性因素对系统性能的影响。FEC的实现方式有带外FEC系统和带内FEC系统两种。带内FEC的增益一般为3dB左右,而带外FEC的增益远高于带内,使用带外FEC后线路速率会提高,下图是两者的性能比较:

与带内FEC相比,采用带外FEC后系统在性能上可获得更大的改善。

(二)信道均衡技术

均衡是指对信道特性的均衡,即接收端的均衡器产生与信道特性相反的特性,用来减小或消除因信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。均衡分为两种,频域均衡和时域均衡。

(三)色散补偿技术

1、传统的色散补偿技术

色散补偿光纤

所有的散补偿技术都是围绕如何消除相位系数的影响,使光信号得以还原而进行的。色散补偿光纤是目前较成熟、应用较广泛的色散补偿技术。其原理是利用和传输光纤色散系数符号相反的色散补偿光纤传输光纤的色散。

光纤型色散补偿技术大体可分为两类:a基于基膜的单模色散补偿光纤的补偿技术。b基于高阶模的双模DCF补偿技术,它是利用在截止波长附近工作的高阶模有很大的负色散的特点来实现色散补偿的。

光纤色散补偿器是利用线性啁啾光纤光栅实现色散补偿,让原先跑得快的波长经过补偿器时慢下来,减小不同波长由于速度不一样而导致的时延。跟色散补偿光纤不一样,光纤光栅补偿模块体积小、损耗低、不易受到非线性效应影响、无偏振相关性。尤其是啁啾光纤光栅色散补偿器受到高度重视。通常认为光纤光栅只适合于窄带补偿,工作带宽难以达到DWDM系统补偿要求。实用的光纤光栅补偿器以窄带的居多,对于占用频带特别宽的多波长系统,只好进行通道分组补偿。

2、电域色散补偿技术

电域色散补偿技术弥补了光域色散补偿技术的很多缺点,因此目前成为很多研究机构研究的热点。电域补偿技术的优点:减少了使用昂贵的光器件的成本;减少了由于使用光器件而必须加入的光放大器的数目,提高了信号的质量;采用成熟的电处理自适应算法,可以动态的进行色散补偿。

参考文献:

[1]吴三明.数字光纤通信系统的误码分析与测试.1995,(3).

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[5]徐伟,聂大德.光纤光栅及电色散补偿技术在光纤通信中的应用.第38卷第9期.2011,(9).

[6]梁钊,长距离高速光纤通信中的前向纠错编码技术.中国科技核心期刊.2004.(07).

作者:孙琳 张云凯 刘志

光纤通信分析论文 篇2:

现代光纤通信系统的分析

[摘要]研究光纤通信系统的基本原理以及其发展的历程,通过对现代光纤通信的关键技术的研究,给出光纤通信系统的实际应用价值。

[关键词]光纤通信 关键技术 性能指标

一、引言

随着社会的不断发展,人类对于通信的需求在不断的增加,对通信的速度质量要求也在不断的提升。自从光纤通讯技术诞生到现在,光纤通讯系统呈几何倍数的增长,而且还远远没有达到光纤通信的容量极限,人们还在不断的挖掘光纤通信技术的潜力,提升通讯的质量和容量。

二、光纤通信基本原理及发展过程

光纤通信是利用光纤和激光的特性来实现,利用激光的相干性和方向性,使用激光作为信息的载体在光纤中进行传输的通信方式。

光纤通信系统最基本的组成是数据源、光发送端、光学信道和光接收机。数据源就是信号源,是要传递的信息的不同的载体形式,可以使语音,图像,数据等,这些信息是经过编码处理的;光发送机和调制器是将信号调制成适合在光纤中进行传输的光信号。光学信道是指作为传输的介质光纤还有中级放大器等设备。光接收机是上述发送信号的逆处理过程,从光信号中提取还原原来的信息。

光纤通信系统的发展十分迅速,技术更新快,传输速度以及质量不断提高,可以将光纤通讯技术的发展过程分为如下四个阶段:

第一阶段(1966-1976年),这个时期是光纤通信从研究到实际应用的过程,主要实现了短波长低速率的多模光纤通信系统。第二阶段(1976-1986年),这一段时期主要是对对实用阶段的光纤通信系统进行改进优化,提升传输速率和传输距离。光纤从多模发展到单模,并且工作波长发展到了1310nm的长波。第三阶段(1986-1996年),这时期是全面的深入发展光纤通信系统,实现1550mn色散位移单模光纤通信系统,并且一些关键技术得以研究实现。第四阶段(1996-),这时期是在上述研究的基础上实现了密集波分复用DWDM技术,极大地改进了光纤通信系统的性能,并且利用光放大器实现了传输距离的延长,并且利用时分复用ETDM高单波长的传输速率,利用DWDM提高单根光纤的传输容量等,并且还有很多的关键技术加入到实际应用中,大大推进了光纤通信系统的更新换代。

三、光纤通信系统的关键技术

现代的光纤通信系统正式由于一些关键技术的解决,得以更加迅速的发展,这些关键技术主要有以下几种:

1.拉曼放大技术。放大器是光纤通信系统中的中医环节,放大器主要是实现了信号的载体光波的放大,提升传输过程中信号的质量,无中继传输的距离和带宽等。传统的掺铒光纤放大器(EDFA)对于当前的光纤通信系统的容量的快速增长和传输质量带宽严格要求已经有些吃力,增益平坦度和放大的ASE噪声等已经不能满足现代光纤通信系统的需要了,在这个时候光纤拉曼(Raman)放大器(FRA)由于其放大范围更加宽噪声系数更低而成为了放大器选择的焦点。

拉曼放大时利用光纤中的非线性效应受激拉曼散射来实现放大的,拉曼放大器由于是利用光纤的固有特性来实现的信号放大,所以对光纤传输不产生额外的损耗。并且同传传统的掺铒光纤放大器相比,拉曼放大器具有噪声低,并且设计简单增益带宽较宽等有点。

2.前向纠错编码(FEC)技术。纠错编码技术是在光纤超长距离传输中一项重要的技术,主要是为超长距离传输增加系统余量。增加余量是通过在信号中添加冗余信息,这个冗余信息是少量的,并且检查剔除传输过程中由于噪声引起的误码,从而获得较高的传输质量。在现代光纤通信系统中应用最多的纠错编码技术是前向纠错技术,这种技术是在信号被传输前对其编码进行特殊处理,添加一定的冗余编码,并在接收端根据编码时的规则对其进行解码还原,并对误码进行纠错。

3.色散补偿技术。色散补偿是针对在光纤传输中脉冲展宽,发生色散现象,传输的信号发生畸变,引起光纤通信系统通讯质量严重下降而必不可少的技术。色散补偿技术是采用补偿的思路来实现色散的解决,通过采用和色散系数符号相反的光纤或者装置来实现补偿。具体的方法主要有传统的色散补偿光纤法和新型的啁啾光纤光栅法。

4.新型光调制码型。现在光纤通信系统中调制码型的选择是与正特通讯系统息息相关的,并且光纤种类、传输系统间距、距离、信道数目和信道间隔等多方面这些都互相影响。并且在光的物理传输上还要考虑偏振模色散和带间和带内非线性效应等。

四、光纤通信系统的性能指标评价

光纤通信系统的性能主要以信息传输速率,符号传输速率以及频带利用率来进行评价。

1.信息传输速率。信息的传输速率是以每秒所传输的信息量来判断的。信息量在信息论中给出了定义,发信源出的一个二进制码所含的信息就是一个比特,比特是衡量信息量的度量单位。信息传输速率的单位是比特每秒(bit/s)。

2.符号传输速率。符号传输速率是指在单位时间内传输的码元的数目,所以也叫做码元速率,和信息传输速率不同的是,这个码元可以使二进制的还可以是其他进制的,但是它们之间可以通过进制进行换算,可以讲符号传输速率中的符号转换到二进制码元来进行计算,具体的转换公式为:

式中:M-符号的进制数(如M=2为二进制;M=8为八进制);R-信息传输速率;N-符号传输速率。

3.频带利用率。只通过传输速率来评价光纤通信系统是比较片面的,在传输算率相同的两个系统中,还要考虑其效率如何,这个就是反应在频带利用率上面。频带利用率是指信息所占的信道频带的宽度,光纤通信系统占频带的宽度越大,说明传输的路径宽度越大,传输的信息的能力越大。所以很亮现代光纤通信系统的性能指标应该是将上述几点结合起来,就是评价单位频带内系统的传输速率。

五、结束语

自从通讯在人类的生活中占有不可或缺位置开始,还没有一种技术可以像光纤通信这样在通讯技术领域这么普及,成为最主要的信息传输技术,并且无论通讯技术发展的高峰还是低估,光纤通信都没有体制其发展的脚步,并且其未来发展前景也一直十分诱人。在我国现代通讯发展的历程中,光纤通信已经成为未来通信发展的主流,并且全光网络时代的到来也指日可待。

参考文献:

[1]张劲松、陶智勇、韵湘编著,光波分复用技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002.

[2]刘增基、周洋溢、胡辽林、周绮丽编著,光纤通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.

[3]李玉权、崔敏编著,光波导理论与技术[M].北京:人民邮电出版社,2002.

[4]杨志勇、杨铸,前向纠错码在高速光纤通信系统中的应用[J].光通信研究,2001,(3):1-3.

作者简介:

白振旭(1987-),男,重庆邮电大学06级光信息科学与技术专业本科生。

作者:白振旭

光纤通信分析论文 篇3:

电力系统光纤通信若干问题分析

摘要: 随着光纤通信在电力系统内应用水平的进一步提高,光纤通信取代微波、电力载波已成为必然。以南方电网光纤通信骨干网为例,介绍电力系统专用光缆、通信电源、参数匹配及业务倒换等方面的现状,分析存在的问题,并在此基础上提出解决问题的措施及思路。

关键词: 通信电缆;通信电源;参数匹配;业务倒换

0 引言

目前,SDH(synchronous digital hierarchy)光纤通信凭借其安全、经济、可靠的优势,已逐步替代了微波通信、电力载波通信等通信方式,成为我国电力系统最重要的通信方式,在其承载的业务中,仅直接与电网安全稳定运行的主要业务就有继电保护、安全自动装置、EMS、调度语音、能量计量、故障录波、电力市场以及集控站控制等等。面对越来越多的系统应用,光纤通信迎来了巨大的发展机遇,但由于电力系统对信号传输安全性、可靠性的特殊要求,光纤通信同样也面临着严峻的挑战。

本文以南方电网光纤通信骨干网为例,就专用光缆、通信电源、参数匹配及业务倒换等方面对电力系统现状进行简要介绍,分析存在的问题,并讨论解决问题的措施及思路。

1 通信设备自身存在的问题

1.1 通信光缆对系统的影响

作为电力系统专用的特殊光缆,光纤复合架空地线(OPGW)具有强度高、性能稳定、无电腐蚀等优点,目前在电力系统光纤通信骨干网中应用十分广泛。但因其与高压线路同杆架设,且兼做地线,因此,雷击问题已经成为影响OPGW安全性能的重要因素。

雷击对OPGW的影响:随着OPGW大规模投入使用,其易受雷击的问题已变得越来越突出,国内已发生多起因雷击导致OPGW外丝断股进而影响内部光纤性能的事件,而建设单位为了确保所用光缆性能更加稳定,对OPGW更是提出了3级雷击不断股的近乎苛刻的要求,因此,如何提高OPGW抗雷击性能已经成为OPGW面临的最严峻的挑战之一。目前较为通用的做法主要有以下两点。

1)改善光缆结构和股线形状,主要是在外层股线和内层股线间留有空气隙,以防止外层热量传导至内层和光纤,这种思想主要是保护内层光纤,对外层雷击断股并无实质改善。

2)调整外层股线材料配比,对于雷击多发区,采用外径较粗的全铝包钢单丝,同时提高导电率,这种思想提高了外层单丝的抗雷击水平,但增加了光缆的生产成本和自身重量,对铁塔的承重造成了一定的压力,同时也加大了施工难度。

1.2 通信电源对通信系统的影响

“心脏”,通信电源运行的好坏直接影响着整个系统是否能够健康稳定运行。回顾通信电源的发展历程,主要经历了单电源单母线、单电源双母线和双电源双母线等三种运行方式。

1)单电源单母线运行方式:即将整流模块输出、蓄电池组、负载均连接于同一条母线,由于采用这种方式对设备供电安全性较低且维护检修不便,因此在电压等级较高的变电站已基本不用。

2)单电源双母线运行方式:即将一套充电机的整流模块分成两组,分别为2条母线供电,同时每条母线配置独立的蓄电池,以实现2条母线相对独立供电。该运行方式较好的实现了2条母线的独立供电,增强了通信电源设备的运行可靠性,同时提高了设备检修的灵活性,由于2条母线共用同一台充电机,因此在充电机发生物理损坏的情况下容易导致2条母线同时失电,因此目前也较少使用。

3)双电源双母线运行方式:即由两套充电机分别对2条母线供电,并配置独立的蓄电池,实现了双路供电的完全独立,具有极高的可靠性,是目前电力通信系统中的主要供电方式。

伴随着通信电源运行方式的改变,南方电网光纤通信骨干网已逐渐摸索出一套适合自身安全需要的供电方式:对于支持双路电源的设备,采用两路相互独立的电源对设备供电,并实现负载均衡;对于只支持单路供电的设备,在设备前端增加电源转换模块,实现两路电源输入;对于无人值守变电站,除采用上述措施外,采用加大蓄电池组容量的方法以延长故障情况下的设备运行时间。

2 通信设备与业务系统的匹配问题

2.1 通道时延对继电保护及安自业务的影响

继电保护和安自构成了我国电网安全稳定的三道防线,其主要功能依托通信通道承载,由于相关控制、保护信息对实时性要求很高,因此通信通道的时延将对装置的动作速动性、可靠性和灵敏性乃至电网的安全稳定速度造成严重影响。

2.1.1 通道时延对继电保护的影响

目前,我国线路保护的主保護为线路纵联保护,根据实现原理,又可以分为线路纵联距离(方向)保护和线路纵差保护:

对于线路纵联距离(方向)保护而言,虽然故障方向的判别只是依赖于本侧电气量,判别时间与通道时延没有关系。但是,通道时延对装置动作速度的影响是累加的。由于故障范围的判别决定于两个因素:一是根据本侧电气量得到的相对于本侧装置的故障方向,二是通过通道得到的相对于对侧装置的故障方向,只有相对于两侧保护装置的故障方向都确定为正方向,装置才确定本次故障时区内故障,因此通道时延对装置动作速度的影响是累加的。

1)对于线路纵联距离(方向)保护,由于故障范围的判别决定于两个因素:一是根据取决于本侧电气量得到的相对于本侧装置的故障方向,二是和通过通道得到的相对于对侧装置的故障方向,只有相对于两侧保护装置的故障方向都确定为正方向,装置才确定本次故障是区内故障。因此,通过通道得到的相对于对侧装置的故障方向信息对保护动作的正确性至关重要,如果通道延时过长,不仅影响保护的动作速度,很可能造成保护误动甚至可能造成保护误动、拒动。运行中,曾多次出现在功率倒向情况下因通道延时过长造成的同塔双回线保护误动的案例[3-5]。

对于线路纵差保护,通道时延对动作速度的影响考虑两个因素。首先,需要根据两侧电气量来进行差动计算,当前计算的差动电流不是本侧当前的电气量和对侧当前的电气量之和,而是当前收到的对侧电气量和对应的本侧的电气量之和。因此,当前进行差动判据的电气量需要向前推一段时间(至少包括通道时延+报文长度);其次,为了防止TA断线造成差动保护误动,通常保护装置动作不但需要本侧装置满足动作条件,同时还需要收到对侧的允许动作信号,因此通道时延对线路纵差保护动作速度的影响是双倍的。

2)对于线路纵差保护,通道时延对动作速度的影响考虑有两个方面的因素:首先,在首先,需要根据两侧电气量来进行差动计算时,当前计算的差动电流不是本侧当前的电气量和对侧当前的电气量之和,而是当前收到的对侧电气量和对应时刻的本侧的电气量之和,因此,当前进行差动判据的电气量需要向前推一段时间(至少包括通道时延+报文长度)计算和补偿通道延时;其次,为了防止TA断线造成差动保护误动,通常保护装置动作不但需要本侧装置满足动作条件,同时还需要收到对侧的允许动作信号,因此通道时延对线路纵差保护动作速度的影响是双倍的因此通道时延对线路纵差保护动作速度的影响是双重的。

为满足继电保护信号对速动性的要求,各类保护信号在通道上的最大允许传输时间不得大于规定值,其中闭锁式保护15ms(模拟)/10ms(数字)、允许式20ms(模拟)/10ms(数字)、直跳式40ms(模拟)/10ms(数字),同时220kV及以上线路配置双重化主保护及适当的后备保护则大大提高了继电保护信号的可靠性。为减少传输时延并提高系统可靠性,目前较为通用的做法是将较大的光纤传输网“分割”成多各较小的环网。

3)通道时延对安自装置的影响。对于安自装置,其主要控制策略是联络线故障后同时切除送电侧机组和受电侧负荷。一词系统发生变化,目前都是由就地的安自装置根据系统状态变化以及相应的控制策略发出相应的控制命令,从系统状态变化到控制命令发出这一过程不需要考虑通道时延的影响。通道时延对安稳系统动作速度的影响主要体现在主站发出控制命令对执行站执行命令这一过程。因此,通道时延对安子系统动作速度的影响不是累加的通道时延对安自系统动作速度的影响不是累加的,安自装置只需要考虑点对点的最大单向时延。

2.2 误码对继电保护的影响

在通道发生切换的情况下,通信业务将发生中断数毫秒,此时保护或者安自信号传输过程中必然会出现非完整报文等情况。对于线路纵差保护,一旦检测到非完整报文,就重新检测通道时延,实现两侧装置采样数据的再同步。对于单个随机误码,也可能影响报文的完整性,使得线路纵差保护在通道路由没有发生正在变化的情况下,也重新启动一个新的同步过程,至少引起线路纵差保护数十毫秒的闭锁。

1)对于线路纵联距离或者纵联方向保护而言,由于其交换的数据仅仅是允许信号由于其交换的数据仅仅是二进制量信号,没有通道时延一致性方面的要求,不需要同步两侧装置的采样时刻,因此通道误码会引起当前受影响的通道报文的正确性,但不会影响后续报文的使用。

2)对于线路纵差保护。

① 纵差保护采用的两侧电气量数据必须要求同步,因此,一旦检测到非完整报文,纵差保护就重新检测通道时延,实现两侧装置采样数据的再同步。这造成单个随机误码也可能影响报文的完整性,使得线路纵差保护在通道路由没有发生正在重大变化的情况下,也重新启动一个新的同步过程,至少引起线路纵差保护数十毫秒的闭锁。

② 由于其保护判据使用的是两侧的电气量,由于通道问题导致当前数据丢失,将会影响到保护判据的后续动作特性。例如,线路纵差保护往往采用异步抗饱和法,防止区外故障TA饱和导致保护误动。故障初始阶段TA不会饱和,保护判据不需要采取任何抗饱和措施,通信正常时线路纵差保护能快速动作。但如果正好在故障初始阶段有误帧,线路纵差保护不能快速动作,其后需要投入抗饱和判据,导致线路纵差保护动作较慢。若线路纵差保护设置为连续几次满足差动判据后保护才动作,只要中间有一个误帧,则将引起差动保护延迟几帧时间动作,可能会造成严重的后果。

3)为防止线路保护因误码而误动,目前在用的保护装置均具备一定的误码检测功能。

电力系统光纤通信网传输继电保护信息只占业务的一小部分,并且光纤通信网往往先于光纤通信的保护装置而建设,因此,要求现存的光纤通信网适应保护装置的难度很大。同时,从保护装置的角度出发,对通信网误码指标也无需超过G.821标准,原则上在收到对侧装置完整的信息时,线路纵差保护能正常运行;一旦收不到对侧完整的信息,包括误码,线路纵差保护就只能短暂退出,直到通道恢复正常。从运行的角度,也可以计算由通道质量问题引起的保护日闭锁时间,来考察通道传输继电保护信号的可靠性。

2.3 通道倒换对业务的影响

南方电网光纤通信骨干网采用双向通道倒换环,通道倒换环采用“首端桥接、末端倒换”结构,正常情況下通道双向路由能够保持一致,双向时延基本相等。当但是,单根光纤中断后,通道的双向路由将不一致,时延也将不一致。经过试验得出以下结论:

1)通道正常时,双向通道倒换环能够保证通道双向路由一致,双向时延误差不超过100us,能够满足线路纵差保护对通道双向时延一致性的要求。

2)具有自愈功能的双向通道倒换环,在主用通道中断后,业务会暂时中断,中断时间小于50ms,不会造成装置通道报警。

3)具有自愈功能的双向通道倒换环,单纤中断后通道双向路由不一致,导致通道双向时延不一致,不能满足线路纵差保护对通道双向时延一致性的要求。

4)具有自愈功能的双向通道倒换环,通过网关切除主用电路,双向业务会先后自动切换到备用通道,双向先后时间间隔不超过150ms;但是当主用通道故障消失后,备用通道切换回主用通道过程中,将有数秒时间双向通信经不同路由可能维持数秒传输信息,不能满足线路纵差保护对双向时延一致性的要求。单业务中断时间不超过50ms,不会造成装置报警。

5)继电保护、安自装置能检测到业务的暂时中断,同时会瞬间退出相关功能,不会造成误动。

基于以上试验结果,目前南方电网双向通道倒换环用于线路纵联差动保护时,不能采用通道的自愈功能,在线路长度和通道条件满足时,线路纵差保护最好采用独立的双通道,以提高可靠性。而安自装置和线路纵联距离(方向)保护以及原跳装置保护以及远跳装置,可以采用通道自愈功能,以提高通道的可靠性。

2.4 2M通道重定时对通信业务的影响

SDH传送网有很多的优越性,但是也有缺点,例如SDH的PDH支路输出信号不能作为定时基准。当PDH信号异步映射入VC-n时将有码速调整,传输过程中将有指针调整,这些将导致PDH支路输出信号有较大的抖动和漂移,所以从输入信号恢复的定时信号质量很差,不能作为定时基准。经研究,线路保护、安自装置采用2M通道的,通信专业不要打开2M通道输出重定时功能,线路保护、安自装置本身的通信时钟采用“主-

方式。线路保护、安自装置采用64k通道的,通信专业也不要打开2M通道的重定时功能,线路保护、安自装置自身的同心式中必须采用“从-从”方式。

3 结束语

通过对上述问题的分析,保护及自动化专业对光纤通信有了更进一步的了解,通信专业也对保护及自动化专业的业务需求有了更深入的认识。随着光纤通信在电力系统内应用水平的进一步提高,光纤通信取代微波、电力载波已成为必然,通信专业只有充分理解各专业的业务需求,才能更好的为系统稳定运行保驾护航,作出自己的贡献。

参考文献:

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[4]葛耀中、陶惠良、索南加乐,同杆双回线的故障特点和继电保护问题[J].电力自动化设备,1989,9(2):8-17.

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作者:李玮

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