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关键词:电力通信;光纤通信技术;应用;影响
电网安全运行的关键和电力安全的支撑就是电力通信,电力工业的快速发展对电力通信系统提出了更高的要求。光纤通信技术的重量很轻、容量很大、损耗很低、抗干扰能力很强,尤其是光纤通信的光波分复用和光交换作用,满足了数字化发展的要求,也使电力综合通信的能力得到了提高,所以,光纤通信技术在电力通信中广泛应用,可是随着时代的发展,要不断加强对光纤通信技术的开发和研究。
1 在电力通信中应用光纤技术的重要性
1.1 在电力通信系统中,网络具有复杂性
电力系统中的通信需要使用各种不同的设备,可是设备不同,接口的方式和转换的方式也就不同了,例如,用户线的延伸、中继线的传输等。除此之外,各种通信手段在电力系统中使用,增加了电力通信系统的复杂性。
1.2 电力系统传输信息实时性强
电力通信系统中传输的信息有继电保护信号、话音信号、电力负荷检测的信息和图像等,这些信息的量不大,可是实时性很强。
1.3 电力通信系统通信的范围很广
电力通信系统的主要服务对象有发电厂、供电局、变电站、电管所等,所以电力通信系统的通信系统非常的广,对光纤技术提出了更高的要求。
1.4 电力通信系统要求可靠性和灵活性较高的通信
电力系统对人们的生产和生活有很重要的影响,它的重要任务就是维持电力供应的稳定。为了维持电力通信系统的正常运作,就要避免间断或者突况的发生,所以要具有较高灵活性和可靠性的电力通信,为了满足这种需求就要应用光纤通信。
1.5 为了满足电力通信系统的需求,通信技术要有很强的抗冲击能力
电力系统如果突然发生故障,就会波及很大的范围,造成通信的业务量短时间内增加很多,所以电力通信系统要求通信技术具备很强的抗冲击能力,为了满足这种需求,就要应用光纤通信。
2 电力通信系统中经常用的光纤
在我国,电力通信系统是不同的,想要建设一个光纤通信网是非常困难和复杂的,时代的发展对电力通信提出了更高的要求,在通信网中也就要求更加先进的光纤。目前经常用的电力通信光纤有光纤复合地线、光纤复合相线等。
2.1 光纤复合地线
光纤复合地线指的是电力传输线路中的地线中有一定的具有地线作用和光纤优点,同时可靠性强和不需要进行特殊维护的管线单元。同时想要应用光纤复合线需要很大的投资,它主要应用于建设新线路和更新旧线路。主要作用就是防止输电线路被雷击,同时也可以通过地线中的光纤进行信息传输,将地线架空。
2.2 自承式光缆
自承式光缆主要分为两种,即金属自承式光缆和全介质自承式光缆。全介质自承式光缆的质量很轻、直径很小、结构式全绝缘的,尤其是它的光学性能非常的稳定,就能够降低停电造成的损失,这种光纤非常的特殊;金属自承式光缆具有简单的结构、较低的成本,应用与电力系统时不需要将短路电流和热容量考虑在内。
2.3 光纤复合地线
光纤复合地线指的是输电线路中一种电力光缆,这种光缆将光纤单元复合在输电线路相线中。光纤复合地线将电力系统的线路资源进行充分的利用,防止和外界发生矛盾,这是电力通信系统应用的一种新型光缆,对解决架空线路受限问题非常有效,也可以防止发生雷击时间,除此之外,在使用光纤复合相线以后,使地线绝缘的运行更加稳定,也节省了电能。
3 对电力系统光纤通信网的维护
目前,电力系统中广泛应用光纤通信技术,而光纤通信技术不断加大网络规模和网络结构的复杂性。良好的维护电力系统光纤通信网是电力系统更加安全和可靠的保证。第一,要提高电力系统工作人员的专业技能和综合素质,需要对他们就行全面的培训;第二,积极引进先进设备,更新技术和设备,维持光纤通信网络的正常运行。
4 电力通信中光纤通信技术的发展方向
4.1 光接入网
最近的几年,网络技术不断的创新和发展,网络的交换和传输不断的更新换代。将来,网络的发展趋势就是智能化网络,具有网络主宰、高度集成、数字化的特点。目前网络的接入主要是通过双绞线,虽然双绞线具有较好的传输质量,可是和光纤还是存在很大的差距。如果应用光接入网,管理和维护网络的成本就会降低,甚至可以建立光透明网络,实现真正的多媒体。
4.2 使用新型的光纤
现在,IP的业务量不断增加,电信网络也要不断的创新和发展,光纤正是其发展的基础。现在的信号传输都是远距离,并且有很高的质量要求,原来的单模光纤已经不能满足发展的要求,所以对光纤进行开发和研究是电力系统发展的需要。目前,随着不断提高的干线网要求和不断发展的城域网建设,两种新型的光纤已经得到社会各界的认可,这两种分别是非零色散光纤和无水吸收峰光纤。因为光纤的先进性,他们的应用与发展也会非常广泛。
4.3 光联网
光联网以后光网络具有很大的容量、很多的网络节点、很大的网络范围,同时网络的透明度也会增加,有效的将不同的信号连接起来,提高了网络的灵活性。除此之外,网络的恢复速度也会加快、恢复时间也会缩短,也不会影响电力系统的正常运行。很多发达国家已经投入资金、人力和物力在光联网之上,我国也将逐步迈向这条路。光联网将会在将来的通信中发挥巨大的作用,促进电力通信的发展。
5 结束语
科学技术不断发展,同时在电力通信中得到更加广泛的应用,光纤通信技术的发展也是迅猛的,将电力通信的质量和速度大大提高。而且,光纤技术在最近几年已经延伸到了很多家庭、企业、政府维持了电力通信的持续发展。
参考文献
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关键词:地铁;光纤通信;安全性
中图分类号:TN929.11;U231.7文献标识码:A文章编号:1672-9129(2020)10-0072-01
随着城市化进程的加快,相关的城市建设工作也在加快。而在其中,地铁建设已经成为了城市建设中的一项重点内容,现阶段城市人口数量不断增加,使得地铁逐渐成为了城市生活中的主要交通方式,地铁能有效减少人们出行所消耗的时间,且本身有较强的安全性和稳定性。本文主要思考如何提高地铁光纤通信的安全性和可靠性。
1地铁光纤传输基本理论
地铁中的光纤传输通俗上讲是光导纤维通信传输,其主要以光导纤维为主要载体,在使用过程中经过信号处理来实现信号的传输。光纤传输系统主要实现信号的双向传递的通信,在这个过程中以单方面信号传递为标准,以此来说明地下轨道交通光纤系统信号传递的过程。
2地铁光纤通信系统的关键技术
2.1传输子系统的新技术。传输子系统主要功能在于实现地铁机电系统中建立一条信息化交流途径的目的。传输子系统可以实现地铁工程系统中数据信息的传递,诸如图像、语音和数据等,同时可以通过提供信息传输服务来保证自动售票系统、电力监控系统等的正常运行。由于现阶段地铁已成成为了城市中的主要交通工具,因此其建设范围逐渐开始遍及整个城市,足见其建设工程的复杂性,与之相配套的传输子系统也有着十分广泛的覆盖面积。
2.2时钟子系统的新技术。由于地铁建设本身覆盖面较广,在城市不同区域间运行,难免会形成时间差,这种时间差及时是运用到误差极小的高新技术来进行时间的调整也无法保证时间的绝对精准无误差,这时候就运用到了时钟子系统的新技术,这种技术主要指针式子钟三个指针的分控技术,运用该技术来实现对于时间的快速校准。
3地铁光纤通信的安全性和可靠性
3.1地铁光纤通信的安全性。随着城市规模不断拓展,其交通网也不断完善,这带来了城市地铁通信线路不断复杂化、全面化。在地铁建设中存在着不同的路径,以此在建设过程中要充分思考如何提高光纤通信的安全性,保证信号传输的连续性和稳定性。要提高地铁光纤通信的安全性,首先要注重运用双向线路,使用雙向线路的主要目的在于,当一条线路传输出现问题之后可以及时运用另一条通信线路来进行信号传输,保证信号传输不会因为线路运输出现问题而被迫中断。要提高地铁光纤通信的安全性,好药注重保证将光纤线路的敷设放到安全网的范围中,以此来保证光纤通信的安全性,提高地铁的运行质量,实现地铁现代化建设。
此外,在地铁光纤通信建设过程中要结合实际情况思考如何避免地铁通信系统和PIS系统之间的信号干扰和冲突,要避免两者间的冲突,可以积极运用分离输出频率的方式,同时要运用到隔离频点的方法,在避免信号干扰和冲突的同时要注重保证两个系统的信息传输能力,通过对通信技术进行改进来提高信息传输的能力,保证地铁光纤通信的安全性。
保证地铁光纤的安全性,还要注重从选材方面做出改进和优化。在选择通信系统时要注重选用阻燃、低毒、防腐蚀的保护电缆,这样做不仅能有效延长光纤通信系统的使用年限,还能提高光纤通信的安全性,减少因电路短路等问题引发的灾害,从而对人的财产安全产生威胁。
3.2地铁光纤通信的可靠性。提高地铁光纤通信的可靠性,首先要保证地铁的正常运行,要实现这一目的要注重对地铁通信系统相关设备的日常维护和检修,在这个过程中要注重不断改进通信技术,合理利用通信设备,以此来保证设备使用的规范性。在日常维护和检修的过程中要对光纤通信系统中可能存在的安全隐患进行排查,以此来提高地铁光纤通信的可靠性。
同时,为提高城市地铁的现代化程度,还要注重在光纤通信等方面善于运用新技术和新手段,不断解决通信系统中的技术难题,只有这样才能提高我国地铁光纤通信技术的安全性和可靠性,进而提高其先进性,以更好发挥其在促进城市建设不断完善中的重要作用,针对通信技术的改进和优化还能促进我国通信技术水平的提高。
【关键词】光电子器件光纤通信实践应用
当前是一个经济全球化的时代,我国光纤通信事业发展要与时俱进,跟上时代前进的脚步。现代人们生活无时无刻不再与信息数据打交道,基于大数据的背景环境下,光纤通信技术在整个通信行业领域开始占据主导地位,逐渐成为了社会信息快速传递的核心方式。技术人员通过将计算机技术与光纤通信技术相融合在一起,促使各种通信技术得以综合利用,大大方便了民众的生活与工作。一个完整的光纤通信系统除了必须具备传输主体和光纤,还需要配备各种光学元件及光电子器件,只有充分发挥出各种光电子器件的功能作用,才能保障光线通信系统的正常稳定运行,不断提高人们的网络通信质量和效率。
1光线通信系统概述
当前,光线通信系统的构成主要包括了三部分,分别是光发送、光传输以及光接收。在光发送器中有效配备了驱动器、光源和调制器等器件,其核心功能是把所需要传输的数据、视频以及语音等信号,通过电端机加到调制器上从而有效产生调制好的光信号,同时将光信号耦合到光纤中去。而光传输部分则配备了中继器和光纤,如果是短距离通信系统,则该光纤通信系统无需设置中继器。
在光纤通信系统中,广泛应用的元器件可以划分为两种类型,一种是无源元器件,另一种是有缘元器件。无源元器件主要包括了光耦合器、光衰减器、光隔离器以及光滤波器等,而有源元器件则包括了光源、光检测器以及放大器等。
2光电子器件在光纤通信中的实践应用
2.1全波光纤在光纤通信中的应用
光纤作为光纤通信中必不可缺的无源器件,其显著特征就是具有巨大宽带,被广泛的应用在网络通信领域中。在光纤通信市场上,为了有效适应更长距离以及更大容量WDM系统的要求,技术人员开发研制除了一种具有大面积的光纤,最大值达到了72μm2,该种光纤能够承受较大的光功率,并且还能够有效解决非线性问题。其缺点是色散斜率偏大,通过对其进行进一步改进,当前光线通信市场上研制出了truewave光纤,其色散斜率较小,是宽带WDM系统应用最为理想的传输介质。
随着时间的推移,通信研究人员为了最大程度挖掘出光纤宽带的潜力,开始通过使用超纯光纤制造技术研制出低损耗光纤的第四、第五个串口,并且将这几个窗口成功连接在一起,有效构成了宽带为1.28-1.65nm的全波光纤,该光纤具有较大的通信容量,能够满足现代网络光带用户的各种数据传输要求。
2.2半导体激光器在光纤通信中的应用
光信号发送器作为光纤通信系统的重要组成部分,如果不有效配备光信号发送器,也就不会存在后续的信息输送。光源是光纤通信过程的信号发生器,其工作原理是通过将设备所接收到的各种电信号有效转化为光信号。目前,在光纤通信市场上普遍应用的光源有半导体光源和发光二极管。该类光信号发送器最为显著的特点是体积小、使用灵活,能够实现载流子的成功注入,帮助工作人员控制发送器的实际输出功率。
激光二极管又被人们简称为LD,其在有缘层的包裹材料使用中,同时涵盖了低折射率和宽带隙两方面内容。LD不但能够实现对注入有缘区域电信号的有效限制,将其控制在规范区域内进行输出作业,还能够有效产生波导现象。LD在光纤通信中的应用,能够最大化降低光场的实际损耗,并且实现对传输电信号和光场的双重科学控制。促使光源的输出在发射阶段就把损耗降低至最小值,从而确保激光器的输出阀值不会变大。
2.3光放大器在光纤通信中的应用
光放大器主要包括了半导体光放大器以及各种掺杂的光纤放大器,比如常见的非线性光放大器、掺镨光纤放大器机氟化物掺铒光纤发达器等。
半导体光放大器可以划分为两种类型,一种是行波放大器,另一种是F-P谐振放大器。当前在光纤通信市场上普遍应用的是行波放大器,如图1所示为半导体激光器的两个解理面上镀上增透膜就形成了TWLA。由于TWLA对所使用的增透膜具有较高的要求,通常要求其发射率必须不超过0.1%,因此,市场上开始发展起了倾斜条形结构和透明窗区结构来降低端面的光反馈。
SOA通过有效使用应变量子阱结构,能够最大程度提高输出功率、小信号增益以及噪声指数等性能。与此同时,研究人员通过改变半导体材料的构成成分,能够有效在1300-
1600nm的一个特定波长范围内获得信号增益。SOA最为显著特征就是结构较为简单,可实现大批量生产、生产成本较低、使用寿命长以及消耗功能小等,并且方便于与其他光电子器件一块集成,从而被广泛应在在波长变换器中。SOA自身的FWM还能够适用在超长距离光纤传输系统的色散补偿上,研究人员通过充分发挥出SOA的非线性功能作用,可以有效实现光的再生、放大以及整形。
3结束语
综上所述,现代光纤通信事业的建设发展离不开新型光电子器件的研制应用。因此,国家相关政府部门要加强与社会通信企业的合作与交流,共同大力发展光纤通信事业,加强对光电子器件的开发研制工作,深入研究分析光电子技术,有效推动我国光纤通信技术稳定持续的发展。
参考文献
[1]陈里.通信光电子器件的技术发展及市场前景探究实践[J].系统实践,2013(05):36-38.
[2]张成云,何振江,徐慧梁,石尔.光通信技术的发展现状和趋势[J].激光与光电子学进展,2013(03):121-123.
1光纤通信特点
(1)通信容量比较大。和电缆或者铜线相比,光纤的传输带宽要更大一些,有着独特的光源调制特性以及调制方式。而单波上的光纤通信系统,其终端设备并不能将光纤带宽的独特优势发挥出来,一般都是通过一些复杂的技术使传输容易有所增加。尤其是在密集的波分技术的使用上,更是增加了光纤传输的容量。
(2)抗电磁干扰的能力强。光纤的绝缘体材料几乎都会通过石英材料制成的,具有很好的耐腐蚀性,特别重要的一点就是,它不会受到光波导的免疫系统干扰,也不会受到自然雷电现象的干扰,即使是人为释放出来的电磁干扰也不能对其有所影响;同时,它还能和高压输电线进行平行架设,还能和电力导体结合组成符合光缆,这对于电网调度的自动化系统中通信系统带来了很多益处,还不会受到电磁脉冲效应的影响。
(3)保密性更好。电波在传输的时候,在电波传输时,传输的通道会受到电磁波泄漏的干扰,很容易被别人窃听,没有比较好的保密性。而在光纤中传输的光波,光波导结构对光信号起到了很好的限制作用,环绕光纤上不透明包皮会吸收掉所有可能泄漏的光射线,即便是在转弯处,那些漏出来的光波也特别弱,而当光缆中的光纤总数特别多的时候,附近的信道也不会遭受到串音的影响。
(4)损耗低。市面上出售的商品石英光纤,其损耗一般都是20dB/km以下,和其他传输介质进行比较,它在传输的时候损耗的产生还是比较低的。要是在以后的发展进程中,都使用非石英系统,这个系统对光纤损耗程度还要小,那么它的损耗还会比现在的要低一些,这也就说明了光纤通信系统在无中继上跨越的距离会更大。对于长途传输线路来说,减少其中继站的数目,整体光纤通信系统的复杂性和成本也会有所降低。
2电网调度自动化中应用光纤通信
目前,供电企业在供电可靠性上面都有所提高,电力的生产、管理以及运行等诸多方面的信息更需要传输通道的稳定性和可靠性,并且能实现快速的传输,这对于电力系统的通信来说,要求也有所提高,光纤通信技术主要是更加先进、根据经济、可靠的一种通信技术,在现在的企业中已经被广泛应用。鉴于这项技术的特点,再与电力系统的通信网络所具有的特点相结合,完全可以构建一个能承载综合电力业务的网络电力系统平台,这也是电力系统在以后发展过程中的必然趋势。现代电力系统的通信技术关键就在于光纤通信技术的应用,这也是现代电力系统实组建通信网的主要组成手段。现以某供电单位为例,介绍其在电力系统的调度自动化中利用光纤传输技术的具体情况。
(1)调整通信网的概况。在某个供电公司中,有8个直属供电站,110kV的变电站有6个,35kV的变电站有2个,这个供电公司主要采用树型光纤的通信系统以及环形光纤的通信系统,这两个通信系统相互结合形成了通信网络连接,而且实现了中心变电站和调度中心的连接,同时其他的7个变电站和中心变电站又组成了环形的网络结构,使每个变电站都能利用光端机和光缆进行通信,非常方便。
(2)光纤通道配置的方式。在光纤环路上面有较多的节点时,要防治光端或者光缆出现设备故障,从而引发通信中断的情况。这个公司利用了双光纤环路的自愈网,在每个变电站的环网上都配置了光纤收发器,并且有自愈的功能和自动切换的功能。这个公司使用的都是12芯的光缆,通常的情况下,综自通道由其中的两个芯就可以组成,也就相当于组成两个独立通信的环网,即A网与B网,在这两个环网中进行通信报文的传输。下设的分站也可以通过这两个环网接收信息,但是光端设备往RTU传送信号的时候只会选择两个环路中的一个。因此根据智能电网配电自动化系统的特点,光纤网通常需组成环型网,并与计算机局域网连接,完成数据共享的任务。
3结束语
电力通信对可靠性要求很高,就算是在极其恶劣的环境中,也要保证通信传输功能的良好,光纤通信技术能完全满足这些要去,它不会受自然环境条件的影响,其稳定性和传输质量都比较好,同时还具有良好的抗电磁干扰能力,很适合多级电力网的通信需求。光纤通信技术还具有自我调节能力,在没有人为干扰时,能快速自动恢复通信能力,从而保证信息传输的安全性。
2能够扩展且投资效益良好
随着经济的快速发展,电力企业也越来越重视投资的经济性要求,在构建电简论光纤通信技术在电力网中的运用问题孔洪云/国家电网随州供电公司摘要:随着经济的快速发展和和谐社会的构建,电力资源已经成为社会发展和人们生活必不可少的能源之一,我国的电网系统建设规模越来越大,与此同时,随着智能电网系统的逐步完善,计算机技术和通信技术在电网系统中的应用越来越广泛,这就对电力通信网络的传输提出了更高的要求,光纤通信技术具有容量大、稳定性强等特点,将会广泛应用在电力网通信中。文章对光纤通信技术在电力网的运用进行了分析。关键词:光纤通信;电网;运用力通信系统时,要对系统的复杂性、网络的扩展性、设备的承受能力等进行综合考虑,这就需要使用一种兼容性强的通信方式,从而避免电力企业的重复投入,降低维护成本,同时还能获得良好的操作性,极大的提高电力企业的投资效率。
3光纤通信技术在电力网中的应用
3.1光缆的应用。正常的光纤复合架空地线都是采用光纤的形式进行信息传输的,也就是OPGW形式,由于电力传输线路是采用可以通信的光纤单元,因此,OPGW在架空地线的基础上融合了输电线路和通信光缆,OPGW是光纤通信技术和输电技术的有效结合,具有地线和通信两种功能。OPGW安装很简单,可以和通信输电线路一起完成施工,目前,OPGW常用于35KV及以上的电力网通信系统中。
3.2用于工程设计及实施中。一个完整的通信网络包括传输、交换、接入等三部分,传输是综合通信网络的综合平台,是通信网络最重要的一部分,它对信息传输的安全和传输系统的稳定运行有十分重要的影响,因此,在构建通信网络时,要将传输网络放在首要位置。目前,光纤通信常采用环形、链形、或者环形链形相结合的构造,根据线路的间距,采用STM1、STM4、STM16的传输速度,设备能进行双线单向保护和传输设备一致的接入装置,从而实现2Mbit/s和语音连接的任务。光纤构建上,由于电力系统本身拥有大范围的输电线路,因此,在正常情况下,都是采用自承式光纤进行安装,这种光纤常采用6芯、8芯、12芯、24芯、48芯等形式用于220KV及以下的线路中,在资源分配中常采用华为、中兴的设备,该光纤的特点是价格便宜,不需要停电,能极大的提高电力企业的经济效益。
4光纤通信技术的发展趋势
近年来,随着科技的快速发展,加上电力行业管理体制不断优化,光纤通信技术得到了飞速的发展,光纤通信的速度将会进一步提高。从通信技术的发展状况来看,通信容量扩展和传递速度的提高一直存在矛盾,光纤通信技术能有效地解决这个问题,因此,光纤通信在电力网中将会进一步提高通信速度。过去采用的分复用法已经没有开发潜力,而光纤宽带还有很大的开发空间,因此,光纤通信的容量将会进一步提高,从而在电力网中发挥出更大的作用。
5电力通信系统光缆的日常维护
5.1电缆受到雷击的主要原因及维护。在建设电网系统时,光纤通信和输电线路是同时进行施工的,在输电电路的顶部经常会架设光纤通信,由于输电线路周围的地形地貌十分复杂,并且线路塔杆需要架设在一定的高度上,因此,光纤通信很容易受到雷击,对光纤通信的安全运行造成很大的影响。为保证光纤通信的安全,防止雷击影响光纤通信的稳定运行,在进行电网建设时,要不断优化设计的防雷击方法,根据实际情况选用合理的避雷方法,从而不断提高输电线路的防雷击能力。
5.2电腐蚀的原因及维护。引起光纤通信电腐蚀的主要原因是悬挂点误差和干带电弧,光纤通信方式中的光纤悬挂点如果高出设计的标准位置,就会导致光纤产生很大的电场强度,远远超过设计标准,从而引起光纤表面电腐蚀;当光纤产生干带电弧时,会产生大量热量,导致光纤外套表面温度升高,从而产生树枝化电痕,引起电缆燃烧事故。为防止光纤出现电腐蚀现象,在进行构建电力系统时,要严格的按照设计图纸进行施工,从而为光纤通信系统的稳定运行提供保障;当光纤通信系统投入使用后,电力企业要加强日常维护管理,避免电缆出现燃烧等事故。
5.3人为破坏。收利益的趋势,部分不法人士常常偷盗电缆,这对光纤通信系统的稳定运行造成很大的影响,因此,要电力企业要加大宣传力度,让广大人民群众明白光纤通信的重要性,积极主动的参与到电缆监护中,从根源上减少电缆偷盗事故的发生。电力企业要加强电缆巡检力度,发现问题后,要根据实际情况及时进行处理,从而为光纤通信系统的正常运行提供保障。
6结束语
1.1在电力通信系统中,网络具有复杂性
电力系统中的通信需要使用各种不同的设备,可是设备不同,接口的方式和转换的方式也就不同了,例如,用户线的延伸、中继线的传输等。除此之外,各种通信手段在电力系统中使用,增加了电力通信系统的复杂性。
1.2电力系统传输信息实时性强
电力通信系统中传输的信息有继电保护信号、话音信号、电力负荷检测的信息和图像等,这些信息的量不大,可是实时性很强。
1.3电力通信系统通信的范围很广
电力通信系统的主要服务对象有发电厂、供电局、变电站、电管所等,所以电力通信系统的通信系统非常的广,对光纤技术提出了更高的要求。
1.4电力通信系统要求可靠性和灵活性较高的通信
电力系统对人们的生产和生活有很重要的影响,它的重要任务就是维持电力供应的稳定。为了维持电力通信系统的正常运作,就要避免间断或者突况的发生,所以要具有较高灵活性和可靠性的电力通信,为了满足这种需求就要应用光纤通信。
1.5为了满足电力通信系统的需求,通信技术要有很强的抗冲击能力
电力系统如果突然发生故障,就会波及很大的范围,造成通信的业务量短时间内增加很多,所以电力通信系统要求通信技术具备很强的抗冲击能力,为了满足这种需求,就要应用光纤通信。
2电力通信系统中经常用的光纤
在我国,电力通信系统是不同的,想要建设一个光纤通信网是非常困难和复杂的,时代的发展对电力通信提出了更高的要求,在通信网中也就要求更加先进的光纤。目前经常用的电力通信光纤有光纤复合地线、光纤复合相线等。
2.1光纤复合地线
光纤复合地线指的是电力传输线路中的地线中有一定的具有地线作用和光纤优点,同时可靠性强和不需要进行特殊维护的管线单元。同时想要应用光纤复合线需要很大的投资,它主要应用于建设新线路和更新旧线路。主要作用就是防止输电线路被雷击,同时也可以通过地线中的光纤进行信息传输,将地线架空。
2.2自承式光缆
自承式光缆主要分为两种,即金属自承式光缆和全介质自承式光缆。全介质自承式光缆的质量很轻、直径很小、结构式全绝缘的,尤其是它的光学性能非常的稳定,就能够降低停电造成的损失,这种光纤非常的特殊;金属自承式光缆具有简单的结构、较低的成本,应用与电力系统时不需要将短路电流和热容量考虑在内。
2.3光纤复合地线
光纤复合地线指的是输电线路中一种电力光缆,这种光缆将光纤单元复合在输电线路相线中。光纤复合地线将电力系统的线路资源进行充分的利用,防止和外界发生矛盾,这是电力通信系统应用的一种新型光缆,对解决架空线路受限问题非常有效,也可以防止发生雷击时间,除此之外,在使用光纤复合相线以后,使地线绝缘的运行更加稳定,也节省了电能。
3对电力系统光纤通信网的维护
目前,电力系统中广泛应用光纤通信技术,而光纤通信技术不断加大网络规模和网络结构的复杂性。良好的维护电力系统光纤通信网是电力系统更加安全和可靠的保证。第一,要提高电力系统工作人员的专业技能和综合素质,需要对他们就行全面的培训;第二,积极引进先进设备,更新技术和设备,维持光纤通信网络的正常运行。
4电力通信中光纤通信技术的发展方向
4.1光接入网
最近的几年,网络技术不断的创新和发展,网络的交换和传输不断的更新换代。将来,网络的发展趋势就是智能化网络,具有网络主宰、高度集成、数字化的特点。目前网络的接入主要是通过双绞线,虽然双绞线具有较好的传输质量,可是和光纤还是存在很大的差距。如果应用光接入网,管理和维护网络的成本就会降低,甚至可以建立光透明网络,实现真正的多媒体。
4.2使用新型的光纤
现在,IP的业务量不断增加,电信网络也要不断的创新和发展,光纤正是其发展的基础。现在的信号传输都是远距离,并且有很高的质量要求,原来的单模光纤已经不能满足发展的要求,所以对光纤进行开发和研究是电力系统发展的需要。目前,随着不断提高的干线网要求和不断发展的城域网建设,两种新型的光纤已经得到社会各界的认可,这两种分别是非零色散光纤和无水吸收峰光纤。因为光纤的先进性,他们的应用与发展也会非常广泛。
4.3光联网
光联网以后光网络具有很大的容量、很多的网络节点、很大的网络范围,同时网络的透明度也会增加,有效的将不同的信号连接起来,提高了网络的灵活性。除此之外,网络的恢复速度也会加快、恢复时间也会缩短,也不会影响电力系统的正常运行。很多发达国家已经投入资金、人力和物力在光联网之上,我国也将逐步迈向这条路。光联网将会在将来的通信中发挥巨大的作用,促进电力通信的发展。
5结束语
关键词:发展趋势;光纤通信;应用
中图分类号:TN929.11
光纤通信实为一种传输方式,就是将光作为信息,利用光纤作为信息的载体。随着通信技术的发展,光纤通信在通信领域得到了越来越广泛的应用。因光纤传输采用了玻璃材料,且为电气绝缘体,这样就不用担心光纤通信接地回路,光纤与光纤之间具有很小的串扰,光纤通信以光波作为通信的载体,相比于导波管和同轴电缆,光纤的损耗很低,这就使得光纤通信的频率比其他电波高很多,光纤通信的容量比其他通信方式高很多。同时光纤通信的光纤存在芯细、直径小的特点,使得光纤通信占有很小的空间,这也有利于解决地下管道拥挤的问题。另外光纤通信的保密性很好,不会出现因光信号泄露而导致信息泄露。
1 光纤通信技术的特点
光纤通信具有很多的优点,如容量大、速度高、损耗低、保密性好、抗电磁干扰能力强等诸多优点,下面一一做以简单的介绍:(1)光纤通信具有容量大、速度高的特点。光纤通信容量大是光纤通信的主要特点,相比于铜线电缆的传输带宽要大得多。但在单波长光纤通信系统中,由于电子瓶颈效应的存在,并未有效利用光纤带宽大的这一特点,单波长光纤通信系统的传输容量在经过一系列的技术处理之后,也获得相应增加,但就现今光纤传输的速率而言,光纤传输的速度及容量存在着较大的拓展空间。(2)光纤通信具有自身损耗低的特点。与以往的任何一种通信方式相比,光纤通信的特点就是损耗最低。从目前通信技术来看,光纤损耗在0到20db每千米之间,但随着科技水平的不断地提高,光纤通信系统能够减少中继站的数目,实现更远的无中继目标的有效传输,同时光纤通信系统的建设成本也会得到相应的降低。(3)光纤通信具有保密性好的特点。众所周知,电波在传输的过程中容易发生电磁波的泄露,保密性能很差,然而光纤通信系统的信息传输模式是光波在光纤中传输,光波导结构限制了光信号,通过这种方式,规避了因光信号的泄露而造成信息泄露的风险,因而在光纤通信过程中具有高保密的性能,也不会发生串音的现象。(4)光纤通信具有抗电磁干扰能力强的特点。光纤具有绝缘性能好、抗腐蚀性强的特点,同时对于电磁干扰的抵抗能力也很强,不管是人为释放的电子干扰还是太阳离子变化、电离层、雷电等自然因素引起的电磁干扰,光纤传输都有很好的抗电磁干扰能力。在军事中的应用范围十分广泛,它可以与电力导体复合构成复合光缆,也可以与高压输电线平行架设。
除了以上这些主要的优点外,光纤通信还具有寿命长、温度稳定性好、成本低、原料资源丰富、易于铺设等诸多优点。
2 光纤通信的关键技术
波分复用技术和光纤接入技术是光纤通信中的两大技术关键。波分复用技术可以将巨大的带宽资源充分利用于单模光纤的低耗损区,并根据不同的信道光波频率,划分光线的低损耗区域,使其成为N个信道,波分复用器运用于发射端,光波成为信道的载波,合并不同波长的信号光载波,传输时送入同一根光纤,这就是波分复用技术。接收端波分复用器的工作就是分开承载着不同信号、且波长不同的光载波,这样就可以实现在一根光纤中实现多路光信号的复用传输。在高速传输数据信息时,为了达到用户的要求标准,创建了高速的宽带传输网络,但要实现完整信号的顺利传输,光纤通信中的用户接入部分也非常重要。光纤接入网是高速的信息流到达用户终端的技术关键所在。根据用途的不同,光纤接入的方式分为FTTH、FTTCab、FTTC、FTTB等多种,将他们统称为光纤到户,这是光纤接入的最终方式。在进行光纤通信时,由于光纤网络具有巨大的带宽容量,在进行光纤接入时,能够充分满足宽带接入的要求,从而为用户最大限度地提供所需的带宽。
3 光纤通信技术的发展趋势及应用
3.1 光纤通信向着大容量、超高速的方向发展。在光纤通信的技术发展过程中,lOGbps的光纤通信网络已经开始广泛地大批量装配。从理论的角度来看,以时分复用为基础,还可以进一步提升高速光纤通信系统的速率,如在实验室中,40 bps的光纤通信传输速率已经能够实现,但是在实际应用中要达到40 bps的传输速率,还有一些性能、价格方面的因素没有得到验证,因为目前来说通过时分复用的方式来提高传输速率的做法已经接近硅和镓砷技术所能达到的极限,用时分复用的方式来提高传输速率的方法已经没有太大的扩展潜力了。然而对于光线网络巨大带宽资源的利用率还不到百分之一,于是人们开始研究波分复用。
采用波分复用系统,可以极大地扩展光线通信系统的系统容量,使得光纤通信的成本大大的降低,为宽带新业务的接入提供便利,对于光联网的实现也具有积极的促进作用,近几年来随着通信技术的迅速发展,光纤通信系统的通信容量得到了大大的提升,预计在未来会有更大的发展空间。
3.2 光纤通信向着光联网的方向发展。在有效利用波分复用系统的前提下,光纤通信采用了波分复用系统技术,使其具有其他光纤通信技术所达不到的诸多优点,但是波分复用技术采用的是点到点的通信方式,这就对它通信的可靠性和灵活性做了限制。在SDH电路上存在交叉连接功能和分插连接功能,如果在光纤通信系统中能够借鉴SDH电路,也应用交叉连接和分插连接功能,无疑可以使得光纤通信技术水平更上一层楼。光的交叉连接设备(OXC)以及光的分插复用器(OADM)都已经成功研制,并在商用中逐渐投入使用。实现光联网的基本目的是为了快速恢复的网络、透明化网络连接、重构网络、允许不同制式信号的连接以及任何系统的互联、扩展网络、达到网络可以灵活重组的目的、允许网络的业务量和节点数不断的增长,从而实现超大容量的光网络。
3.3 光纤通信向着通信光纤新产品发展。伴随通信技术不断创新与发展,通信技术手段不断地革新,我国的IP业务的数量增长已经呈现出爆炸式增长的发展趋势。传统的单模光纤网络已经适应不了现代通信业务发展的需要,目前出现的两种新型的光纤分别为无水吸收峰光纤与非零色散光纤。I550窗口的工作波长区色散较低,从这一点上就支持10Gbps的长距离传输,色散补偿也不再需要,从而降低了色散补偿器及其附属光放大器的成本,这就是设计非零色散光纤的必要性。而且,其色散值始终具有最起码的最小数值,又保持着非零的特性,这足以克服交叉相位和四波混合非线性产生的影响,十分适合足够波长的DWDM系统,与此同时也能够达到DWDM和TDM两者的发展需求。相比于长途的网络,城域网的业务环境更加多变与复杂,需要频繁的带宽管理能力和业务疏导能力来直接支持广大的用户,这就需要开发尽可能宽的波段,全波光纤的研究就是为了能够提供尽可能宽的波段,全波没有了水峰,可复用的波长数得到大大的增加,使得无源器件的成本极大程度地降下来,从而使得整个系统的成本得到降低,同时在这个波长范围内,还能够容易实现高比特率的长距离传输。
4 总结语
随着IP业务数量急剧增加,用户对于通信的带宽、容量以及通信速率的要求越来越高,光纤通信具有大容量、高速度、损耗低、保密性能好、占用空间小、抗电磁干扰能力强的诸多优点,所以被广泛应用于通信行业。但是目前的光纤通信技术对于光纤的巨大带宽的利用率还不足百分之一,光纤传输的速率也有很大的发展空间,因此光纤通信技术的发展潜力还很大,具有良好的发展趋势和前景。
参考文献:
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关键词:光纤通信技术 优势 接入技术
0 引言
近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时,随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势,现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈,成为发展宽带综合业务数字网的障碍。
1 光纤通信技术定义
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的中绕非常小,光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。
2 光纤通信技术优势
2.1 频带极宽,通信容量大
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口,单模光纤具有几十GHz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2 损耗低,中继距离长 目前,实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤,此类光纤损耗可低于0.20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低,因此,由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。
如果将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。目前,由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里,这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3 抗电磁干扰能力强 我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质,交变电磁波在其中不会产生感生电动势,即不会产生与信号无关的噪声。这样,就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近,也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。
2.4 光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设 光纤的芯径很细,约为0.1mm,由多芯光纤组成光缆的直径也很小,8芯光缆的横截面直径约为10mm,而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题,节约了地下管道建设投资。此外,光纤的重量轻,柔韧性好,光缆的重量要比电缆轻得多,在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量,显得更有意义。还有,光纤柔软可绕,容易成束,能得到直径小的高密度光缆。
2.5 保密性能好 对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而,随着科学技术的发展,电通信方式很容易被人窃听,只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置,就可以获取明线或电缆中传送的信息,更不用去说无线通信方式。
光纤通信与电通信不同,由于光纤的特殊设计,光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送,很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套,这些均是不透光的,因此,泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外,由于光纤中的光信号一般不会泄漏,因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。
3 光纤接入技术
随着科学技术的发展,光纤通信技术也在不断提高,现今它实现了超大容量、价格合理、性能好、高速率的全光网络。所以,本文就光纤通信技术的现状与发张研究进行了简单的阐述。
【关键词】光纤通信技术 现状 发展研究
1 密集波分复用( DWDM) 光纤通信系统
密集波分复用技术是指光载波波长间隔不大于0.8nm时的一种技术。密集波分复用技术应用已经存在的超大宽带资源,用关键的光器件、设备来代替电设备,这样做不仅提高了信息传输速率也扩大了现有网络的容量。在某种程度上它也节省了资金,减少了各个方面的损失。DWDM是波分复用的,现如今,它已经成为人们关注的重点,对光纤通信技术具有很重要的意义。它之所以可以提高信息传输速率,原因在于它可以在同一条光缆上传播不同波长的光。
1.1 信号的发射
密集波分复用( DWDM) 光纤通信系统光纤通信系y代替了传统的固定波长激光器,在一定程度上实现了输出波长稳定,即波段之间的间隙比较小,且有效的降低了光交换机的复杂程度。密集波分复用( DWDM) 光纤通信系统中波长可调的激光器是其重要部件之一,它使网络在进行扩容时更加方便和快捷。
1.2 信号的合波
光信号在进行传输时要将各种不同的光信号合成为一种光信号然后传输到高速的光缆上。这种特性可以利用波分复用器来实现。其中阵列波导光栅( AWG) 复用器是密集波分复用( DWDM) 光纤通信系统中最好的波分复用器。现如今信息的传输容量要求比较高,为满足现状,多通道的阵列波导光栅( AWG) 复用器的研究已经成为重点,且它的研究与发展前景很好。 AWG 器件的优点是便于信息的集成、性能比较稳定合理,由于其尺寸较小,从而也降低了它的制作成本。从这些方面看来它使全光网络的重要器件之一,具有很好的发展前景和运用的价值。
1.3 信号的传输和放大
信号的传输和放大主要由掺铒光纤放大器( EDFA)及光交换来实现。
1.3.1 掺铒光纤放大器( EDFA)
掺铒光纤放大器( EDFA) 在光纤通信的系统中主要是直接放大将要传输的光信号,从而增加了光信号的传播速率,使整个操作系统更加方便、快捷。掺铒光纤放大器( EDFA)它代替了传统的方式,具有明显的优点,例如降低了噪音、增益比较高、输出的功率大、连接损失比较低。 它对于光信号的放大能力的优劣主要取决于自身的增益性质。当信息的传输距离增加的同时也要在传输的光缆上增加跟多级的掺铒光纤放大器( EDFA),此时它的增益性质就很重要。此外, EDFA 的缺点是带宽不是很大,宽带宽的密集波分复用( DWDM) 光纤通信系统,其对光放大方法已经在向混合放大模式发展了。
1.3.2 光交换
光交换的主要功能是将不同光波信号的通路进行交换、对光波信号的通路进行保护、将光波输入或者输出到光缆通信系统中。光开关是全光交换系统中的关键器件之一,光开关的主要优点是它在工作时串音低、 插入后其带来的损耗比较小、 工作性能比较稳定可靠,它的缺点主要表现在开关的速率较慢、不易集成、设备体积较大。
1.3.3 信号的分离
简单的说就是应用解波分复用技术将将要在光缆上传输的信号进行细化分离,然后再分配到信号各自的接收器上。
1.3.4 信号的接收
就是将信号进行一级一级的传送接送。具体是将波长信号利用解复技术解出,通过滤波后传输到属于自己的接收器上,然后接收器再将波长信号传输到下一级设备上。
2 全光网络的发展
密集波分复用光纤通信系统在现今已经得到了非常广泛的利用。它满足了庞大的信息容量需求。但在使用它的过程中它也有很多缺点,例如密集波分复用光纤通信系统对于信息的传输距离有一定的限制,且SDH 环形拓扑结构,在使用的过程中不仅要在任何时候留有一半的容量,而且要有很多冗余设备。 DWDM 和SDH 环一起使用时具有很多缺点。但全光网络技术不仅提高了系统各个方面的性能,而且减少了损耗,降低了设备的成本投入,现今我们可以利用光复用技术来完成多路信号通道复合使用合组网。全光网络的主要作用是让不同的光信号在复杂的网络中进行传输和仙湖交换,其对光信号的控制部分要电路方法。
3 我国光纤通信技术的现状和发展
随着我国科学技术的发展,研究人员对于我国光纤通信技术的研究也在不断的进行,现今,我国的光纤通信技术在世界上占有重要地位。例如, 已经在所有省会级城市和多个市区进行了铺设,有近20条海底光缆被人民利用, 实现了大部分地区通信无障碍的计划,并且也实现了跨国通信。而且OXC、OADM 、全业务接入网等运用于光纤网络的设备也开发成功。以上例子说明了我国也成为了能够自主研发高速的光传输系统并且成功投入使用和投入进行商业开发的少数国家之一。近几年来, 我国的光通信技术发展迅速,成功的缩短了我国与发达国家在此方面的距离,此技术也是我国与发达国家技术及其他方面里差距最小的技术领域之一。但通过了解可以知道,在光纤通信设备进行光信号的传递时的一些其主要作用的技术、元器件以及部分材料都需要靠从发达国家进口,因此我国的光传输依旧要列入重点研究项目的名单,从而更加有效的推动我国的信息产业的发展以及建设。光纤通信技术对于网络和各种信息的扩容具有很重要的意义,相信我国的光纤通信技术在未来会有很好的发展,它会不断改善自身缺点,以提高信息的传递速率、增大信息存储容量和使其性能价格比合理等优点。
参考文献
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