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【關(guān)鍵詞】光纖通訊技術(shù)特點(diǎn)前景

光纖通信技術(shù)的應(yīng)用是一次世界性的改革，它把人類帶上了信息的高速公路。光纖通信在信息傳遞方面起著主導(dǎo)作用，在將來(lái)的科學(xué)進(jìn)步中，光纖通信會(huì)起著舉足重輕的作用。

一、光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀

1.1普通光纖

普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展，光中繼距離和單一波長(zhǎng)信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化，表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒(méi)有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點(diǎn)不在同一區(qū)域。

1.2核心網(wǎng)光纜

我國(guó)已在干線（包括國(guó)家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線）上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國(guó)曾經(jīng)采用過(guò)，但今后不會(huì)再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量，它在我國(guó)的陸地光纜中沒(méi)有使用過(guò)。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經(jīng)使用過(guò)的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu)，目前已停止使用。

1.3接入網(wǎng)光纜

接入網(wǎng)中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網(wǎng)的容量，通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中，由于管道內(nèi)徑有限，在增加光纖芯數(shù)的同時(shí)增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用，目前在我國(guó)已有少量的使用。

1.4電力線路中的通信光纜

光纖是介電質(zhì)，光纜也可作成全介質(zhì)，完全無(wú)金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設(shè)的全介質(zhì)光纜有兩種結(jié)構(gòu)：即全介質(zhì)自承式（ADSS）結(jié)構(gòu)和用于架空地線上的纏繞式結(jié)構(gòu)。ADSS光纜因其可以單獨(dú)布放，適應(yīng)范圍廣，在當(dāng)前我國(guó)電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。ADSS光纜在國(guó)內(nèi)的近期需求量較大，是目前的一種熱門(mén)產(chǎn)品。

二、光纖技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)

2.1實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離傳輸

無(wú)中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)2000-5000Km的無(wú)中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo)，采用拉曼放大技術(shù)，可以更大地延長(zhǎng)光傳輸?shù)木嚯x。光纖標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)分促進(jìn)了光纖的準(zhǔn)確應(yīng)用。

2.2新型光纖在不斷出現(xiàn)

為了適應(yīng)市場(chǎng)的要求，光纖的技術(shù)指標(biāo)在不斷改進(jìn)，各種新型光纖在不斷涌現(xiàn)，同時(shí)各大公司正加緊開(kāi)發(fā)新的品種。第一、用于長(zhǎng)途通信的新型大容量長(zhǎng)距離光纖。第二、用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖。第三、用于局域網(wǎng)的新型多模光纖。第四、前途未卜的空心光纖。

三、光纖技術(shù)的發(fā)展前景

3.1新一代光纖

新一代光纖包括非零色散光纖（G.655）和全波光纖。

3.2超高速系統(tǒng)

傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用（TDM）方式進(jìn)行，而如今要滿足社會(huì)發(fā)展需要，光纖通信應(yīng)該按照光的時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行。

3.3超大容量WDM系統(tǒng)

如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)在一路光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用（WDM）的基本思路。

3.4全光網(wǎng)絡(luò)

WDM波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳輸技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。點(diǎn)到點(diǎn)之間的光纖傳輸容量的提高，為高速大容量寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的傳輸提供了有效途徑。

四、結(jié)束語(yǔ)

光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來(lái)信息社會(huì)中將起到重要作用。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，光纖通信也將成為未來(lái)通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)到來(lái)。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：光纖通訊；傳輸；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929.11

據(jù)調(diào)查，到2013年，全球網(wǎng)民數(shù)量將達(dá)到22億，其中亞洲網(wǎng)民數(shù)量將占到43%，而中國(guó)網(wǎng)民將占到全球的17%。不可否認(rèn)，互聯(lián)網(wǎng)是人類歷史上最重要的技術(shù)進(jìn)步之一。從若干年前的調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)上網(wǎng)，到寬帶入戶，到現(xiàn)在的光纖通訊技術(shù)，無(wú)一不是互聯(lián)網(wǎng)歷史的重大變革。而光纖通訊則成為目前乃至未來(lái)通訊發(fā)展的主流技術(shù)。

1 光纖通訊技術(shù)概述

光纖通訊（Fiber-optic communication）也稱為光纖通信，是指一種利用光與光纖（optical fiber）傳遞資訊的一種方式。屬于有線通信的一種。光纖通訊是用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)，其中光纖是由包層和內(nèi)芯組成，包層在外面保護(hù)著

內(nèi)芯。內(nèi)芯很細(xì)，其數(shù)量級(jí)一般為幾十微米或幾微米。聚集在一起的光纖形成光纜，作為信息技術(shù)的重要支柱和核心，光纖通信是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，需要各個(gè)組成部分相互推動(dòng)和發(fā)展。

光纖通訊技術(shù)在人類信息通訊史上是一次重大的改革。它是指把光波作為信息傳輸?shù)妮d波，以光纖作為信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)，將信息進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)發(fā)送的現(xiàn)代通信方式。整個(gè)光纖通信系統(tǒng)主要包括光纖、光源和光檢測(cè)器。光纖通訊技術(shù)最早起源于國(guó)外。從1977年的第一代多模光纖，傳輸速度為44.736Mb/s，距離僅幾米，到目前第五代的由DWDM技術(shù)組建的大容量、高速度、長(zhǎng)距離的能夠?qū)⒄Z(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等各種業(yè)務(wù)和接口融合的傳送平臺(tái)，共歷經(jīng)五代。

光纖通訊技術(shù)大大提高了傳統(tǒng)的通訊能力，是由它的特點(diǎn)決定的。首先，光纖傳輸帶寬較寬，單次傳輸信息量大；其次，由于光纖的原材料來(lái)自于物理性能和化學(xué)性能優(yōu)良的絕緣體石英，所以光纖傳輸不容易受到自然界雷電、太陽(yáng)黑子活動(dòng)、電離層變化以及人為的電磁干擾影響。光纖通訊的抗干擾能力極強(qiáng)，而且相對(duì)于電磁波傳播，它的保密性更強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象；最后，非常關(guān)鍵的是，與其他傳輸介質(zhì)相比，石英光纖的傳輸損耗是最低的，而且傳輸?shù)闹欣^距離長(zhǎng)。除此之外，光纖還具有重量小、直徑細(xì)、地下占用空間少、穩(wěn)定性好、易于鋪設(shè)、原材料資源豐富、成本低等多種優(yōu)點(diǎn)。所以光纖通訊技術(shù)在目前的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣，也越來(lái)越被人們認(rèn)可。

2 光纖通訊技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 目前主要的光纖通訊傳輸技術(shù)

目前使用最廣泛也是最重要的光纖通訊技術(shù)是光復(fù)用技術(shù)，主要包括波分復(fù)用技術(shù)（WDM）和光時(shí)分復(fù)用技術(shù)（OTDM）。WDM是利用單模光纖的使用損耗低的優(yōu)點(diǎn)，將其光纖設(shè)計(jì)為很多個(gè)單獨(dú)的，互不影響的通信道來(lái)傳送信息，這樣就獲得了較大的帶寬資源。OTDM技術(shù)則是以提高每根單信道的速度來(lái)達(dá)到超大傳輸容量目的的，其單信道最大速度可達(dá)到640Gbit/秒。

現(xiàn)代光纖通訊技術(shù)的另一個(gè)重要組成部分則是光纖接入技術(shù)。這種技術(shù)的產(chǎn)生源于廣大上網(wǎng)民眾對(duì)信息傳輸速度的要求的提升。主要由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接入兩部分組成，其中用戶接入部分起關(guān)鍵作用，也就是人們常說(shuō)的光纖到戶（FTTH）。這是最終端的環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)完成全光接入的重要任務(wù)。目前，接入網(wǎng)的用戶終端設(shè)備都是電氣設(shè)備，如電腦、電話、傳真機(jī)等，并在局端和用戶端之間，進(jìn)行光信號(hào)與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。光通信系統(tǒng)的組成主要有光源、光纖、光檢測(cè)器。發(fā)端的光源在電信號(hào)的作用下，發(fā)出與之對(duì)應(yīng)的光信號(hào)，完成電與光之間的轉(zhuǎn)換的任務(wù)。

2.2 光纖通訊技術(shù)中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決

光纖通訊技術(shù)中最常見(jiàn)的問(wèn)題就是傳輸過(guò)程中由于距離的不斷遞增而產(chǎn)生的信號(hào)耗損，這源于光纖自身的局限性。此外光纖制作過(guò)程中以及安裝過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一定的附加耗損，所以解決光纖傳輸?shù)暮膿p問(wèn)題是目前光纖通訊技術(shù)的關(guān)鍵領(lǐng)域。

附加損耗可以通過(guò)施工工藝的改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以可以由此提出可行的解決策略。附加損耗產(chǎn)生的原因很多，比如光纖生產(chǎn)過(guò)程中，由于工藝問(wèn)題，會(huì)產(chǎn)生不均勻分布的折射率和包層偏心，這直接影響使用時(shí)信號(hào)在此出現(xiàn)的散射損耗；如果光纖發(fā)生彎曲，射線傳輸模式也會(huì)改變，也會(huì)導(dǎo)致能量耗損；此外，若光纖的橫截面比較粗糙，則熔接之后，在接點(diǎn)處，就會(huì)產(chǎn)生不均勻的分布，一旦有信號(hào)經(jīng)過(guò)，就會(huì)有散射發(fā)生，進(jìn)而發(fā)生信號(hào)衰減的現(xiàn)象；同時(shí)，空氣中懸浮的塵埃也會(huì)在熔接點(diǎn)產(chǎn)生雜質(zhì)，甚至?xí)a(chǎn)生少量氣泡，會(huì)在該位置產(chǎn)生散射，造成能量的耗損。

根據(jù)耗損原因，可以采取相應(yīng)的改進(jìn)措施：如改善原始特征，在光纜開(kāi)盤(pán)檢驗(yàn)時(shí)，要采用先進(jìn)的OTDR儀，對(duì)每一根光纖逐個(gè)進(jìn)行測(cè)試，對(duì)光纖有無(wú)事件點(diǎn)和有無(wú)斷纖進(jìn)行判定；要減少光纖微彎，在固定和盤(pán)留光纖的接頭時(shí)，應(yīng)該規(guī)避發(fā)生硬彎，進(jìn)而避免產(chǎn)生微彎耗損；熔接手段應(yīng)該采用先進(jìn)和可靠的，采用優(yōu)良性能和狀態(tài)的焊接機(jī)對(duì)這種障礙性接續(xù)的損耗值可以降到最低；此外，還要保證光纖切面的清潔，要保證規(guī)范的操作環(huán)境，尤其是切割刀的光纖斷面要時(shí)刻保持清潔；最后就是要采用具有技術(shù)素質(zhì)的專業(yè)的操作人員。施工之前一定要有技術(shù)培訓(xùn)，考試合格后才能持證上崗。專業(yè)的技術(shù)人員能最大程度的降低接續(xù)耗損。只有光纖的相關(guān)損耗降到最低，才能使光纖的傳輸質(zhì)量大幅度提升。

3 光纖通訊技術(shù)的發(fā)展方向

光纖通訊技術(shù)在目前和未來(lái)都有良好的發(fā)展前景，主要可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 向超高速系統(tǒng)發(fā)展。目前，超高速光纖在一些發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較多，可以大規(guī)模實(shí)現(xiàn)的信號(hào)傳輸速度可以達(dá)到10Gbps。但當(dāng)傳輸速度達(dá)到10Gbps時(shí)，系統(tǒng)對(duì)于光纜極化模色散比較敏感，現(xiàn)有的光纖并不一定可以滿足傳輸要求。因此，超高速光纖技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵不僅僅是提高速度的問(wèn)題，還必須配合其它技術(shù)的應(yīng)

用。要想實(shí)現(xiàn)超高速，必須實(shí)現(xiàn)光的復(fù)用，目前使用最多的就是波分復(fù)用技術(shù)，即WDM。

3.2 光孤子通信技術(shù)。光孤子是一種特別的超短光脈沖，它能夠在沒(méi)有任何錯(cuò)誤碼時(shí)把信息傳送到萬(wàn)里之遠(yuǎn)。光孤子通信是新一代超大能力、超長(zhǎng)距離、超高速度的光纖通信系統(tǒng)，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有良好的發(fā)展前景。所以是目前光纖通訊傳輸技術(shù)的發(fā)展方向。

3.3 全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，它是指從源節(jié)點(diǎn)到終端用戶節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸與交換的整個(gè)過(guò)程沒(méi)有電的處理，數(shù)據(jù)僅以光的形式進(jìn)行編碼，均在光域內(nèi)進(jìn)行。目前傳統(tǒng)的光通訊網(wǎng)絡(luò)存在的節(jié)點(diǎn)較多，干線容量不夠大，節(jié)點(diǎn)處還是使用的電器零件，這些都導(dǎo)致最終的光纖通訊網(wǎng)的總?cè)萘侩y以提高。全光網(wǎng)就是實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)之間的全光化，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了利用光的形式來(lái)傳輸與交換信息以及根據(jù)光的波長(zhǎng)處理用戶信息。

隨著科技的不斷發(fā)展，光纖通訊技術(shù)勢(shì)必成為人類高科技追求的重點(diǎn)，更高的速度、更大的容量以及更長(zhǎng)的傳輸距離是光纖通訊技術(shù)發(fā)展的方向，也是研究的重點(diǎn)。光纖通訊技術(shù)將越來(lái)越多的影響人類的生活和信息的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]褚俊椋.淺談光纖通訊技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展前景[J].中國(guó)新通信，2013（3）.

[2]劉志剛.光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)探究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（2）.

[3]楊樹(shù)龍.我國(guó)現(xiàn)代光纖通訊技術(shù)的特點(diǎn)及其分類[J].科技傳播，2012（2）.

[4]褚俊椋.淺談光纖通訊技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展前景[J].中國(guó)新通信，2013（3）.

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關(guān)鍵詞：電力通訊 自動(dòng)化設(shè)備 工作模式

電力系統(tǒng)通訊自動(dòng)化的迅速發(fā)展使得電力通訊設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，通訊線路也越來(lái)越多，這就給通訊設(shè)備管理帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。本文就電力通訊自動(dòng)化設(shè)備及工作模式進(jìn)行探討。

1 電力通訊自動(dòng)化設(shè)備及工作模式

1．1 微波通訊設(shè)備

當(dāng)前，一場(chǎng)新的技術(shù)革命正在興起，微電子、計(jì)算機(jī)與通訊相結(jié)合的電子信息技術(shù)則是這場(chǎng)新技術(shù)革命的核心和先導(dǎo)，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正在從工業(yè)化階段進(jìn)入信息化階段，作為信息社會(huì)基礎(chǔ)之一的通信產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家的通信技術(shù)水平，經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。微波通訊具有造價(jià)低、工期短、見(jiàn)效快、占地面積小、易維護(hù)和不需人值守等特點(diǎn)，在通信行業(yè)中有特殊的地位。

目前，微波通信技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)如下。

(1)由模擬制向數(shù)字制方向發(fā)展。

(2)由小容量向大容量發(fā)展。

(3)通信頻率段由低頻段向高頻段發(fā)展。

(4)組網(wǎng)方式由人工網(wǎng)向自動(dòng)剛發(fā)展。

1．2 光纖通訊設(shè)備

基本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機(jī)組成。光纖通信的原理是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度(頻率)變化而變化，并通過(guò)光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。光纖通信系統(tǒng)基本構(gòu)成如下。

(1)光發(fā)信機(jī)。

光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電／光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成。其功能是將來(lái)自于電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機(jī)就是常規(guī)的電子通信設(shè)備。

(2)光收信機(jī)。

光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光／電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測(cè)器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后，再將這微弱的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。

(3)光纖或光纜。

光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖或光纜的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測(cè)器上去，完成傳送信息任務(wù)。

(4)中繼器。

中繼器由光檢測(cè)器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；另一個(gè)是對(duì)波形失真的詠沖近行政性。

(5)光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件。

由于光纖或光纜的長(zhǎng)度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長(zhǎng)度也是有限度的(如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問(wèn)題。于是，光纖間的連按、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對(duì)光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件的使用是必不可少的。

1．3 電力載波通訊設(shè)備

電力載波通訊設(shè)備是一種在高壓輸電線上傳輸話音及非話音信號(hào)的載波終端設(shè)備。電力線載波(PLC)是電力系統(tǒng)特有的、基本的通信方式，電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。由于使用堅(jiān)固可靠的電力線作為載波信號(hào)的傳輸媒介，因此具有信息傳輸穩(wěn)定可靠，路由合理、可同時(shí)復(fù)用遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)等特點(diǎn)，是唯一不需要線路投資的有線通信方式。

電力線載波通訊技術(shù)可以進(jìn)行模擬(語(yǔ)音信號(hào))或數(shù)字信息(如：家居控制信號(hào))雙工傳輸，可廣泛應(yīng)用于家居自動(dòng)化、小型辦公室、家庭辦公室通訊(互如聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)部信件、游戲、音頻(MP3)、視頻)等領(lǐng)域，具有普及效果、節(jié)省費(fèi)用、安裝方便、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。作為通訊技術(shù)的一個(gè)新興應(yīng)用領(lǐng)域，電力載波通訊技術(shù)以其誘人的前景及潛在的巨火市場(chǎng)而為全世界所關(guān)注，成為世界各大公司及研究單位爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)。國(guó)外許多著名公司和研究單位都在對(duì)此進(jìn)行研究，并開(kāi)發(fā)出相對(duì)應(yīng)的器件和產(chǎn)品，如：Intellon、Thomson、Atmel等等。而國(guó)內(nèi)的許多的企、 也緊隨國(guó)際步伐在利用電力線傳輸信息，特別是在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)方面已逐步形成應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。電力載波通訊設(shè)備主要有以下幾種。

(1)明線載波機(jī)。

采用明線作為傳輸媒介的載波機(jī)。傳輸線為線徑3mm的銅線。明線載波機(jī)復(fù)用頻率可達(dá)到500kHz，可傳輸40個(gè)話路。明線載波機(jī)通常采用雙帶二線制。

(2)對(duì)稱電纜載波機(jī)。

采用對(duì)稱電纜作為傳輸媒介的載波24 科技資訊SCIENCE ＆ TECHNOLOGY INFORMATION機(jī)。電纜為線徑0．9ram～1．2ram的高頻對(duì)稱電纜。對(duì)稱電纜載波機(jī)在通信容量、抗干擾和保密性等方面均優(yōu)于明線載波機(jī)。電纜載波機(jī)大部采用單帶四線制。

(3)同軸電纜載波機(jī)。

采用同軸電纜作為傳輸媒介的載波

機(jī)。鐵路通信使用的小同軸電纜，同軸管尺寸為1．2／4．4，即內(nèi)導(dǎo)體的直徑為1．2mm，外導(dǎo)體內(nèi)直徑4．4mm，物性阻抗為75Q，一股由60kHz開(kāi)始使用。小同軸電纜載波通信采用單帶四線制。鐵路通信使用的小同軸電纜載波機(jī)有300~U960路，其增音距離分別為8km；~D4km。

1．4 數(shù)字通信設(shè)備

數(shù)字通信設(shè)備包括一個(gè)帶有混頻器的接收器并且該混頻器和一個(gè)本機(jī)頻率產(chǎn)生裝置相聯(lián)接；一個(gè)聯(lián)接至接收器的解調(diào)器；一個(gè)和解調(diào)器聯(lián)接的微型控制器，用來(lái)提供一個(gè)頻率偏移值，而該頻率偏移值是一個(gè)代表本機(jī)頻率產(chǎn)生裝置的輸出頻率的頻率值和一個(gè)代表欲選頻率的頻率值的差值；一種根據(jù)頻率偏移值來(lái)調(diào)整本機(jī)頻率產(chǎn)生裝置的頻率的頻率調(diào)整裝置，其特征在于，微型控制器處理頻率偏移值，使得長(zhǎng)期頻率偏移和短期頻率偏移相分離，并且此頻率調(diào)整裝置還包括一個(gè)隨被分離出來(lái)的長(zhǎng)期頻率偏移而不斷更新的頻率調(diào)整參考值。

篇4

[關(guān)鍵詞] 礦井通訊； 光纖； 布線

0 引言

礦井通訊因具有一定的特殊性，要求必須有高質(zhì)量、安全可靠、堅(jiān)固耐用的通訊設(shè)備為基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國(guó)很多礦區(qū)仍舊使用銅芯電纜作為主要的通訊系統(tǒng)傳輸介質(zhì)。隨著煤礦開(kāi)采范圍的擴(kuò)大，銅芯電纜在傳輸質(zhì)量和傳輸速率上已不能滿足需求。光纖傳輸在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，尤其是針對(duì)井下惡劣環(huán)境，光纖傳輸具有抗噪能力強(qiáng)、不產(chǎn)生火花、傳輸速率高等特點(diǎn)，逐漸成為井下作業(yè)傳輸?shù)闹匾橘|(zhì)。

1 井下通訊光纜的布局

相對(duì)于同訊息量傳輸?shù)你~芯電纜來(lái)說(shuō)，光纖具有使用靈活方便、重量輕、體積小等特點(diǎn)。在傳輸過(guò)程中，玻璃纖維既不受外界電磁干擾，又不產(chǎn)生電磁輻射。井下專用通訊光纜可由銅絞合線、多股銅絲以及金屬拉線組合鎧甲涂敷在光纖外部，也可用絕緣材料涂敷。針對(duì)于礦井傳輸布局和結(jié)構(gòu)，可選用不同的涂敷方式。如圖1所示，為典型的井下通訊用光纜截面圖。按照需求，井下通訊光纜在布局鋪設(shè)過(guò)程中應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)問(wèn)題：

垂直敷設(shè)：作為光纜的玻璃纖維，在布設(shè)過(guò)程中由于自身重力影響，也導(dǎo)致纖維被拉伸，而傳輸過(guò)程中的光纖衰減特性和材質(zhì)的張力具有一定的聯(lián)系。因此，為了降低拉伸對(duì)信號(hào)衰減的影響，需在中心受拉線上絞合帶有包層的玻璃纖維芯線。要緊密結(jié)合光纜中的拉線和芯線，還可以通過(guò)選用不同的光纖材料和設(shè)計(jì)來(lái)降低張力對(duì)傳輸?shù)挠绊?。由于井下環(huán)境特殊，在設(shè)計(jì)光纜時(shí)還要考慮線材內(nèi)部防水充填料的問(wèn)題。在垂直敷設(shè)下，由于重力影響會(huì)導(dǎo)致光纜內(nèi)部壓力變化，造成防水充填材料的下移。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究可知，在光纜內(nèi)部充填防潮封閉鎧裝能有效的減緩充填材料下移情況，同時(shí)還能達(dá)到線材防水的目的，并提高了惡劣環(huán)境中光纜的使用壽命。

井下光纜耐用性：雖然光纜的保護(hù)涂層和包層剝落后，中間的玻璃纖維易碎斷，但可通過(guò)普通電纜的包層技術(shù)就能設(shè)計(jì)出性能極好、堅(jiān)固的光纜。使惡劣環(huán)境中的光纜具有一定的防水、阻燃、抗破碎以及加工處理性能。此外，在光纜在加設(shè)鎧裝層也能達(dá)到上述效果。

端頭和多芯線鉸接：可按照NEMA標(biāo)準(zhǔn)或普通電纜絞合套層技術(shù)對(duì)光纜芯進(jìn)行封裝，然后通過(guò)連接器、連接盒、機(jī)械連接或熔化連接法進(jìn)行端頭和光纜的連接。按照井下實(shí)際環(huán)境，在巷道事故多發(fā)區(qū)和井巷瓦斯富集區(qū)采用接線盒或機(jī)械連接法更合適，因?yàn)榻泳€盒為完全隔爆設(shè)計(jì)，不會(huì)產(chǎn)生電弧、火花，體積更小。

2 井下通訊網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)

2.1 整體布線

按照煤礦井下巷道及工作面走線，可確定為樹(shù)狀布線結(jié)構(gòu)。最理想的布線設(shè)計(jì)為在沒(méi)有電子增音機(jī)使用下，能夠保持采取和主水平巷道的即時(shí)通訊。利用井下光纖耦合器建立起礦井光纖通訊網(wǎng)絡(luò)，耦合器具有很多種，三端、四端到上百端的大型耦合器。不使用電子增音機(jī)即為無(wú)源通訊網(wǎng)絡(luò)，但該網(wǎng)絡(luò)受到連接點(diǎn)數(shù)和分接數(shù)量的限制，最大用戶數(shù)量不超過(guò)24個(gè)。針對(duì)井下實(shí)際布局和日后的擴(kuò)展需求，采用星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能有效的增大用戶數(shù)量，但容易產(chǎn)生光纜纏結(jié)。本文在分析上述問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了匯接式-星型網(wǎng)絡(luò)混合布局，提供了足夠數(shù)量接口的同時(shí)降低了主干線纜數(shù)量。如圖2所示。

2.2 井下光纖傳輸

目前，我國(guó)煤礦井下通訊傳輸信息可分為三種，數(shù)據(jù)、電視、語(yǔ)言。數(shù)據(jù)信息傳輸是以數(shù)字比特流為基本形式傳輸?shù)模軌蛱峁┚略O(shè)備控制數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)報(bào)警數(shù)據(jù)等信息的傳輸；電視傳輸是以數(shù)字化形式、頻率調(diào)制載波以及基帶模擬形式傳輸?shù)?。根?jù)井下實(shí)際電視傳輸特點(diǎn)，可采用多路電視通訊傳輸方式，將每個(gè)信道調(diào)制到FM-FDM頻率的載波上進(jìn)行單光纜傳輸；語(yǔ)音傳輸是以數(shù)字化信號(hào)和音頻頻率基帶模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)?。?duì)于煤礦井下惡劣環(huán)境來(lái)說(shuō)，數(shù)字化信號(hào)具有更好的抗干擾能力，可采用多路化數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳輸。

3 結(jié)論

綜上所述，煤礦井下通訊工程中光纖通訊傳輸具有以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)、電視、語(yǔ)言可同時(shí)傳輸，傳輸距離可達(dá)到幾十公里且信號(hào)基本無(wú)衰減；通訊數(shù)據(jù)容量大、頻帶寬，可滿足井下各類通訊需求；光纜重量輕、體積小，網(wǎng)絡(luò)布線具有一定的靈活性；以玻璃纖維作為傳輸介質(zhì)，不產(chǎn)生電火花，尤其適合瓦斯富集區(qū)的通訊布線；抗腐蝕、抗電磁干擾能力強(qiáng)，適合在井下長(zhǎng)期使用。

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篇5

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化；設(shè)計(jì)；通訊

中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1配電自動(dòng)化系統(tǒng)

對(duì)于配電自動(dòng)化，《配電系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中針對(duì)其給出了明確的定義:“利用現(xiàn)代電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將配電網(wǎng)在線數(shù)據(jù)和離線數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和地理圖形進(jìn)行信息集成，構(gòu)成完整的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)及其設(shè)備正常運(yùn)行及事故狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、用電和配電管理的現(xiàn)代化”。配電自動(dòng)化系統(tǒng)(DA)在縱向結(jié)構(gòu)分屬于配電管理系統(tǒng)(DMS)的子系統(tǒng)，橫向與變電站綜合自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化、電力MIS等緊密關(guān)聯(lián)。

1.1配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)控范圍和基本構(gòu)成

配電自動(dòng)化系統(tǒng)主要監(jiān)控設(shè)備是l0KV城網(wǎng)配電線路的電力元件，包括柱上開(kāi)關(guān)、變壓器等。隨著城網(wǎng)改造工作的開(kāi)展，也出現(xiàn)了越來(lái)越多的箱式變電站、電纜分支箱、小型開(kāi)閉站等組合式設(shè)備。配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)覆蓋所有配電設(shè)備，但應(yīng)考慮現(xiàn)有的調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已監(jiān)控一部分設(shè)備。為避免設(shè)備的重復(fù)投入，配電自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊并獲取相關(guān)信息，同時(shí)根據(jù)需要可向調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供配網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)。另外，出于大部分供電企業(yè)已經(jīng)建立了管理信息系統(tǒng)(MIS),配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)充分利用原有MIS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源和功能，將配電自動(dòng)化系統(tǒng)的信息以WEB形式到MIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)的MIS瀏覽。圖1為配電自動(dòng)化系統(tǒng)通訊構(gòu)成示意圖。

2配電自動(dòng)化系統(tǒng)通訊設(shè)計(jì)方案研究

根據(jù)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，通訊系統(tǒng)也分為3層結(jié)構(gòu):配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的通訊;配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)與變電站層站端系統(tǒng)的通訊;站端系統(tǒng)與配電終端設(shè)備的通訊。

2.1配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)與EMS和MIS的通訊

配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)(EMS)要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從EMS獲取變電站的數(shù)據(jù)信息，并可將配電自動(dòng)化系統(tǒng)的信息，按要求傳送給EMS ;同時(shí)，配電自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，可以在MIS上進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)瀏覽功能。出于配電管理系統(tǒng)(DMS) ,EMS ,MIS都建成了各自的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，供電企業(yè)的各個(gè)單位之間，基本上都實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)互通。在配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)中，設(shè)1臺(tái)網(wǎng)關(guān)機(jī)，由該計(jì)算機(jī)通過(guò)接入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的局域網(wǎng)，連接2個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。通訊協(xié)議為T(mén)CP/IP配電自動(dòng)化系統(tǒng)與MIS的連接，可采用WEB服務(wù)器的方式。在配電主站系統(tǒng)，設(shè)1臺(tái)WEB服務(wù)器，以網(wǎng)絡(luò)形式，連接MIS的局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)MIS對(duì)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)瀏覽。

2.2配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)與變電站站端系統(tǒng)的通訊

出于城市供電企業(yè)，大都建立了從調(diào)度中心到各變電站的基于光纖傳輸?shù)腟DH網(wǎng)絡(luò)，因此，充分利用SDH提供的豐富的傳輸通道，可以減少通訊的成本，提高資源和設(shè)備的利用率。配電主站系統(tǒng)與變電站站端設(shè)備的通訊，就可以利用SDH的空閑通道，實(shí)現(xiàn)主站系統(tǒng)與站端設(shè)備的通訊。在這個(gè)層次上，根據(jù)SDH資源利用的程度，若有較富裕的資源，可以選擇用(E1+以太網(wǎng))傳輸;在資源不太富裕的情況下，也可選擇低速率的64K數(shù)據(jù)通道，連接中心站和站端設(shè)備。

2.3變電站站端系統(tǒng)與配電終端設(shè)備的通訊

變電站站端系統(tǒng)到配電終端設(shè)備(RTU)的通訊，是配電自動(dòng)化通訊系統(tǒng)中關(guān)鍵的一個(gè)層次。其特點(diǎn)是，設(shè)備數(shù)量龐大，節(jié)點(diǎn)眾多，分布范圍廣，地理位置分散，路由復(fù)雜。該層的通訊網(wǎng)絡(luò)，基本是一個(gè)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。要結(jié)合具體的情況，采取以光纖通訊為主，輔助以一定的有線通訊方案，達(dá)到既通訊可靠，又經(jīng)濟(jì)可行的目的。該層的自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備以下特點(diǎn):網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠;具備主備通道，雙通道可自行切換;環(huán)路的節(jié)點(diǎn)數(shù)量要有限制，各環(huán)上的負(fù)載流量均衡;路徑盡量短，光纜破口少，施工工作量小。

(1)光纜路由的規(guī)劃。在進(jìn)行光纜路徑規(guī)劃中，應(yīng)結(jié)合幾個(gè)方面因素進(jìn)行整體考慮。

①根據(jù)不同城網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)，合理的規(guī)劃光纜的路由，盡量將主干線路的重要節(jié)點(diǎn)規(guī)劃到光纜路徑中，同時(shí)減少不必要的迂回和重肴。

②通訊子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)成以2個(gè)變電站為首尾的雙纖鏈狀，使其具備自愈保護(hù)，提高可靠性;也可設(shè)計(jì)成環(huán)狀，形成雙纖自愈環(huán)，在現(xiàn)場(chǎng)較為復(fù)雜的情況下，也可選擇相切環(huán)或相交環(huán)，充分利用設(shè)備的功能和特性。

③合理分配子網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，提高光環(huán)子網(wǎng)的穩(wěn)定性，平衡數(shù)據(jù)流量。

④合理地配置有線或其它方式的輔助通道。不可能把所有配電終端設(shè)備都直接接入光纖通訊子網(wǎng)中，必須合理地配置有線電纜或電力載波等其它通訊方式，并通過(guò)一定的接口方式和協(xié)議轉(zhuǎn)換，接入光纖通訊子網(wǎng)中。

⑤在站端通訊前置機(jī)功能的設(shè)計(jì)上，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)通訊子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與電網(wǎng)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)與組織，使傳輸透明化。

(2)通訊協(xié)議的選擇。出于配電中心對(duì)配電網(wǎng)重要時(shí)間的實(shí)時(shí)性響應(yīng)，有相當(dāng)高的要求。因此，除了要規(guī)劃合理的通訊子網(wǎng)結(jié)構(gòu)外，在通訊協(xié)議的選擇和站端對(duì)終端設(shè)備的巡測(cè)方式的設(shè)計(jì)上，同樣也得合理地選擇。站端系統(tǒng)與終端的通訊協(xié)議，要求具備重要事件優(yōu)先檢出，并優(yōu)先傳送，站端對(duì)重要數(shù)據(jù)也具備優(yōu)先處理原則，才可以保持配電自動(dòng)化系統(tǒng)整體的實(shí)時(shí)性。

(3)終端數(shù)據(jù)傳輸方式。配電終端傳統(tǒng)的通信傳輸方式大都采用串行異步傳輸。一般配電終端數(shù)據(jù)流量不大，串行異步傳輸仍能滿足通訊在速率上的要求，所以通訊子網(wǎng)的光傳輸通訊設(shè)備(稱為光調(diào)制解調(diào)器)一般具有2M以下的傳輸速率，提供一個(gè)或多個(gè)異步串行通訊接口，串口采用3線透明傳輸。也可根據(jù)需要增加流量控制等信號(hào)，符合EIA232/EIA422規(guī)范。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型的終端設(shè)備大都具有符合IEC 802.3以太網(wǎng)接口，采用TCP/IP協(xié)議，具備了實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)通訊的能力。傳輸設(shè)備則可采用具有l(wèi) OBASE-T規(guī)范接口的以太網(wǎng)光調(diào)制解調(diào)器。

(4)通訊可靠性問(wèn)題。由配電自動(dòng)化系統(tǒng)的固有特點(diǎn)，導(dǎo)致通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，其通信可靠性問(wèn)題尤為關(guān)注。配電網(wǎng)終端(通信光節(jié)點(diǎn))間的距離較短，一般在1-3千米范圍內(nèi)，每個(gè)光接點(diǎn)對(duì)應(yīng)一光纜破口，而光纜破口多，由此引起的傳輸衰耗增大;通信設(shè)備大部分在室外運(yùn)行，對(duì)設(shè)備環(huán)境參數(shù)的要求高;通訊設(shè)備的電源由配電設(shè)備提供，而配電設(shè)備的電源通過(guò)TV取自配電線路，受到電網(wǎng)運(yùn)行工況的直接影響，在線路停電后，其后備電源的能力有限;光纜配線盒大都安裝在戶外，經(jīng)受溫度、污染、粉塵等環(huán)境因素的考驗(yàn)。采用光纖通訊，雖然大大提高了介質(zhì)的通信傳輸能力，但在實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)實(shí)際情況須進(jìn)行必要的可靠性設(shè)計(jì)。

3 常見(jiàn)智能配電網(wǎng)通信方式技術(shù)分析

經(jīng)過(guò)技術(shù)分析和比較，適用于配電通信網(wǎng)的通信技術(shù)主要有EPON、無(wú)線公網(wǎng)GPRS、無(wú)線專網(wǎng)（McWill和LTE）等。

3.1 EPON技術(shù)

EPON是基于以太網(wǎng)技術(shù)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。由系統(tǒng)側(cè)的光線路終端OLT、光分配網(wǎng)絡(luò)ODN和用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU三個(gè)部分組成。EPON為數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻監(jiān)控等提供寬帶IP傳輸通道。在ONU側(cè)UNI接口支持FE、E1接口，還可支持RS232/RS485等串行接口。EPON系統(tǒng)可以靈活地組成樹(shù)型、總線型以及“手拉手”型拓?fù)?，其靈活的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，高速的帶寬、低時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)非常適合配電通信網(wǎng)使用。

（1）EPON樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可用于小區(qū)樓宇接入，每棟樓宇中的用戶都匯聚到一個(gè)分光器中，各個(gè)樓宇再通過(guò)總的分光器匯接至OLT。這種方式不太適合配電網(wǎng)。

（2）結(jié)合一次配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用EPON設(shè)備組建總線型網(wǎng)絡(luò)。其基本形式如圖2所示。這類ODN設(shè)計(jì)時(shí)，前幾級(jí)分路器一般采用不均勻分光器(如95：5或90：10)，并將主要光功率留給主干光路。

圖2EPON總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

（3）針對(duì)配電網(wǎng)“手拉手”結(jié)構(gòu)模式，其結(jié)構(gòu)模型如圖3所示?！笆掷帧苯Y(jié)構(gòu)與配電線路結(jié)構(gòu)類似，能實(shí)現(xiàn)全光保護(hù)倒換。EPON全光纖保護(hù)倒換結(jié)構(gòu)能對(duì)OLT設(shè)備的失效進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)ONU上行選擇工作OLT，當(dāng)工作OLT失效時(shí)，ONU倒換到備用OLT。

圖3EPON“手拉手”型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

3.3 無(wú)線公網(wǎng)GPRS技術(shù)

GPRS 是通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)，它是在 GSM 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入SGSN（GPRS 業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)）、GGSN（GPRS 網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)）和 PCU（分組控制單元）而構(gòu)成的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它使用分組交換技術(shù)，能兼容 GSM 并在網(wǎng)絡(luò)上更加有效地傳輸高速數(shù)據(jù)和信令。

GPRS網(wǎng)絡(luò)作為無(wú)線公網(wǎng)中發(fā)展最成熟，信號(hào)覆蓋最廣泛的網(wǎng)絡(luò)，在電力通信專網(wǎng)未覆蓋的區(qū)域，為電力生產(chǎn)、管理信息的傳輸提供了通信通道。目前鎮(zhèn)江電網(wǎng)應(yīng)用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了近500臺(tái)配電變壓器的綜合數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。采用GPRS方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，適應(yīng)性較強(qiáng)，工程實(shí)施簡(jiǎn)單便捷，無(wú)需敷設(shè)單獨(dú)通訊線路，減少了施工的難度和費(fèi)用。但是，此方式通過(guò)運(yùn)營(yíng)商提供的公網(wǎng)通信方式，安全性較低，在使用時(shí)需要對(duì)安全防護(hù)進(jìn)行加固。

4結(jié)語(yǔ)

在配電自動(dòng)化通訊系統(tǒng)中，以光纖通訊的自愈環(huán)方式為主，輔以有線、無(wú)線等其它方式，很可能是未來(lái)幾年內(nèi)配電自動(dòng)化中通訊組網(wǎng)技術(shù)的主流。出于配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)新的課題，本文初步探討了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中通訊系統(tǒng)的一些應(yīng)用方案與技術(shù)，總結(jié)了將光纖傳輸應(yīng)用在配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的一些體會(huì)，與從事電力系統(tǒng)自動(dòng)化和通訊的同仁進(jìn)行交流探討。

參考文獻(xiàn):

[1] 郭寧輝.秦立軍.配電自動(dòng)化系統(tǒng)載波通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J]科技與企業(yè).2013.07.

篇6

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代技術(shù)；光纖通信傳輸技術(shù)；發(fā)展方向

前言

信息時(shí)代下最具有競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)是互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷深入，市場(chǎng)中不斷涌現(xiàn)出大量的各種功能性的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，而基于此不可或缺的便是通信技術(shù)，通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品使用的連接樞紐?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的發(fā)展，而通訊技術(shù)顯然是直觀重要的一個(gè)項(xiàng)目，而其中應(yīng)用最為廣泛的就是光纖通信傳輸技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊的必然手段。

光纖是一種傳輸介質(zhì)，是信息技術(shù)發(fā)展下的產(chǎn)物，已經(jīng)出現(xiàn)便成為通信技術(shù)應(yīng)用的首要選擇，主要是基于其自身的優(yōu)勢(shì)，例如，傳輸速度快、傳輸安全性高等。本文中所要講述的便是基于光纖傳輸介質(zhì)，出現(xiàn)的光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r。

一、光線通信傳輸技術(shù)的概述

1.1光纖通信傳輸技術(shù)概念

光纖通信傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，是以光波為主要信息承載，以光纖為主要傳輸介質(zhì)，進(jìn)行的信息傳遞過(guò)程。光纖通訊系統(tǒng)的構(gòu)成主要有光源、光纖、光檢測(cè)器。光纖通訊傳輸技術(shù)的核心構(gòu)成是光纖，光纖通信傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，通常是將目標(biāo)信息輸入到發(fā)送端，在基于信息處理手段將信息承載到載波中，載波成為信息的載體，最后經(jīng)由傳輸介質(zhì)將信息進(jìn)行調(diào)制解調(diào)，發(fā)送至接收端，在有接收端進(jìn)行信息的解調(diào)，完成整個(gè)傳輸過(guò)程。其中使用到的主要硬件是光纖，主要技術(shù)是載波與調(diào)制解調(diào)技術(shù)。

1.2光纖通信傳輸技術(shù)優(yōu)勢(shì)

光纖通信傳輸技術(shù)與其他通信技術(shù)之間最大的區(qū)別是使用的傳輸介質(zhì)，基于光纖通信傳輸技術(shù)采用的是光纖介質(zhì)，所以此傳輸技術(shù)具備光纖介質(zhì)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。光纖是經(jīng)由硅石玻璃材料所制，與傳統(tǒng)中使用到的銅芯介質(zhì)成本付出上有所降低；同時(shí)光纖的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是傳輸?shù)膸捿^大，所以光纖通信傳輸技術(shù)的傳輸頻帶較寬，信息承載量較大；另外光纖介質(zhì)極大的延長(zhǎng)了信息傳輸長(zhǎng)度，以及傳輸?shù)陌踩?，在一定程度上提升了光纖通信傳輸結(jié)束的價(jià)值；光纖由于其自身的使用材質(zhì)，使其不易被腐蝕，所以可靠性有所提升，而石英的使用也使其抗干擾性有所提升。

二、光纖通信傳輸主要技術(shù)

2.1光波分復(fù)用技術(shù)

光纖通信傳輸技術(shù)的一項(xiàng)核心技術(shù)是廣波分復(fù)用技術(shù)，也是使用范疇最為廣泛的一項(xiàng)光纖通信技術(shù)。廣波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是基于多束激光的途徑，在一條光纖上對(duì)不同的波長(zhǎng)的廣波進(jìn)行同時(shí)傳輸。單模的光纖介質(zhì)在使用的過(guò)程中損耗較低，而此技術(shù)便是有效的利用到這一優(yōu)勢(shì)，將光纖設(shè)計(jì)出多種獨(dú)立的彼此互補(bǔ)干擾的通信道，在基于這些信道實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，作為信號(hào)載波的廣波，之間存在不同的波長(zhǎng)，通過(guò)波分復(fù)用器將這些信號(hào)光載波與發(fā)送端進(jìn)行信息處理，同時(shí)傳輸?shù)酵还饫w內(nèi)進(jìn)行信息傳輸，在使用波分復(fù)用器在接受端將其分開(kāi)。

2.2光纖接入技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的逐漸穩(wěn)固，多數(shù)的接入端的設(shè)備多為電氣設(shè)備，例如，計(jì)算機(jī)設(shè)備、傳真機(jī)等，需要在局端與用戶接入端進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，所以光纖接入技術(shù)就成為必須的技術(shù)，光纖接入技術(shù)的光纖通信結(jié)束包含了光源、光纖、光檢測(cè)器，其中光源是發(fā)送端所必備的，在進(jìn)行電信號(hào)作用下轉(zhuǎn)化為相對(duì)應(yīng)的光信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電信號(hào)與光信號(hào)之間的調(diào)節(jié)，是現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的主要技術(shù)。

三、光纖通信傳輸技術(shù)的使用范疇

3.1無(wú)線回傳網(wǎng)絡(luò)的使用

無(wú)線回傳網(wǎng)絡(luò)所指的是鏈接在基站與基站控制器之間的信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)，其職能是實(shí)現(xiàn)基站與無(wú)線核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信任務(wù)。傳統(tǒng)的無(wú)線通信中，語(yǔ)音業(yè)務(wù)屬于無(wú)線回傳網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)，運(yùn)行速率穩(wěn)定，對(duì)貸款的需求較小?，F(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)是基于傳統(tǒng)通信技術(shù)的創(chuàng)新，也就是現(xiàn)代多數(shù)人所使用的3G與4G業(yè)務(wù)。

現(xiàn)代無(wú)線通信業(yè)務(wù)對(duì)于數(shù)據(jù)帶寬與傳播速度以及安全質(zhì)量都加深了要求，而光纖通信傳播技術(shù)能夠有效的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代無(wú)心通信業(yè)務(wù)的需求?，F(xiàn)代無(wú)線回傳業(yè)務(wù)使用光纖接入技術(shù)能夠有效的提升傳播速率以及傳播帶寬，滿足現(xiàn)代無(wú)線業(yè)務(wù)對(duì)速度與大容量的需求。

3.2電力系統(tǒng)的使用

光纖通信技術(shù)逐漸向高速傳輸方向發(fā)展。信息的大容量傳輸所基于的理論是將不同波長(zhǎng)的信號(hào)放在同一組光纖上進(jìn)行傳輸，與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率的傳輸效果，如此方式能夠極大的提升光纖傳輸?shù)某休d能力?，F(xiàn)階段，光纖傳輸系統(tǒng)已經(jīng)被使用在電力系統(tǒng)之中，但部分電力系統(tǒng)由于其自身的特殊性，對(duì)于光纖的色散較為敏感，所以此技術(shù)不能夠全面的使用在整個(gè)電力系統(tǒng)中，需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)其可行性。

光纖傳輸技術(shù)使用在電力系統(tǒng)中，能夠提升電力系統(tǒng)的信號(hào)傳輸效率與智聯(lián)，同時(shí)在實(shí)現(xiàn)大容量傳輸?shù)倪^(guò)程中，也實(shí)現(xiàn)了成本的控制。

四、光纖通信傳輸技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1波分復(fù)用技術(shù)方面

光纖通信傳輸技術(shù)的需求不斷增加，致使波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展也被賦予了一定的防線，需要其向大容量與高速方向發(fā)展，并要求其能夠?qū)崿F(xiàn)更長(zhǎng)距離的運(yùn)行。現(xiàn)階段光纖通信技術(shù)的發(fā)展下，通過(guò)光復(fù)用使用所實(shí)現(xiàn)的傳輸容量仍受到一定程度的限制，按照其需求市場(chǎng)的發(fā)展速度而言，顯然是不足以應(yīng)對(duì)的，所以在未來(lái)的發(fā)展中，需要在容量上予以提升。就現(xiàn)代所研制的波分復(fù)用技術(shù)看來(lái)，其具有更大的開(kāi)發(fā)空間，所以在未來(lái)的發(fā)展中，需要相關(guān)參與研究者，將主要開(kāi)發(fā)方向至于技術(shù)發(fā)展方向。

4.2光交換技術(shù)

交換技術(shù)與光纖通信技術(shù)的結(jié)合，形成了一種全新的技術(shù)被稱之為光交換技術(shù)。在傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，是經(jīng)由金屬線路進(jìn)行電子信號(hào)的傳播，再經(jīng)由交換機(jī)等設(shè)備進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換，完成信息的傳播過(guò)程。采用光纖通信技術(shù)的現(xiàn)代信息傳播，主要是通過(guò)光信號(hào)傳播信息，光信號(hào)信息傳播的過(guò)程中直接進(jìn)行信息的傳播，不需要進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)變。光信號(hào)傳播方式將是未來(lái)光纖技術(shù)中光交換技術(shù)的主要發(fā)展方向，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)尚不成熟，仍需要依托于其他方式進(jìn)行光信號(hào)的交換，實(shí)現(xiàn)過(guò)程不具備科學(xué)性，因此為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化，光交換技術(shù)具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。

五、結(jié)論

光纖通信傳輸技術(shù)在不斷的開(kāi)發(fā)與發(fā)展下，安全可靠程度逐漸提升，同時(shí)利用過(guò)程也逐漸簡(jiǎn)化，因此被應(yīng)用的范圍也更加廣泛，現(xiàn)階段而言，學(xué)習(xí)環(huán)境中、工作環(huán)境中、生活環(huán)境中、科研事業(yè)中都離不了光纖通信傳輸技術(shù)的使用。

光纖通信技術(shù)作為信息技術(shù)的主要組成部分的地位存在，是信息化時(shí)代下不可獲缺的一項(xiàng)通信技術(shù)，尤其研究?jī)r(jià)值所在。文中通過(guò)對(duì)光纖通信傳輸技術(shù)概念的分析、特點(diǎn)分析、實(shí)現(xiàn)途徑分析、應(yīng)用范疇分析，詳細(xì)闡述了光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展意義，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展方向，進(jìn)行了合理化的分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]董璽，李章軍.基于現(xiàn)代技術(shù)角度下對(duì)光纖通訊傳輸技術(shù)的研究[J].黑龍江科技信息，2014，12：121.

篇7

【關(guān)鍵詞】固定中繼站；全網(wǎng)通訊；特高壓輸電線路

引言

我國(guó)煤炭和水電資源大部分集中在中西部地區(qū)，而電力能源能耗量最大的區(qū)域卻集中在東部及沿海地區(qū)。為了滿足不同地區(qū)持續(xù)快速增長(zhǎng)的用電需求，電網(wǎng)建設(shè)成為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，其高壓輸電線路又是未來(lái)國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)。特高壓輸電線路走廊帶位于通常在人煙稀少地區(qū)，輸送電力的路線距離較長(zhǎng)，橫跨不同區(qū)域，因此給電力通訊的建設(shè)帶來(lái)的新的難題。受到輸電線路傳輸距離長(zhǎng)，技術(shù)特點(diǎn)以及其他等方面的限制，傳統(tǒng)的解決高壓和超高壓線路電力通訊長(zhǎng)距離問(wèn)題的技術(shù)，例如光放大器、信號(hào)編碼、拉曼及遙泵等技術(shù)，卻無(wú)法應(yīng)用于特高壓輸電線路電力通訊超長(zhǎng)距離傳輸。解決特高壓輸電線路全網(wǎng)通訊超長(zhǎng)距離傳輸?shù)膯?wèn)題，需要引入中繼站的技術(shù)。本文在電力通信存影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上引入用固定中繼站，探索超距離輸電線路電力通訊的方案。

1.全網(wǎng)通訊概述及影響因素分析

電力通訊是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的重要手段。因此電力通訊對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能調(diào)度及管理的現(xiàn)代化有著重要意義。目前電力通訊主要采用光通訊，光纜和電力輸電線路在一個(gè)輸電線桿進(jìn)行架設(shè)。

影響電力通訊傳輸?shù)囊蛩刂饕泄饫w衰耗、色散，具體分析如下：

（1）光纖衰耗。主要指在傳輸過(guò)程中光的損耗。在光纖傳輸中光信號(hào)一般為模擬信號(hào)，或者是數(shù)字脈沖，無(wú)論哪種線號(hào)，在光纖中傳輸中，都會(huì)減小信號(hào)幅度。光纖衰耗是影響光信號(hào)長(zhǎng)距離輸送的主要因素。產(chǎn)生光纖衰耗的原因主要有散射衰減和吸收衰減。衰減系數(shù)是對(duì)光纖衰耗的測(cè)定系數(shù)，也是衡量光纖品質(zhì)的重要因素。常用的G652.G655光纖的衰減系數(shù)一般為0.23dB/km和0.25dB/km，隨著技術(shù)水平的提升，光纖衰減技術(shù)以及可以做到0.21dB/km以內(nèi)[1]。

（2）色散。主要指由于光信號(hào)中不同波長(zhǎng)的成分不同群速度導(dǎo)致的光脈沖擴(kuò)展的情況。

在電力通訊傳輸過(guò)程中，由于存在光纖衰耗和色散現(xiàn)象，因此直接利用光纜進(jìn)行通訊的傳輸距離都比較短。實(shí)現(xiàn)電力通訊長(zhǎng)距離傳輸，主要是利用光放大技術(shù)（光纖放大器直接對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大的技術(shù)）和色散補(bǔ)償技術(shù)（色散補(bǔ)償光纖、光纖布拉格光柵色散補(bǔ)償方案）。通過(guò)以上技術(shù)手段的應(yīng)用，可以使得電力通訊傳輸距離到達(dá)300km以上。但是對(duì)于輸電線路距離在1000km以上的特高壓電網(wǎng)中卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)電力全網(wǎng)通訊，因此需要引入固定中繼站技術(shù)。

2.固定中繼站概述及構(gòu)成組成

中繼站是在輸電線路附近設(shè)置的，通過(guò)接收信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生及放大處理后，發(fā)送給下一個(gè)中繼站，通過(guò)這種方式來(lái)確保信號(hào)的傳輸質(zhì)量的轉(zhuǎn)運(yùn)站。因此通過(guò)中繼站的方式可以電力通訊信號(hào)傳到幾千公里之外，最終實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)通訊。因此中繼站是解決特高壓電網(wǎng)電力通訊超遠(yuǎn)距離輸送問(wèn)題的有效措施。目前中繼站主要分為標(biāo)準(zhǔn)通訊中繼站及固定中繼站。標(biāo)準(zhǔn)通訊中繼站建設(shè)前期需要征用土地，辦理相關(guān)手續(xù)較為繁瑣，同時(shí)建設(shè)完成之后需要專人進(jìn)行值守等問(wèn)題，因而成本較大。固定中繼站一般安置于輸電線路鐵塔上，因此不需要占用土地，建設(shè)完成之后不需要專人進(jìn)行值守，應(yīng)用成本較低。固定中繼站具有體積小，按照不同需求進(jìn)行配置，后期維護(hù)較為方便。傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)通訊中繼站與固定中繼站在電網(wǎng)通訊中應(yīng)用對(duì)比圖如下所示[2]。

海底通訊光纜長(zhǎng)達(dá)可以達(dá)到上萬(wàn)公里，因此電力通訊傳輸可以借鑒其通訊原理，將中繼站作為電纜線路整體的一部分進(jìn)行安裝布置。固定中繼站核心是中繼器模塊，根據(jù)不同的傳輸距離可以進(jìn)行靈活配置。中繼器模塊的核心是光信號(hào)放大模塊和色散補(bǔ)償模塊。與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)通訊中繼站共享變電站電源不同，固定中繼站需要額外進(jìn)行電源的配置設(shè)計(jì)，因此需要電源配置模塊和網(wǎng)管等輔助模塊。固定中繼站模型構(gòu)成如下如所示[1]：

電源模塊：主要提供中繼器設(shè)備供電，基礎(chǔ)供電電源電壓為48V，通過(guò)電壓轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為中繼器使用電壓電源等級(jí)。電源問(wèn)題是固定中繼站需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。特高壓輸電網(wǎng)走廊的偏僻性，因此固定中繼站的布置一般在人跡罕至地區(qū)，因此供電可靠性非常電。因此電源設(shè)計(jì)成農(nóng)電與太陽(yáng)能供電相結(jié)合的供電系統(tǒng)。當(dāng)太陽(yáng)日照豐富時(shí)，以太陽(yáng)能供電系統(tǒng)作為中繼器電源的來(lái)源，同時(shí)對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電；日落之后或者天氣不好時(shí)，采用農(nóng)電進(jìn)行電源的供應(yīng)及對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電；當(dāng)農(nóng)電線路發(fā)生故障并且沒(méi)有日照的情況下，利用蓄電池對(duì)于對(duì)中繼器進(jìn)行供電。電源模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)如下圖所示：

光信號(hào)放大模塊：光放大模塊的采用級(jí)聯(lián)模式對(duì)于光纖衰減的光信號(hào)進(jìn)行再生及放大處理，從而使光信號(hào)達(dá)到超遠(yuǎn)距離傳輸目的。除了對(duì)光信號(hào)進(jìn)行增益放大，光放大模塊不可不可避免的也會(huì)對(duì)光信號(hào)發(fā)出時(shí)的發(fā)射噪聲進(jìn)行增益放大，由于發(fā)射噪聲在傳輸?shù)倪^(guò)程中不會(huì)發(fā)生損耗，會(huì)隨著光信號(hào)的在光纖的傳輸中逐漸積累，因此對(duì)于發(fā)生噪聲的增益放大會(huì)使光信號(hào)的信噪比的數(shù)值逐步變差，影響光信號(hào)的傳輸質(zhì)量。因此利用光放大模塊級(jí)聯(lián)進(jìn)行光信傳輸時(shí)候，應(yīng)該對(duì)于單跨距離進(jìn)行選擇。目前電網(wǎng)的傳輸速率通常為2.5GB/s，單波10GB的系統(tǒng)可以滿足電力通訊的擴(kuò)容需求[3]。

W管模塊：網(wǎng)管模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)中繼器設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控及檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)固定中繼站遠(yuǎn)程管理，節(jié)約成本。中繼器的網(wǎng)管信息的傳遞與檢測(cè)主要是通過(guò)專用波分系統(tǒng)光纖信道進(jìn)行的。

3.固定中繼站在電力通訊中應(yīng)用

固定中繼站在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)拓創(chuàng)新，借鑒海底電纜通訊理論，利用多級(jí)級(jí)聯(lián)模式解決全網(wǎng)通訊中超長(zhǎng)距離傳輸光信號(hào)受限的問(wèn)題，為電力通訊超長(zhǎng)距離通訊提供了很好的解決方案。固定中繼站在全網(wǎng)通訊上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

（1）固定中繼站使電力通訊傳輸距離不再受限制。在高壓等輸電線路距離在300km以內(nèi)的電力通訊的長(zhǎng)距離傳輸可以利用光放大器等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于特高壓等輸電線路距離在1000km以上的電力通訊傳輸距離存在限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)通訊。在全網(wǎng)通訊中應(yīng)用固定中繼站，解決了電力傳輸距離與直流輸電線路長(zhǎng)度不配套的問(wèn)題。

（2）有效降低電力通訊光纜影響其他輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)。隨著電網(wǎng)布置的密集，建設(shè)在電力傳輸路線附近的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中繼站，在接線處可能會(huì)對(duì)

其他直流輸電線和其它低電壓線路產(chǎn)生干繞。固定中繼站布置在電塔里，可以避免對(duì)其他輸電線路產(chǎn)生影響，使電力通訊傳輸更加安全可靠。

（3）節(jié)約成本，效率更加高效。傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)中繼站需要占用土地，征地拆遷手續(xù)復(fù)雜，耽誤中繼站建設(shè)的工期，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)中繼站在日常運(yùn)行中需要專人進(jìn)行值守，增加了人力成本的支出。固定中繼站不需要進(jìn)行征地，不需要專人進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)減少了通訊設(shè)備的配置，因此使投資成本大大降低。

4.結(jié)語(yǔ)

國(guó)家電網(wǎng)公司在2008年的《關(guān)于轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式、加快電網(wǎng)建設(shè)的意見(jiàn)》中指出：“十二五”，“十三五”將會(huì)全面建設(shè)特高壓電網(wǎng)，形成以華東、華北、華中三地位核心，輻射各大電網(wǎng)，煤電基地等的堅(jiān)強(qiáng)骨架，因此特高壓輸電線路正迎來(lái)建設(shè)的密集期。固定中繼站具有傳輸距離不受限制、體積小、質(zhì)量輕、消耗資源少，配置及安裝靈活的優(yōu)勢(shì)，將固定中繼站應(yīng)用于特高壓輸電線路的全網(wǎng)通訊中，可以解決電力通訊的傳輸中的一系列問(wèn)題。同時(shí)在固定中繼站中引入太陽(yáng)能蓄電池技術(shù)，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召，為以后探索中繼站清潔能源的利用提供了可貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張延童.電力線路塔上光中繼站相關(guān)技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2012.

篇8

1　引言

隨著電力工業(yè)迅速發(fā)展，中國(guó)正在進(jìn)行“網(wǎng)廠分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”的改革，以便開(kāi)放電力市場(chǎng)，引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，降低發(fā)電成本，合理利用資源，并最終使用戶獲利。而電力市場(chǎng)不斷完善后，將允許用戶參與電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，生產(chǎn)調(diào)度與市場(chǎng)交易一體化，調(diào)度的作用和地位進(jìn)一步提高。這就要求變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人/少人值守，裁員增效。

根據(jù)我們的了解，目前國(guó)內(nèi)只有廣東、江蘇等發(fā)達(dá)省份的部分變電站實(shí)現(xiàn)了“四遙”(遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào))和無(wú)人值班(其實(shí)是無(wú)人值班，有人值守模式)，調(diào)度值班人員在遠(yuǎn)方控制中心即可能對(duì)變電站的各類電氣參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，對(duì)斷路器與電動(dòng)刀閘進(jìn)行控制。遺憾的是，四遙不涉及變電站環(huán)境(如防盜、防火、防爆、防漬、防水汽泄漏等)的監(jiān)控內(nèi)容，人們對(duì)這種“無(wú)人值班”心存疑慮。

隨著多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的不斷成熟，數(shù)字視頻技術(shù)的日臻完善，現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬不斷向上突破，為視頻監(jiān)控技術(shù)的研制提供了必需的基礎(chǔ)。因此，遠(yuǎn)程圖像控制與信息管理即遙視系統(tǒng)的研究課題，列入了議事日程。

2　設(shè)計(jì)思想

變電站遙視系統(tǒng)主要是把變電站現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視圖像、聲音、報(bào)警信號(hào)和各種設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，采用先進(jìn)的圖像編解碼壓縮技術(shù)和傳輸技術(shù)，集設(shè)備監(jiān)控、圖像采集、閉路監(jiān)視、圖像監(jiān)視預(yù)報(bào)聯(lián)動(dòng)和視頻圖像等功能于一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。研制該系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮用戶的具體要求和當(dāng)?shù)氐木唧w情況，建立在高起點(diǎn)的技術(shù)之上，按無(wú)人值班方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

首先，系統(tǒng)應(yīng)能滿足無(wú)人值班變電站的要求，具有高度的可靠性和工作的連續(xù)性，可以24h連續(xù)監(jiān)控?cái)?shù)十個(gè)變電站。

其次，系統(tǒng)應(yīng)具有多畫(huà)面視窗，1～16個(gè)畫(huà)面任意分割方式；圖像清晰，畫(huà)面流暢，徹底杜絕馬賽克、圖像邊沿鋸齒及拖動(dòng)現(xiàn)象；在保證高品質(zhì)畫(huà)面的同時(shí)，降低傳輸碼流，實(shí)現(xiàn)了真正的海量存儲(chǔ)。

再者，系統(tǒng)應(yīng)提供透明通道，滿足多種高、低速通信通道。

3　系統(tǒng)組成

遙視系統(tǒng)的基本配置如圖所示。

遙視系統(tǒng)由多個(gè)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)和一個(gè)監(jiān)控中心組成，在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)控中心之間有PCM 2M通訊線路連接。在每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)均有若干攝像機(jī)。攝像機(jī)的鏡頭、云臺(tái)可控，并可加若干傳感器、警燈、警號(hào)等外圍設(shè)備。在監(jiān)控中心可以任意監(jiān)視各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，并收集各現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警信息。監(jiān)控中心由中心機(jī)房?jī)?nèi)部的多媒體監(jiān)控主機(jī)和機(jī)房以外的網(wǎng)絡(luò)分控計(jì)算機(jī)組成。

系統(tǒng)可以隨時(shí)方便、即時(shí)地檢索、回收記錄存貯的圖像，如可按時(shí)間、地點(diǎn)(鏡頭)或圖像文件進(jìn)行檢索和回放?；胤艌D像穩(wěn)定、清晰，可反復(fù)讀寫(xiě)，不存在傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中所存在的錄像帶的信號(hào)衰減和磨損問(wèn)題。

3.1　系統(tǒng)配置

3.1.1　廠站端

包括攝像機(jī)單元、控制解碼器、視頻矩陣、報(bào)警控制設(shè)備、麥克風(fēng)和音箱、編解碼器等，在有人值守的遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)可以設(shè)置多媒體控制計(jì)算機(jī)，也可以設(shè)置控制鍵盤(pán)，這些控制設(shè)備可以控制該現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)切換，鏡頭、云臺(tái)動(dòng)作，并且可以處理報(bào)警信息。對(duì)于無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)可以不放置計(jì)算機(jī)，建議放置控制鍵盤(pán)。廠站端在系統(tǒng)中的作用是采集現(xiàn)場(chǎng)的各種視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息，并通過(guò)編解碼器進(jìn)行處理，將模擬信號(hào)數(shù)字化并壓縮編碼，以便于在可利用的數(shù)字通訊線路上進(jìn)行傳輸。同時(shí)廠站端還具有把主站端傳輸過(guò)來(lái)的控制命令解碼后控制鏡頭、云臺(tái)等可控裝置。

3.1.2　通信層

可用光纖、微波、DDN、ISDN、通信衛(wèi)星、有線基帶調(diào)制解調(diào)器、無(wú)線擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)器等，線路接口可以是G.703，V.35，RS449等。

3.1.3　主站端

包括編解碼器、視頻矩陣、音頻矩陣、麥克風(fēng)、音箱，多媒體電腦、監(jiān)視器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器及監(jiān)控軟件等。主站端的作用是將通訊線路采集的數(shù)字信號(hào)通過(guò)編解碼器解碼轉(zhuǎn)化后的模擬信號(hào)經(jīng)視頻矩陣進(jìn)入多媒體電腦、監(jiān)視器和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，用于監(jiān)視各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，并收集現(xiàn)場(chǎng)的報(bào)警信息，同時(shí)供網(wǎng)絡(luò)層傳輸圖形等信號(hào)。

3.1.4　網(wǎng)絡(luò)層

即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng))由局長(zhǎng)分控計(jì)算機(jī)、變電站分控計(jì)算機(jī)等各級(jí)網(wǎng)絡(luò)分控計(jì)算機(jī)組成。其作用是將網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上的遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)在局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，以供局長(zhǎng)分控計(jì)算機(jī)等各級(jí)網(wǎng)絡(luò)分控計(jì)算機(jī)共享資源。

3.2　系統(tǒng)三大領(lǐng)域

3.2.1　視頻技術(shù)

在許多遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題是如何遠(yuǎn)距離傳輸監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的模擬視頻信號(hào)。使用同軸電纜傳輸模擬視頻信號(hào)，在距離上會(huì)受到限制，超過(guò)幾百米便需要放大中繼，因此，常規(guī)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)只適合在一座建筑物內(nèi)或一定區(qū)域范圍內(nèi)使用。此外，常規(guī)系統(tǒng)在一路同軸電纜上只能傳輸單一視頻信號(hào)，傳輸控制信號(hào)和話音需要單獨(dú)敷設(shè)電纜。遠(yuǎn)距離傳輸視頻的可行方法是將模擬視頻信號(hào)數(shù)字化并壓縮編碼，在可利用的數(shù)字通訊線路上傳輸。視頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮，視頻圖像的信息量是巨大的。例如，1幅640×480中分辨度的彩色圖像(24bit/像素)，其數(shù)據(jù)量為0.92MB，如果以每秒30幀的速度播放，則視頻信號(hào)的數(shù)碼率高達(dá)27.6Mbps。顯然，視頻壓縮技術(shù)數(shù)字化是壓縮技術(shù)的關(guān)鍵。目前，適用于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)有H.261，MPEG—1。H.261標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)稱p×64，由國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)的一個(gè)專家組在1990年12月制定，MPEG—1則在1992年成為標(biāo)準(zhǔn)。兩者的核心技術(shù)都是離散余弦變換及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償算法，它的主要思想是通過(guò)減少每幀圖像間時(shí)間上和空間上的冗余性和相關(guān)性信息來(lái)減少數(shù)據(jù)量。H.261適合在64～384kbps的低帶寬下傳輸實(shí)時(shí)視頻圖像，但圖像質(zhì)量不理想；MPEG—1在800kbps～2Mbps的傳輸速率下圖像清晰度能達(dá)到較好的圖像效果。用戶可根據(jù)不同的場(chǎng)合和需求選用不同的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。由于視頻數(shù)據(jù)流巨大，采用的壓縮方法和格式將對(duì)視頻服務(wù)器的性能產(chǎn)生重大影響。在選擇硬件平臺(tái)時(shí)，還應(yīng)慎重考慮：系統(tǒng)帶寬、吞吐能力、通道數(shù)、在線存儲(chǔ)能力、編解碼器及碼率、聯(lián)網(wǎng)能力等。

3.2.2　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)或廣域網(wǎng))上傳輸圖像數(shù)據(jù)，基本上不受距離限制，信號(hào)不易受干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性；且數(shù)字視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)傳輸，網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用，無(wú)須重復(fù)布線；另外，數(shù)字化存儲(chǔ)成為可能，經(jīng)過(guò)壓縮的視頻數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在磁盤(pán)陣列中或保存在光盤(pán)中，查詢十分簡(jiǎn)便快捷。

3.2.3　通信技術(shù)

數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信有以下特點(diǎn)：

1實(shí)時(shí)性　視頻數(shù)據(jù)

屬于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，必須實(shí)時(shí)處理，例如：實(shí)時(shí)壓縮、解壓、傳輸、同步。

2分布性　現(xiàn)場(chǎng)圖像采集和發(fā)送主機(jī)與圖像接收顯示主機(jī)位于不同地點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)連接。

3同步性　盡管視頻信息具有分布性，但在用戶終端顯示時(shí)必須保持同步，另外，聲音與視頻也必須保持同步。

目前，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是一種即成事實(shí)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為可在各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中運(yùn)行，也必須采用TCP/IP協(xié)議。然而，TCP/IP協(xié)議用于可靠傳輸，作為結(jié)果，如果你在Internet上向另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，你可以確信它將準(zhǔn)確無(wú)誤地到達(dá)目的地，但你決不可能得到數(shù)據(jù)將在特定時(shí)間內(nèi)到達(dá)的保證。事實(shí)上，數(shù)據(jù)包在到達(dá)目的地前延時(shí)數(shù)小時(shí)或數(shù)天，在理論上都是站得住腳的。作為視頻傳輸這樣的特例，對(duì)時(shí)間卻十分敏感，因此必須確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步性。國(guó)際通信聯(lián)合會(huì)(ITU)和國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETE)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP來(lái)解決傳輸實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)的難題。RTP一般運(yùn)行在不可靠性協(xié)議層上如UDP(事實(shí)上經(jīng)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)UDP包的可靠性在99％以上)。每個(gè)經(jīng)過(guò)RTP傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中有時(shí)間信息和一個(gè)相關(guān)的序列號(hào)，這個(gè)信息使應(yīng)用程序混合音頻和視頻信息相對(duì)容易。由于應(yīng)用程序可以很容易地決定當(dāng)視頻幀需要略過(guò)時(shí)將跳到的正確數(shù)據(jù)包號(hào)，因此同每個(gè)包相關(guān)的時(shí)間信息可以平滑同步過(guò)程。

在監(jiān)控領(lǐng)域中，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化是一種趨勢(shì)，可廣泛應(yīng)用在電信、電力、交通、銀行、水利、智能大廈等領(lǐng)域。在電信局無(wú)人值守機(jī)房、電力無(wú)人值守變電站、水文站、銀行營(yíng)業(yè)所等場(chǎng)所，通常具有以下特點(diǎn)：有重大經(jīng)濟(jì)價(jià)值，安全防范要求高，在地理位置上分布較廣或位置較偏僻。利用數(shù)字視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)可在本系統(tǒng)內(nèi)建立監(jiān)控調(diào)度中心，對(duì)遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)的圖像聲音及其他敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以便對(duì)敏感事件進(jìn)行快速反應(yīng)。具體實(shí)現(xiàn)的方式是：利用各種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)如DDN、ISDN、E1、xDSL，把經(jīng)過(guò)數(shù)字化壓縮、編碼的視頻、音頻、報(bào)警感應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，中心的計(jì)算機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮、解編碼，同時(shí)回放視頻、音頻，對(duì)報(bào)警事件進(jìn)行告警處理。

4　系統(tǒng)通訊方案

通訊傳輸部分是整個(gè)遠(yuǎn)程遙視系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其作用如同人的脊髓一樣，負(fù)責(zé)各種信號(hào)和指令的上傳下達(dá)。

遙視系統(tǒng)可以借助數(shù)字光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星、無(wú)線擴(kuò)頻、ISDN、DDN等多種通訊媒介，將圖像、聲音、數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼并通過(guò)2Mbps E1數(shù)據(jù)信號(hào)從幾十公里以外的遠(yuǎn)端傳送到中心控制室，同時(shí)將控制室的音頻和控制信號(hào)傳回基站。

這里主要簡(jiǎn)要敘述幾種主要的通訊方案。

4.1　同軸電纜方案

在遙視系統(tǒng)中，同軸電纜是傳輸視頻圖像最常用的媒介。

這種方式可采用75Ω的純銅芯電纜。用同軸電纜方式傳輸時(shí)，由于衰減大，用它組成的傳輸網(wǎng)最長(zhǎng)只能傳輸10km左右。

同軸電纜可靠、速率快、投資少，但架設(shè)方式麻煩、距離短，同時(shí)存在不平衡電源線負(fù)載等因素會(huì)導(dǎo)致各點(diǎn)之間存在地電位差，需接入被動(dòng)式接地隔離變壓器進(jìn)行補(bǔ)償。

4.2　光纖通訊方案

光纖是能使光以最小的衰減從一端傳到另一端的透明玻璃或塑料纖維，它的最大特性是抗電子噪聲干擾，通訊距離遠(yuǎn)。

光纖有多模光纖和單模光纖之分。單模光纖只有單一的傳播路徑，一般用于長(zhǎng)距離傳輸；多模光纖有多種傳播路徑，多模光纖的帶寬為50～500MHz/km，單模光纖的帶寬為2000MHz/km。光纖波長(zhǎng)有850nm、1310nm和1550nm等。850nm波長(zhǎng)區(qū)為多模光纖通信方式；1550nm波長(zhǎng)區(qū)為單模光纖通信方式；1310nm波長(zhǎng)區(qū)有多模光纖和單模兩種。

目前，單模光纖在波長(zhǎng)1.31um或1.55um時(shí)，光速的低損耗窗口每公里衰減可做到0.2～0.4dB以下，是同軸電纜每公里損耗的1％，因此光纖通訊方式可實(shí)現(xiàn)20km無(wú)中斷傳輸。

用光纜作干線傳輸系統(tǒng)容量大、能雙向傳輸、保密性好、安全可靠性高。光端機(jī)技術(shù)越來(lái)越成熟，成本費(fèi)用也大幅度下降。

光纖通訊的造價(jià)稍高，施工技術(shù)難度大。

4.3　無(wú)線通訊方案

傳統(tǒng)的無(wú)線通訊系統(tǒng)包括以下幾種：

(1)調(diào)幅(AM)廣播。

(2)調(diào)頻(FM)廣播。

(3)無(wú)線尋呼網(wǎng)。

(4)甚高頻通訊。

(5)特高頻通訊。

(6)微波通信。

(7)衛(wèi)星通訊。

電力系統(tǒng)中，微波通信是一種較常用的無(wú)線通訊方式。這種方式覆蓋面廣，頻帶很寬，不需要傳輸線，而且可以構(gòu)成雙向通訊系統(tǒng)。

目前已使用的頻段為300MHz～3000GHz，通訊容量大，僅一個(gè)波道便可傳送數(shù)以百計(jì)路以上的電話，多波道運(yùn)行時(shí)可傳送的容量則更可觀。微波通信傳送的信息，幾乎不受電力系統(tǒng)本身干擾的影響，故傳輸?shù)馁|(zhì)量較高。同時(shí)，微波通信還具有同時(shí)傳送電話、電報(bào)、圖像、數(shù)據(jù)等多種形式的功能，在電力系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

微波通信方式的傳輸量大，質(zhì)量高，配置靈活，可以省去建設(shè)有線傳輸線的費(fèi)用，并且具有很快的傳輸速率，缺點(diǎn)是微波通信一般是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊方式，對(duì)于為數(shù)眾多的測(cè)控單元，每個(gè)點(diǎn)都要建設(shè)一對(duì)微波通信設(shè)備。

4.4　電話線通訊方案

電話線通訊方案也是一種長(zhǎng)距離傳輸視頻的途徑。但由于電話線路帶寬限制和視頻圖像數(shù)據(jù)量大的矛盾，傳輸?shù)浇K端的圖像都不連續(xù)，而且分辨率越高，幀與幀之間的間隔就越長(zhǎng)；反之，如果想取得相對(duì)連續(xù)的圖像，就必然以犧牲清晰度為代價(jià)。

5　展望

變電站遙視系統(tǒng)解決了變電站現(xiàn)場(chǎng)的可視化及環(huán)境監(jiān)控問(wèn)題，是對(duì)“四遙”功能的有益補(bǔ)充，為實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班，無(wú)人值守”提供了可靠的保證。

篇9

關(guān)鍵詞：集控站；2M數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；建設(shè)；通道

1 引言

改造原有變電站為無(wú)人值班變電站，建立集控站，實(shí)現(xiàn)各變電站數(shù)據(jù)安全可靠上傳，在變電站實(shí)行無(wú)人值班， 是現(xiàn)代化電網(wǎng)運(yùn)行管理發(fā)展和追求的目標(biāo)。無(wú)人值班變電站的迅猛發(fā)展將會(huì)使集控站成為電網(wǎng)運(yùn)行管理系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的組成部分。而集控站通訊通道的穩(wěn)定性與可靠性、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，將是實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的關(guān)鍵。鶴崗電業(yè)局集控站為國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司設(shè)備，系統(tǒng)采用雙服務(wù)器、雙網(wǎng)自動(dòng)切換方式，這種老式的模擬通道對(duì)在集控站的投入運(yùn)行中，存在的問(wèn)題和弊端不斷暴露出來(lái)：

（1）通道是集控站和變電站之間的神經(jīng)和紐帶。如果通道出現(xiàn)故障，子站將失查失控，電網(wǎng)的安全運(yùn)行將受到極大威脅。 我局目前各變電站通過(guò)單模擬通道接入集控站，該雙網(wǎng)切換只是在集控站系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)路故障時(shí)進(jìn)行，沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)雙通道自動(dòng)切換的方式。通道中斷將使變電站失去監(jiān)視和控制。

（2）隨著無(wú)人值班變電站技術(shù)的發(fā)展，集控站系統(tǒng)不斷完善。集控站與無(wú)人值班子站之間的通道要求高度可靠、抗干擾性強(qiáng)、通訊速率高、有雙通道冗余機(jī)制。變電站經(jīng)由通道將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到集控站，集控站經(jīng)由通道下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令。集控站系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集區(qū)別于調(diào)度系統(tǒng)，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)非常詳細(xì)，數(shù)據(jù)量相當(dāng)大。而增大的數(shù)據(jù)量帶來(lái)的問(wèn)題是對(duì)通訊帶寬的需求，原有的通過(guò)MODEM的電力專線的數(shù)據(jù)傳輸速度漸漸不能滿足要求，

2 采用2M數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道

2.1 2M數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道優(yōu)點(diǎn)

利用SDH設(shè)備2M通道組建數(shù)據(jù)通道經(jīng)轉(zhuǎn)換與以太網(wǎng)接入，在我國(guó)已經(jīng)是成熟的技術(shù)。電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有完善的SDH光纖網(wǎng)，可提供大量高可靠性的E1電路。在這種情況下， 采用傳統(tǒng)PCM設(shè)備來(lái)組網(wǎng)，利用PCM設(shè)備的E1接口提供為集控站系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)通道服務(wù)。光纖網(wǎng)絡(luò)通訊具有傳輸速率快、傳輸容量大、抗干擾性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，正符合集控站可靠性對(duì)通訊通道的要求。正常運(yùn)行時(shí)，集控站與各變電站的通訊以光纖網(wǎng)絡(luò)通道為主、模擬通道為輔，實(shí)現(xiàn)的雙通訊網(wǎng)絡(luò)模式，能夠可靠保證集控站在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)其自身系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全采集、傳輸和處理。集控站與各變電站內(nèi)都采用以太網(wǎng)，以其高度靈活、相對(duì)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，成為當(dāng)今最重要的一種局域網(wǎng)建網(wǎng)技術(shù)。

2.2 2M數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道總體結(jié)構(gòu)

鶴崗電業(yè)局鶴崗電業(yè)局集控站安裝在（鹿林山一次變）與各綜合自動(dòng)化變電站間均具有光纖通訊通道，利用光纖通道組建2M數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道，在集控站和變電站之間實(shí)現(xiàn)2M通道和模擬通道相互獨(dú)立、互為備用。鶴崗電業(yè)局利用SDH設(shè)備2M的E1通道組建2M數(shù)據(jù)通道時(shí)，考慮通信網(wǎng)絡(luò)改造方案有2種，如圖1和圖2所示。

2.3 兩種方案的比較分析

方案一：集控站與各變電站之間利用通訊E1通道，兩側(cè)加裝路由器將E1轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)，經(jīng)電力防火墻、交換機(jī)，接入兩側(cè)系統(tǒng)。

各綜自變電站側(cè)：在各110kV變電站增加一面網(wǎng)路通訊屏，對(duì)于220kV變電站在變電站改造時(shí)已經(jīng)組建了調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)通道，直接利用其資源，E1通過(guò)路由器轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)經(jīng)電力防火墻接入交換機(jī)，各變電站考慮到調(diào)度自動(dòng)化及變電站可視、五防等系統(tǒng)的接入也要經(jīng)E1接入集控站或調(diào)度系統(tǒng)，本期設(shè)備預(yù)留一路非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸通道。該2M數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通道還為調(diào)度遠(yuǎn)動(dòng)信息傳輸、可視圖傳系統(tǒng)、安全防火防盜系統(tǒng)、微機(jī)五防系統(tǒng)預(yù)留了接口。

集控站側(cè)：集控站機(jī)房設(shè)在鹿林山一次變主控樓內(nèi)。該機(jī)房到鹿變的通訊機(jī)房電纜路徑在400米左右。那么采用2M通訊通道的通訊方式距離太長(zhǎng)，需要將2M 通訊設(shè)備安裝在集控站機(jī)房：1）增加網(wǎng)絡(luò)通訊屏，屏內(nèi)安裝路由器、防火墻及交換機(jī)。

2）新增SDH柜，及DDF配線架。

金山和南崗巡維中心：各加裝兩臺(tái)調(diào)度員工作站，與集控站間通訊利用綜自站的網(wǎng)絡(luò)通訊屏通訊設(shè)備接入巡維監(jiān)控機(jī)。

方案一有利于通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)，提高通信資源的利用率。其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性高，對(duì)將來(lái)變電站其他業(yè)務(wù)接通提供方便通道，但其造價(jià)較高，達(dá)到近千萬(wàn)，資金籌集困難，而且現(xiàn)有的220kV變電站的調(diào)度自動(dòng)化數(shù)據(jù)網(wǎng)，調(diào)度中心不建議使用，更增加了資金難度。因此沒(méi)有采用方案一。

方案二：集控站與各變電站之間利用通訊E1通道，兩側(cè)直接加裝E1轉(zhuǎn)換器接入兩側(cè)系統(tǒng)。

各綜自變電站側(cè)：在各變電站側(cè)直接訂購(gòu)單板E1轉(zhuǎn)換器，安裝在原遠(yuǎn)動(dòng)通訊屏后。

集控站側(cè)：集控站機(jī)房設(shè)在鹿林山一次變主控樓內(nèi)。該機(jī)房到鹿變的通訊機(jī)房電纜路徑在400米左右。那么采用2M通訊通道的通訊方式距離太長(zhǎng)，需要將增加的2M 通訊屏、DDF配線架安裝在通訊機(jī)房，通訊屏內(nèi)將E1轉(zhuǎn)換器組箱，并增加2臺(tái)帶光換機(jī)，通過(guò)光纜與集控站現(xiàn)有交換機(jī)相連。

金山和南崗巡維中心與集控站間通訊利用光纜備用芯，采用光收發(fā)器經(jīng)到交換機(jī)接入巡維監(jiān)控機(jī)。

方案二網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)更方便，故障處理更快捷，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，投資節(jié)省。能保證集控站2M數(shù)據(jù)的可靠傳輸，并且在各變電站的綜合自動(dòng)化改造中，已經(jīng)訂購(gòu)了配套2M轉(zhuǎn)換器，所以各變電站側(cè)利用原有設(shè)備，只在集控站側(cè)增加2M轉(zhuǎn)換接口板及光交換機(jī)即可建立2M通訊網(wǎng)路。

3、結(jié)束語(yǔ)

改造后通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)，數(shù)據(jù)傳送可靠，將能夠完全滿足集控中心對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的要求，集控站能隨時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和電力系統(tǒng)運(yùn)行工況，為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到重要保障。

參考文獻(xiàn)

篇10

【關(guān)鍵詞】電力通訊；通訊問(wèn)題；防范；措施

1 電力通訊網(wǎng)絡(luò)概述

電力通訊網(wǎng)絡(luò)是由變電所和發(fā)電廠連結(jié)各電力部門(mén)的傳輸系統(tǒng)與交換系統(tǒng)構(gòu)成的。電力通信對(duì)不同的業(yè)務(wù)制訂相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，所以將電力通信的特點(diǎn)和要求把握好是搭建與配置合理通訊網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段，電力通信網(wǎng)絡(luò)主要完成與電力調(diào)度相關(guān)的實(shí)時(shí)或者非實(shí)時(shí)的控制業(yè)務(wù)。我國(guó)的電力通信網(wǎng)絡(luò)采取的主要是光纖的通信方式，由于變電站改造為無(wú)人值守的工作狀態(tài)，對(duì)通信質(zhì)量有了更高的要求，合理的搭建光纜網(wǎng)絡(luò)，合理配置相關(guān)設(shè)備，能夠提升通信電路的運(yùn)行利用效率，因此，優(yōu)化電力通訊網(wǎng)絡(luò)，對(duì)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益至關(guān)重要。

2 電力通訊網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)的可靠性問(wèn)題

現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒(méi)有較高的可靠性、資源的共享能力也比較落后，在網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題上，站點(diǎn)和中心系統(tǒng)一定要具備非常高的可靠性。因?yàn)橐坏┲行南到y(tǒng)遭到損壞，那么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)癱瘓的狀況，一旦樞紐點(diǎn)故障失效，那么整條線路就會(huì)中斷通信。在經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的系統(tǒng)運(yùn)行以后，目前大部分的通信設(shè)備都已經(jīng)進(jìn)入到了維護(hù)期與老化期，這就使網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定受到了直接影響。隨著傳輸設(shè)備集成度的逐漸升高，單板功能和容量也隨之增強(qiáng)，假如一塊單板出現(xiàn)了故障，就會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)發(fā)生嚴(yán)重的故障。

2.2 光纜的安全性問(wèn)題

光纜的安全性問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵問(wèn)題。部分光纜因?yàn)槎啻问艿杰囕v的掛扯，很多地方都熔接了電纜，線路信號(hào)出現(xiàn)了較大的衰減。光纖的微小彎曲、拉伸和擠壓也會(huì)對(duì)線路造成損耗。一些地區(qū)光纜的外護(hù)套層被嚴(yán)重腐蝕，光纜的外表層收縮變硬，連尺碼都分辨不清，填充油凝固成膏狀，在用縱向開(kāi)剝器對(duì)外護(hù)套進(jìn)行開(kāi)剝的時(shí)候出現(xiàn)了開(kāi)打滑以及外皮脫落的老化現(xiàn)象。以上這些問(wèn)題會(huì)影響到整個(gè)的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，威脅光纜的安全。

2.3 傳輸質(zhì)量問(wèn)題

每個(gè)變電站的通信線路用的485通信線大部分都是采用的5類網(wǎng)線或者超5類網(wǎng)線，一般的網(wǎng)絡(luò)線用作通信線會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，例如：普通的網(wǎng)線不存在屏蔽層，難以對(duì)共模干擾進(jìn)行有效防止；網(wǎng)線的線徑太細(xì)，傳輸?shù)木嚯x受到局限，可以掛接的設(shè)備減少；網(wǎng)絡(luò)線是單股銅線，與多芯線相比更容易發(fā)生斷裂；485收發(fā)器只有在共模電壓為-7-12V之間的時(shí)候才可以進(jìn)行正常的工作，一旦超出規(guī)定范圍就會(huì)對(duì)通訊產(chǎn)生影響，較為嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)對(duì)通訊的接口造成損壞。站內(nèi)的通信線為了美觀，與電源線并行，它們之間卻又沒(méi)有相應(yīng)的屏蔽保護(hù)，這樣會(huì)導(dǎo)致通信的傳輸受到影響。

3 通訊故障的處理與防范

對(duì)電力通信的故障處理，可以對(duì)不同故障的原因分類進(jìn)行處理。根據(jù)監(jiān)控的告警信息不同，相應(yīng)的采取不同的處理方法，一般來(lái)說(shuō)可以用排除法，遵循先外部后內(nèi)部的原則。對(duì)于因系統(tǒng)內(nèi)部某一故障所造成的通信出錯(cuò)，首先可以根據(jù)報(bào)警的信息來(lái)確定是哪個(gè)測(cè)控裝置的故障造成的，其次，檢查這個(gè)故障的測(cè)控裝置通訊線是不是脫落，是不是接線牢靠，如果是因?yàn)橥ㄓ嵕€的脫落造成通訊故障，可以在帶電的情況下重新接好通訊線；如果通訊線接觸良好，那么大概是因?yàn)檠b置的內(nèi)部電路板出現(xiàn)了故障，可以通過(guò)對(duì)裝置通訊板進(jìn)行更換來(lái)排除故障。

在處理系統(tǒng)報(bào)的“通信網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)”故障時(shí)，過(guò)程較為繁瑣。如果只是對(duì)后臺(tái)的監(jiān)控爆出通信網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)故障，這時(shí)的后臺(tái)監(jiān)控畫(huà)面就不會(huì)再更新，但是通信管理機(jī)沒(méi)有發(fā)出告警信息，那么可能是因?yàn)橥ㄐ殴芾頇C(jī)連接后臺(tái)監(jiān)控機(jī)的部分發(fā)生了故障，也可能是連接通信串口和通訊線遭到損壞，要對(duì)其進(jìn)行查找。假如故障仍沒(méi)有被排除，那可能是因?yàn)橥ㄐ殴芾頇C(jī)的硬件出現(xiàn)故障導(dǎo)致的，這時(shí)候可以通過(guò)更換通信管理機(jī)的電源板進(jìn)行故障確認(rèn)。

4 電力通訊網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施

為解決多數(shù)地區(qū)出現(xiàn)的有關(guān)電力通訊網(wǎng)絡(luò)所出現(xiàn)的困境，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)是否值得信賴、光纜是否絕對(duì)安全、傳輸是否有品質(zhì)保證等方面所呈現(xiàn)出的問(wèn)題，可以適當(dāng)實(shí)施以下措施：

4.1 加強(qiáng)光纜線路設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)工作

在光纖的使用過(guò)程中導(dǎo)致的傳輸損耗一般分為接續(xù)損耗與非接續(xù)損耗這兩種類型。所以在對(duì)工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)的時(shí)候要做好以下幾個(gè)方面：

首先，要選用一樣特性的優(yōu)質(zhì)光纖，一個(gè)線路中最好采用一個(gè)批次的裸纖，以便保障光纖特性的匹配，將模場(chǎng)直徑損耗光纖熔接的程度降到最低，減少接頭的數(shù)量。

其次，光纜的連接人員要按照光纖的熔接工藝流程來(lái)接續(xù)，嚴(yán)格將接頭的損耗控制在最小范圍，在熔接的過(guò)程中要時(shí)刻對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)于不符合標(biāo)準(zhǔn)的要進(jìn)行重新熔接。

第三，由于機(jī)房?jī)?nèi)的尾纖與光纖之間跳線綁扎，導(dǎo)致交叉纏繞的狀況發(fā)生導(dǎo)致?lián)p耗的產(chǎn)生。應(yīng)該避免光纖的彎折，可以使用支架將纜盤(pán)托起進(jìn)行光纜的布放，避免光纜承受扭力。在光纜的拐彎處可能會(huì)對(duì)光纜有所損傷的地方務(wù)必小心，采取一定的保護(hù)措施。

4.2 優(yōu)化SDH光纖網(wǎng)

隨著SDH光纖網(wǎng)的不斷增大，自愈環(huán)上的節(jié)點(diǎn)也不斷增多，一旦環(huán)上有兩處或者兩者以上的故障，就會(huì)使通信被中斷，環(huán)路越長(zhǎng)，故障的影響范圍也就越大。規(guī)模大但是結(jié)構(gòu)較為單一的網(wǎng)絡(luò)會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性。所以要結(jié)合實(shí)際建立多個(gè)小型的自愈環(huán)。把大自愈環(huán)分拆成多個(gè)聯(lián)通的小自愈環(huán)，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性能。但是，一定要注意跨環(huán)的業(yè)務(wù)在傳輸?shù)臅r(shí)候也會(huì)受到影響，當(dāng)無(wú)法滿足繼電保護(hù)等業(yè)務(wù)要求的時(shí)候，要根據(jù)要求采用合適節(jié)點(diǎn)，組環(huán)開(kāi)通2M的電路通道路由。

4.3 優(yōu)化485通訊線的通訊問(wèn)題

首先，通信線要采用國(guó)際通行的屏蔽雙絞線，這樣對(duì)減少2根485通信線間的分布電容有著積極的意義，同時(shí)也可以消除來(lái)自通訊線周圍的共模干擾。

其次，485通訊線的屏蔽層要作為地線應(yīng)用，要連接網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備并且將一點(diǎn)與大地進(jìn)行可靠連接。

第三，通信線要盡可能的遠(yuǎn)離高壓電線，不與電源線并行和捆扎。保證總線是一條單一并且連續(xù)的通道，提高通訊網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定與安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著變電站的綜合性要求不斷提升，對(duì)通信系統(tǒng)也提出了較高的要求，要解決好變電站的通信系統(tǒng)的可靠性，快速并且準(zhǔn)確的對(duì)通信故障進(jìn)行判斷并及時(shí)進(jìn)行故障處理措施，提高工作的效率。只有對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行長(zhǎng)期的總結(jié)分析，才能解除網(wǎng)絡(luò)中存在的安全隱患，保障通訊系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。本文中所提到的幾點(diǎn)優(yōu)化措施，還有待進(jìn)一步完善，可以在以后的電力通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中進(jìn)一步的進(jìn)行更加深刻的研討，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)完備的電力通訊網(wǎng)絡(luò)的最終發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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