電力通信中光纖通信技術的應用與影響

時間：2025-11-11 06:07:13 通信工程畢業論文

電力通信中光纖通信技術的應用與影響

　　電力通信中光纖通信技術的應用與影響【1】

　　摘要計算機通信網和光纖通信技術具有不同的特點。

　　本文主要論述了通信網的概念、網絡通信的主要內容、光纖通信技術介紹、通信信號的衰弱和再生等方面。

　　關鍵詞計算機通信網;通信技術;光纖通信

　　一、通信網概念

　　通信網是將地理位置不同的用戶終端設備通過交換、傳輸設備連接起來，以達到可以通信和信息交換的一種系統形式;通信和通信網的概念有區別，通信最基本的形式只是點與點之間的對接建立通信系統，而只有將眾多的通信傳輸系統通過交換設備的中間介質，組合成拓撲結構才能把它稱作通信。

　　換而言之，必須要產生交換系統這個中間介質，把不同區域的任意終端客戶相互連接，這才能組成有效的通信網。

　　通信網的基本組成就是由三個部分，一是用戶終端設備;二是交換設備;三是傳輸設備，三者缺一不可。

　　二、網絡通信的主要內容

　　1.網絡通信形式

　　網絡通信的形式目前有三種，一是單工通信，數據只能單向傳輸，有固定的發送者和接受者，如：遙控器;二是半雙工通信，數據可雙向交替傳輸，但不能同時作用，如：對講機;三是全雙工通信，數據可同時雙向傳輸，雙向作用;如移動電話等。

　　2.網絡通信內容

　　(1)數據通信。

　　數據通信的主要功能是借助可靠手段來實現傳輸信號;數據通信的發展，不僅使得包括人民生活質量得到提升，也使得全球技術綜合體有了進一步的飛躍，最直接的體現就是航空技術、自動化技術、以及資源探測開發、遙感技術、甚至是軍事技術方面;其數據通信是軟硬件的結合，包含內容有信號傳輸、傳輸媒體、信號編碼、接口、數據鏈路控制以及復用等項目。

　　(2)網絡連接。

　　網絡連接是指將各種通信設備技術，通過某種方式和連接介質聯系在一起的結構體系;這個體系相互關聯、相互組成、相互影響，具有協調統一性和分類多功能性;連接介質通常是電纜、雙絞線、光纖、微波、載波或通信衛星。

　　連接介質在功能上要具有獨立的特點，能夠保證網絡連接的可靠性;目前連接介質的發展相當受局限，也許在不久的將來，我們會找到更好的連接介質。

　　(3)協議。

　　這里所說的協議并非我們日常生活中所說的文字合同;它是在通信過程中，對不同體系總體結構以及各不同層次分體結構的一種具體分析和解析，通過解析的“密碼”來實現結構的開放性和融合性;計算機網絡通常就是按照網絡協議，將不同個體、不同位置的計算機相互連接起來的一個分散集合體。

　　三、光纖通信技術

　　1.光纖通信技術介紹

　　科學發展使人們對光纖技術有了進一步認識，基于通信領域，光纖本身具有比一般金屬或其他電纜較強的傳輸性能，進而能產生數據較大的傳輸寬帶，如散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz km的寬帶;光纖通信系統利用的是光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。

　　這里存在一些問題，在單波長光纖通信系統中，由于終端設備不能發揮光纖帶寬大的優勢，借助其他技術擴大傳輸容量;據現代科學證實，密集波分復用技術是目前最實用的技術之一，從效果和數據來看，傳輸容量可達單波長光纖通信的數十倍，可將單波長光纖通信的2.5Gbps到10Gbps的數據最高增加至100Gbps。

　　2.光纖通訊的優點

　　(1)抗磁干擾性強。

　　光纖通信主要應用的材料是石英，它最重要的特點就是具有超強的抗電磁干擾性能，對于外界的電磁干擾有著更有效的抗性，可以讓信息在經過通信傳輸時有著更穩定的數據流，光纖通信不會受到外部環境影響，更不會受人為架起電纜等外界的干擾。

　　(2)通信容量大。

　　光纖的通信容量可以達到微波通信容量的幾十倍甚至更高，而且光纖的帶寬卻要比電纜或者銅線大很多。

　　因此，光纖通信技術具有通信傳輸距離遠、容量大、速度快等特點，是其他的通信傳輸媒介無法比擬的。

　　(3)良好的保密性。

　　電磁波傳播很容易被泄露，而光纖傳輸過程中絕對不會出現串擾情況，也不會因為光信號的泄露而丟失或者被盜信息，更不會被人偷聽，這方面可以保證用戶信息的安全性和保密性，這也為個人或者國家的機密信息提供了保障。

　　四、通信信號的衰弱和再生

　　1.通訊信號的衰弱

　　通訊信號在“長途跋涉”的路途上，不免產生光波能耗的損失，因此信號放大器成為組成光纖系統的必要組成元件。

　　光波能耗損失的主要原因在于物質吸收、瑞立散射、米氏散射以及連接器造成的損失等。

　　即便是石英的性能的優越，也不免內在雜質會讓吸收的可比系數加大。

　　光纖變形、光纖密度不均衡，接合技術也是通訊信號衰退的其他原因。

　　2.通訊信號的再生

　　通訊信號的衰退使得通訊傳輸受到阻滯，可能會造成惡劣的后果;為了避免此矛盾的產生和發展，現代光纖技術采用眾多技術來彌補通訊信號的衰退，由此產生了通訊信號的再生技術，再生技術的發展，使得光纖通訊系統成本大幅降低;體現出最優越的就是海底光纖，老式海底光纖傳輸借助中繼器，而中繼器維護成本高，再生技術的發展從根本上解決這個矛盾。

　　計算機通信網及光纖通信的發展依附于高科技，隨著科技不斷發展，計算機通信網及光纖通信將會更緊密融合在一起;推動通信事業不斷發展，給人類文明譜寫更美麗的篇章。

　　參考文獻：

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　　[3]李永斌.談FTTX各種建設模式與網絡架構的特點與應用[J].現代經濟信息，2009(13).

　　電力通信中光纖通信技術的應用與影響【2】

　　摘要：光纖通信技術在我國已經有20年的發展歷史，在這20年中，光纖通訊技術取得了飛速的發展。

　　由于光纖通信技術有著重量輕、容量大、損耗低、抗干擾能力強等優點，受到了電力系統的青睞，在電力通信中起到了重要的作用。

　　隨著電力系統通信需求越來越大，加強對電力通信中光纖通信技術的研究是非常有必要的，本篇文章針對當前電力通信中光纖通信技術的應用與影響進行了深入的研究與探討。

　　關鍵詞：電力通信;光纖通信技術;應用;影響

　　電力通信是電網安全運行的關鍵環節，更是電力安全可靠的重要支柱。

　　隨著電力工業的不斷發展，電力通信系統的要求越來越高。

　　光纖通信的抗強電磁干擾能力非常強，電絕緣性能高，而且還具有容量大、傳輸質量高等許多優點，特別是光纖通信的光波分復用和光交換等作用，適應了數字化發展的要求，更提高了電力綜合通信的能力。

　　因此，光纖通信技術在電力通信中得到了廣泛的認可與應用，加強對光纖通信技術的研究是時代發展的需求。

　　一、光纖通信技術在電力通信中應用的必要性

　　1電力通信系統的網絡結構相對復雜。

　　在電力系統的通信中需要用到各種不同的設備，設備不同，接口方式與轉換方式就不同。

　　比如中繼線傳輸、用戶線延伸，以及載波設備與微波設備的轉接等。

　　與此同時，電力通信系統中的通信手段也非常多，這便使得電力通信系統的網絡結構日益復雜。

　　2電力通信系統中的信息傳輸量較小，但是具有非常強的實時性。

　　在電力通信系統中，傳輸的信息不僅要繼電保護信號和話音信號，更有電力負荷監測信息和圖像、數字信息，這些信息的量并不大，但是必須要有非常強的實時性。

　　3電力通信系統的通信范圍非常廣。

　　在接受電力系統服務的對象中，以通信較集中的發電廠、供電局為主，同時還包含變電站、電管所等。

　　因此，電力通信系統的通信范圍點多面廣，對光纖技術的應用有著一定的迫切性。

　　4電力通信系統對通信的可靠性和靈活性有著非常高的要求。

　　電力系統是人們生活生產的基礎，保證穩定的電力供應是電力系統的重要工作。

　　在電力通信系統的正常運行中，是不允許有間斷，或者突變的現象發生的，就要要求電力通信必須要具備非常高的靈活性和可靠性，而光纖通信技術正是適應了這種需求。

　　5電力通信系統對通信技術的要求還有一個，就是電力通信技術一定要具備非常強的抗沖擊能力。

　　電力系統一旦出現突發性故障，就會產生非常大的波及范圍，使得通信業務量瞬間增多好幾倍。

　　因此，在電力通信系統中應用的通信技術一定要具備非常強的抗沖擊能力，而光纖通信技術正是適應了這樣需求。

　　二、電力通信系統中的常用光纖

　　我國的電力通信系統有著一定的特殊性，建設一個光纖通信網是一項難度大、施工復雜的工程，隨著電力通信的要求不斷增加，新型的光纖也日益應用到通信網中。

　　當前，最常用的電力通信光纖有光纖復合地線、光纖復合相線等。

　　1光纖復合地線。

　　光纖復合地線是指在電力傳輸線路中，地線中含有一定的光纖單元，這種光纖單元不僅具備地線的作用，而且還有光纖的優點，使用起來非常可靠，而且不需要特別的維護。

　　但是，光纖復合地線還有一個非常大的缺點，就是投資額非常大。

　　這樣的光纖比較適用于新線路的建設和舊電路的更新。

　　電力通信系統中的光纖復合地線不僅可以保護輸電線路的的雷擊現象，而且能夠利用地線中的光纖傳輸信息，同時還能夠滿足架空地線的要求。

　　2光纖復合地線。

　　所謂光纖復合地線就是將光纖單元復合在輸電線路相線中的一種電力光纜。

　　光纖復合地線充分利用了電力系統的線路資源，有效避免了與外界之間的矛盾，是一種在電力通信系統中出現的新型光纜。

　　光纖復合相線有效的解決了架空線路的受限問題，避免了雷擊事件的發生。

　　與此同時，光纖復合相線的使用，有效地保證了地線絕緣方式的運行方式，節約了電能。

　　3自承式光纜。

　　自承式光纜分為金屬自承式光纜和全介質自承式光纜。

　　金屬自承式光纜結構簡單，、成本低，在電力系統的應用中不需要考慮短路電流和熱容量等，因此金屬自承式光纜的應用非常廣。

　　全介質自承式光纜質量輕、直徑小，而且是全絕緣結構，同時還具有相當穩定的光學性能，能夠大量減少停電的損失，可以說是特種光纖。

　　三、電力光纖通信網的組網技術

　　(1)波分復用技術

　　所謂波分復用技術就是指將許多不同波長的光信號復合到同一根光纖上，通過再進行傳輸的技術。

　　在光纖傳輸的過程中，根據光波的波長將光纖的低損耗窗口進行劃分，將一個信道劃分成若干個信道，將光波視為信號載波，然后將不同波長的信號合并到一起，送入到同一根光纖中進行信號的傳輸。

　　在信號的接收端，再將不同波長的信號分開。

　　不同波長的載波信號是相互獨立的，在一根光纖中能夠實現多路光信號的傳輸。

　　如果將兩個方向的信號安放在不同的波長進行傳輸，就實現了雙向的傳輸。

　　由于兩個相鄰的波峰之間的間隔不同，波分復用技術又被分為密集波分復用技術和粗波分復用技術，密集波分復用技術能夠實現對高容量信息的傳輸，是新型網絡構建的最佳手段。

　　(2)同步數字技術

　　同步數字體系是一種集復接、交換，以及線路傳輸等為一體的、并由網絡管理系統統一操作的信息傳輸網絡。

　　同步數字技術對數位信號提供一定的等級，通過復用和映射方法，把低級的同步數字技術轉化為高級的同步數字技術，在實現了網絡同步傳輸的同時，還大大提高了網絡的速度，增加了網絡利用的效率。

　　同步數字技術有效地將復接和分接技術簡化了，使通信網絡的靈活性和可靠性得到了提高。

　　同步數字體系就是一套自我保護體系，能夠使電力通信的可靠性要求得到滿足，不僅提高電力通信的傳輸能力，而且安全性也較高。

　　四、電力系統光纖通信網的維護

　　當前，光纖通信技術在電力系統中的應用日益廣泛，網絡規模不斷加大，同時網絡結構也越來越復雜。

　　電力系統光纖通信網的維護是保證電力系統安全、可靠運行的關鍵。

　　首先，電力系統相關部門要加強對電力系統工作人員的業務培訓，提高工作人員的業務技能和綜合素質;其次，電力系統要加強先進設備的引進與舊設備的更新換代，為光纖通信網絡的正常運行提高有力的保障。

　　五、電力通信中光纖通信技術的發展趨勢

　　1光接入網。

　　在近幾年，網絡發生了一系列翻天覆地的變化，交換、傳輸等都已經更新了許多代。

　　在未來，網絡將發展成為由軟件主宰的、數字化的、高度集成的智能化網絡。

　　如今，接入網仍然以雙絞線為主，雙絞線雖然傳輸質量還行，但是與光纖相比，仍然有著一定的差距。

　　光接入網不僅能夠減少網絡的維護與管理成本，而且能夠增加新的經濟收入，同時還能夠建設光透明網絡，走進真正的多媒體時代。

　　2新型光纖的使用。

　　當前，IP的業務量越來越大，電信網絡必須要朝著下一代的方向發展，光纖設施正是下一代網絡建設的物理基礎。

　　傳統的單模光纖已經不能夠滿足長距離、高質量的信號傳輸了，新型光纖的開發是下一代網絡建設的關鍵，直接關系著電力系統的發展。

　　當前，隨著干線網的要求不斷提高和城域網建設的發展，已經有兩種新型的光纖得到了廣泛的認可，一種是非零色散光纖，另一種是無水吸收峰光纖。

　　這兩種光纖在日后的電力通信系統中勢必會得到廣泛的應用與發展。

　　3光聯網。

　　傳統的波分復用系統技術盡管有著一定的優越性，但是其靈活性和可靠性仍然不夠理想。

　　光聯網改善了傳統的聯網的弊端，不僅實現了超大容量的光網絡，使得網絡的節點數和網絡的范圍不斷增加，而且還增強了網絡的透明程度，使得不同系統的不同信號都得到了有效的連接，網絡充足的靈活性大大加強。

　　與此同時，光聯網還實現了網絡的快速恢復，恢復時間非常短，對電力系統的正常運行造不成任何損壞。

　　正是因為光聯網有著非常多的優點，適應了電力系統的發展需求，因此，世界上的一些發達國家都投入了大量的人力、物力，和財力，我國也正在朝著這個方向發展。

　　光聯網勢必會成為繼同步數字系統電聯網之后的一個新的光通信的發展的高峰，在未來的通信市場中占據舉足輕重的位置，促進電力通信邁上一個新的發展臺階。

　　結語

　　近年來，隨著科學技術水平的不斷發展，以及先進的科學技術在電力通信中的應用越來越廣泛，各種新技術、新材料層出不窮，光纖通信技術更是得到了突飛猛進般的發展，大大提高了電力通信的質量與能力。

　　光纖通信技術在近幾年內，已經應用到了千家萬戶，在有線通訊的廣播通信、軍用通信等各個領域得到了廣泛的應用，成為了電力通信的支柱技術，促進了電力通信的持續發展。

　　參考文獻

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　　[3]張輝，聶正璞，萬瑩.電力系統中光纖通信技術應用探討[J].中國科技信息.2011(24).

　　光纖通信技術在電力通信中的應用【3】

　　摘要：隨著科技的發展，我國的電力工業也在不斷地向前發展，通信以及計算機方面的技術也在不斷地革新，因此為適應潮流，與時俱進，對電力通信網的容量以及可靠性也提出了新的要求。

　　而光纖通信因具有可靠性高、容量大等等特點，并且對光波分復用以及光交換等的技術的應用也日臻成熟，逐漸地成為了21世紀通信的主力軍。

　　本文著重介紹了光纖通信技術在電力通信中的應用，同時也對以后的發展提出了相應的建議。

　　關鍵詞：光纖通信;電力通信;應用

　　由于光纖通信具有可靠性高、容量大、且適合遠距離的信息的傳播等等一些特點，因此備受電力部門的得到了廣泛的應用，同時也給電力通信的發展帶來了很強的助推力。

　　與其他的行業相比較，在電力通信當中應用光纖通信能使財力最少、速度最快、可靠性最高、覆蓋面積最大，其所具有的優勢是得天獨厚的。

　　且應用光纖通信，也符合國家資源優化配置的政策。

　　1 電力通信網絡傳輸的特點

　　電力通信傳輸有以下幾個特點：①可靠性是電力通信的最核心的特點之一，這也是由電力系統行業的特點所決定的。

　　對電力通信的要求除了對數據的傳輸要求相當可靠之外，不管是刮風下雨，還是電閃雷鳴，條件越是惡劣，電力通信越是要保持其通暢性。

　　而利用光纖通信進行數據的傳輸質量是比較高的，因為信號的傳輸是在光纖的光芯內部進行的，有了外部保護，在進行信號的傳輸的時候自然就不會受到自然環境的影響了，并且還可以讓其性能保持穩定，同時因其有高抗電磁這一性能，因此在高電壓、高電磁場環境當中光纖通信就是首選了。

　　②迅速性。

　　光纖通信的最主要就是突出“快”字，所以不管是在電力調度或者其他的場合中只要存在光纖通信，就能夠實現最快的數據傳輸功能。

　　③易于擴展性和投資效益性。

　　電力行業的快速發展帶動了我國經濟的增長，而電力企業就越來越重視其經濟效益，對于運營的成本重視程度越來越高。

　　因此網絡的易于擴展性、設備可承接性等等一些性能也在電力通信系統配置當中得到了綜合的考慮。

　　通信系統的基礎投資能夠因傳輸線路的容量高而得到大大的降低，傳輸網絡在后期的維護開銷也可以因擴容方案的簡單易行得到一定程度的減輕，在升級的過程當中設備的廢棄率也可以因設備的可承接行而得到大量的減少。

　　④、能源環境保護性。

　　由于我國經濟的快速發展，能源的問題也隨之慢慢地凸顯出來了，我國的能源存儲量，但人均占有率卻很低，解決能源問題也已經成為了我國有待解決的一個重大的問題了。

　　電力行業對于國家的能源環境保護起了很大的作用，光纖傳輸的傳輸介質光纖的主要材料是SIO2，具有很強的實用性，所以我國一直采用這種材料，而且能原量也很大。

　　同時由于MSTP/SDH技術的使用，讓E1接口也被節省了，因此線纜材料也就能夠得到大大地節省，能源也就相應地得到了節省。

　　因此光纖通信不管是從技術還是材料上來說都是綠色環保符合電力行業的發展的。

　　2 電力通信中光信通信技術的具體應用

　　隨著我國電力行業的快速發展，電力特殊光纜和其他的項目都逐漸的成熟起來，而且在很多的領域當中已經應用了OPGW以及ADSS技術，且得到了廣泛的好評，下面就淺談一下電力通信行業中光纖通信技術的應用。

　　2.1 光纖應用

　　光纖復合架空地線(OPGW)。

　　OPGW的功能比較齊全，不僅可以擁有地線，而且還具備通信光纖的功能。

　　在實際的應用當中有著很重要的作用，主要是將光纖技術與輸電技術有效的結合在一起，所以就成為了目前的多功能的架空地線。

　　所以OPGW更多的充當了架空光纜的主要角色，并且還充當著屏蔽線的作用。

　　同時對其的安裝也是相當地方便快捷，只要在高壓輸電工程竣工后，其他的設備建設完全，通信線路也就完成了。

　　全介質自承式光纜(ADSS)。

　　這種技術使用的也比較頻繁，光纜中使用的主要材料是全介質，而且能夠承受外界來的壓力以及負荷，所以通過技術名稱就可以看出這種技術對環境以及內在材料的要求，在使用這種技術的過程中自承式就能夠判定機械的強度大小，而光纜中使用的全介質就能夠判定其對強電刺激的程度，使用需要在電力塔架上架空就決定了配套的掛件的必須性，因為需要用配套的掛件將其固定住。

　　220 kV、110 kV、35 kV電壓等級線路是ADSS光纜的主要應用線路，已經建造的線路是其主要的應用線路。

　　2.2 工程設計和實現

　　在一個通信網絡當中不僅僅有信息的傳輸，還需要信息的交換以及接入等環節。

　　如果在一個完整的傳輸平臺上，首先要經過的就是傳輸這個層面，所以傳輸層對于信息傳遞的穩定性以及可靠性都非常重要，同時對于網絡的正常運行也有很大的影響，所以在建立通信網絡中首先要將傳輸層建設好，然后在融入其他的環節。

　　在電力的鋪設上，由于我國研究人員不斷對系統深入的挖掘，所以目前的電力系統的輸電線路資源相當豐富，為了考慮經濟成本，會采用價格便宜的ADSS，同時安裝也不需要其他的工序，這種光纜主要在220 kV以下的線路上被使用的幾率是非常之大，隨著市場的需求，已經決定在已經擁有的110 kV和35 kV的線路的基礎之上鋪設ADSS光纜，同時考慮到通信、計算機網絡和遠方監視在日后的發展，光纜就采用6芯、8芯、12芯、16芯、24芯和48芯。

　　3 電力通信系統電纜的日常維護

　　在電力通信系統當中，經常會出現異常情況，這些異常情況的發生包括外部和內部兩方面，內部需要內控和檢測，外部需要檢測光纜外表以及硬件設備是否出現了問題。

　　而光纜老化是光纜線路出現的主要故障。

　　而造成光纜老化的主要原因主要有以下幾個原因：電腐蝕、環境變化、雷擊災害等等方面。

　　3.1 OPGW遭受雷擊的主要原因

　　OPGW的安裝是相當簡單的，當輸電線路安裝完成的同時，OPGW光纜就也完成安裝了。

　　在實際的應用當中這種光纜具備了架空地線的功能，所以實用性很強，因OPGW具有如此多的優勢，在電力通信系統當中被使用的頻率是越來越高了。

　　但是由于其安裝條件十分惡劣，不僅要架在高空，同時受氣象、地形條件的影響，最終遭受電擊也是不可避免的，這樣不僅讓輸電線路的安全無法得到保證，同時也會使電路系統的通信和可靠性得到威脅。

　　因此，對OPGW進行優化，提高抗雷擊的性能是相當必要的。

　　3.2 ADSS電腐蝕情況分析

　　隨著電力系統的使用負荷不斷增加，在我國電力系統中已經出現了多起ADSS出現電腐蝕的現象，分析其原因，發現主要是因為這幾方面的原因的影響而造成的。

　　①錯誤的選擇ADSS的掛點。