光纖通信在三明電力系統中的應用探討

摘 要：三明電業(yè)局采用的纖自愈環(huán)網(wǎng)光纖通信方式提高了電力通信網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)能力。探討了光纖通信組網(wǎng)的設計和特點(diǎn)、系統的測量等問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：光纖通信；SDH；光傳輸網(wǎng)絡(luò ) 中圖分類(lèi)號：O43文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）08-0387-02 1 光纖傳輸網(wǎng)絡(luò )的設計 1.1 光纖通信系統工程設計涉及到的問(wèn)題 （1）光纜的路由選擇：路由的確定、中繼距離的計算、中繼站址的選擇等。（2）通路組織及系統的配置：傳輸路數的計算、分路、轉接的考慮。（3）指標的確定和分配。（4）光纜的選擇和端機等設備的選型。（5）組網(wǎng)方式的選擇。（6）機房安裝設計等。 1.2 工作波長(cháng)的選擇 若傳輸距離長(cháng)，可選用1.31um和1.55um的長(cháng)波長(cháng)波段。因為在這個(gè)波段范圍，光纖損耗低于0.85um的短波長(cháng)波段的光纖損耗，特別是長(cháng)途光纖通信系統，使用長(cháng)波長(cháng)波段，可以減少設置光中繼器的數目。若傳輸碼數高，可選用其中1.31um的單模光纖。因為1.31um的石英光纖色散為零。色散小，信號傳輸以后波形畸變就小，碼元之間彼此重疊造成碼間干擾的情況就不嚴重。但是對傳輸距離短，碼速不高的光纖通信系統還可以選用短波長(cháng)波段。 1.3 組網(wǎng)方式的選擇 （1）從確保電網(wǎng)安全運行的角度考慮，網(wǎng)絡(luò )設計應為自愈環(huán)網(wǎng)，帶分支路站，克服由于線(xiàn)路遷移、改造或遭受外力破壞而造成通道中斷。 （2）從通信網(wǎng)建設的經(jīng)濟性考慮，網(wǎng)絡(luò )為環(huán)型、放射型混合使用的拓撲結構，采用多種形式的通道保護。 1.4 光纖通信系統的測量 （1）發(fā)射機發(fā)送光功率的測量。在測量光發(fā)射機發(fā)送光功率時(shí)，用一串偽隨機信號對光源進(jìn)行強度調制。 （2）源消光比的測量。從理論上講，一部性能優(yōu)異的光端機的光發(fā)射機盤(pán)在傳輸數字信號的過(guò)程中，發(fā)“0”碼時(shí)，應無(wú)光功率輸出。但是，實(shí)際的光發(fā)射機由于光源器件本身的問(wèn)題，或直流偏置選擇不當，致使發(fā)“0”碼時(shí)也有微弱的光輸出。由理論分析可知，這種情況將使接收機的靈敏度降低，描述光接收機上述這種性能的指標，就是消光比EXT，即為： EXT=全“0”碼時(shí)的平均輸出功率 / 全“1”碼時(shí)的平均輸出功率 測量光發(fā)射機消光比的測量過(guò)程與測量光功率類(lèi)似。 （3）接收機靈敏度的測量。碼發(fā)生器產(chǎn)生偽隨機信號輸入光發(fā)射機，對光源進(jìn)行調制。在接收端，逐漸加大光率減器的率減量，這時(shí)由誤碼檢測儀讀出的誤碼率將逐漸變大，直到誤碼檢測儀上出現某個(gè)規定的誤碼率值時(shí)，這時(shí)將光功率計接到光率減器的輸出端，由此測到的光功率Pmin即是：光接收機在滿(mǎn)足誤碼率指標下的最低接收光功率，測量方框圖如圖1，接收機靈敏度通常用相對值表示為：Sr = 10log (Pmin / 10-3) 圖1 光接收機靈敏度測量方框圖 (4) 光接收機的動(dòng)態(tài)范圍。光接收機的動(dòng)態(tài)范圍是在保證系統的誤碼率指標要求下，接收機的最低輸入光功率(用dBm來(lái)描述)和最大允許輸入光功率(用dBm來(lái)描述)之差(dB)，即 D = 10log (Pmax / 10-3)－10log (Pmin / 10-3) =10log (Pmax / 10-3) 在上式中，Pmax－在滿(mǎn)足誤碼率指標下，接收機的最大輸入功率；Pmin－在滿(mǎn)足誤碼率指標下，接收機的最小輸入功率。測量Pmax與測量Pmin的方法一樣，只需將圖1中的率減器率減量逐漸減少，誤碼檢測儀中誤碼率逐漸變大，直到誤碼率增大到某個(gè)規定的指標，這時(shí)由光功率計讀出的光功率即Pmax。 2 光纖傳輸網(wǎng)絡(luò )的要求和結構圖 為保證電網(wǎng)通信的可靠傳輸，三明局先后以華為SDH622光傳輸設備、北京華環(huán)SDH155光傳輸設備、Alcatel SDH2.5G光傳輸設備在市區及周邊縣級220kV變電站組成光纖環(huán)網(wǎng)。在2007年實(shí)現了全市9個(gè)縣級供電企業(yè)光纖聯(lián)網(wǎng)，其中以UT斯達康SDH2.5G光傳輸設備組網(wǎng)。具體網(wǎng)絡(luò )示意圖如下： 圖2 光接收機靈敏度測量方框圖 圖3 光接收機靈敏度測量方框圖 圖4 光接收機靈敏度測量方框圖 以上環(huán)網(wǎng)覆蓋地區涉及所有110KV以上變電站。地區傳輸網(wǎng)絡(luò )容量根據實(shí)際業(yè)務(wù)需求并適當留有余量，骨干環(huán)網(wǎng)則根據不同地區流量分析分別采用10Gh/S、2.SGh/S和622Mh/s。220KV及以上廠(chǎng)站調度電話(huà)、遠動(dòng)及線(xiàn)路保護信號的傳輸需滿(mǎn)足N-l原則，兩路保護信號需通過(guò)兩套或兩套以上光通信系統傳送，兩套光通信系統選用不同路由、不同傳輸設備、不同直流電源系統供電，每套系統應采用雙電源系統同時(shí)供電。 3 光纖通信網(wǎng)絡(luò )的運行管理和維護 光纖通信網(wǎng)規模不斷擴大，網(wǎng)絡(luò )日趨復雜，目前三明地區電力光纖通信業(yè)務(wù)類(lèi)型有:(l)寬帶業(yè)務(wù):10M以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，主要用于辦公和MIS系統及計算機監控系統；(2)窄帶業(yè)務(wù)FX0/FXS:行政、調度話(huà)音業(yè)務(wù)；2W/4W E&M:遠動(dòng)數據、自動(dòng)化保護數據(模擬數據)；V.24:遠動(dòng)數據、自動(dòng)化保護數據(數字數據)；4W:安控保護。因此，提高管理維護水平以保障通信網(wǎng)運行是當前通信工作的重心。 首先，維護人員必須了解所維護的設備(含配套的儀表)，掌握光纖通信系統的工作原理、技術(shù)性能、各種告警功能和告警產(chǎn)生的原因等。 其次，應配備有必要的維護儀表。如可視光源、OTDR(光時(shí)域反射儀)及通用的儀表示波器、誤碼儀和萬(wàn)用表等。 參考文獻 ［1］ 許國良.現代光纖通信技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2005. ［2］胡弘莽.電力通信技術(shù)［M］.北京:中國水利水電出版社，2003. ［3］吳翼平.現代光纖通信技術(shù)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2004.