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光纖通信中光纖的作用范文1
關鍵詞:電力通信;光纖通信技術;應用;影響
電網安全運行的關鍵和電力安全的支撐就是電力通信,電力工業的快速發展對電力通信系統提出了更高的要求。光纖通信技術的重量很輕、容量很大、損耗很低、抗干擾能力很強,尤其是光纖通信的光波分復用和光交換作用,滿足了數字化發展的要求,也使電力綜合通信的能力得到了提高,所以,光纖通信技術在電力通信中廣泛應用,可是隨著時代的發展,要不斷加強對光纖通信技術的開發和研究。
1 在電力通信中應用光纖技術的重要性
1.1 在電力通信系統中,網絡具有復雜性
電力系統中的通信需要使用各種不同的設備,可是設備不同,接口的方式和轉換的方式也就不同了,例如,用戶線的延伸、中繼線的傳輸等。除此之外,各種通信手段在電力系統中使用,增加了電力通信系統的復雜性。
1.2 電力系統傳輸信息實時性強
電力通信系統中傳輸的信息有繼電保護信號、話音信號、電力負荷檢測的信息和圖像等,這些信息的量不大,可是實時性很強。
1.3 電力通信系統通信的范圍很廣
電力通信系統的主要服務對象有發電廠、供電局、變電站、電管所等,所以電力通信系統的通信系統非常的廣,對光纖技術提出了更高的要求。
1.4 電力通信系統要求可靠性和靈活性較高的通信
電力系統對人們的生產和生活有很重要的影響,它的重要任務就是維持電力供應的穩定。為了維持電力通信系統的正常運作,就要避免間斷或者突況的發生,所以要具有較高靈活性和可靠性的電力通信,為了滿足這種需求就要應用光纖通信。
1.5 為了滿足電力通信系統的需求,通信技術要有很強的抗沖擊能力
電力系統如果突然發生故障,就會波及很大的范圍,造成通信的業務量短時間內增加很多,所以電力通信系統要求通信技術具備很強的抗沖擊能力,為了滿足這種需求,就要應用光纖通信。
2 電力通信系統中經常用的光纖
在我國,電力通信系統是不同的,想要建設一個光纖通信網是非常困難和復雜的,時代的發展對電力通信提出了更高的要求,在通信網中也就要求更加先進的光纖。目前經常用的電力通信光纖有光纖復合地線、光纖復合相線等。
2.1 光纖復合地線
光纖復合地線指的是電力傳輸線路中的地線中有一定的具有地線作用和光纖優點,同時可靠性強和不需要進行特殊維護的管線單元。同時想要應用光纖復合線需要很大的投資,它主要應用于建設新線路和更新舊線路。主要作用就是防止輸電線路被雷擊,同時也可以通過地線中的光纖進行信息傳輸,將地線架空。
2.2 自承式光纜
自承式光纜主要分為兩種,即金屬自承式光纜和全介質自承式光纜。全介質自承式光纜的質量很輕、直徑很小、結構式全絕緣的,尤其是它的光學性能非常的穩定,就能夠降低停電造成的損失,這種光纖非常的特殊;金屬自承式光纜具有簡單的結構、較低的成本,應用與電力系統時不需要將短路電流和熱容量考慮在內。
2.3 光纖復合地線
光纖復合地線指的是輸電線路中一種電力光纜,這種光纜將光纖單元復合在輸電線路相線中。光纖復合地線將電力系統的線路資源進行充分的利用,防止和外界發生矛盾,這是電力通信系統應用的一種新型光纜,對解決架空線路受限問題非常有效,也可以防止發生雷擊時間,除此之外,在使用光纖復合相線以后,使地線絕緣的運行更加穩定,也節省了電能。
3 對電力系統光纖通信網的維護
目前,電力系統中廣泛應用光纖通信技術,而光纖通信技術不斷加大網絡規模和網絡結構的復雜性。良好的維護電力系統光纖通信網是電力系統更加安全和可靠的保證。第一,要提高電力系統工作人員的專業技能和綜合素質,需要對他們就行全面的培訓;第二,積極引進先進設備,更新技術和設備,維持光纖通信網絡的正常運行。
4 電力通信中光纖通信技術的發展方向
4.1 光接入網
最近的幾年,網絡技術不斷的創新和發展,網絡的交換和傳輸不斷的更新換代。將來,網絡的發展趨勢就是智能化網絡,具有網絡主宰、高度集成、數字化的特點。目前網絡的接入主要是通過雙絞線,雖然雙絞線具有較好的傳輸質量,可是和光纖還是存在很大的差距。如果應用光接入網,管理和維護網絡的成本就會降低,甚至可以建立光透明網絡,實現真正的多媒體。
4.2 使用新型的光纖
現在,IP的業務量不斷增加,電信網絡也要不斷的創新和發展,光纖正是其發展的基礎?,F在的信號傳輸都是遠距離,并且有很高的質量要求,原來的單模光纖已經不能滿足發展的要求,所以對光纖進行開發和研究是電力系統發展的需要。目前,隨著不斷提高的干線網要求和不斷發展的城域網建設,兩種新型的光纖已經得到社會各界的認可,這兩種分別是非零色散光纖和無水吸收峰光纖。因為光纖的先進性,他們的應用與發展也會非常廣泛。
4.3 光聯網
光聯網以后光網絡具有很大的容量、很多的網絡節點、很大的網絡范圍,同時網絡的透明度也會增加,有效的將不同的信號連接起來,提高了網絡的靈活性。除此之外,網絡的恢復速度也會加快、恢復時間也會縮短,也不會影響電力系統的正常運行。很多發達國家已經投入資金、人力和物力在光聯網之上,我國也將逐步邁向這條路。光聯網將會在將來的通信中發揮巨大的作用,促進電力通信的發展。
5 結束語
科學技術不斷發展,同時在電力通信中得到更加廣泛的應用,光纖通信技術的發展也是迅猛的,將電力通信的質量和速度大大提高。而且,光纖技術在最近幾年已經延伸到了很多家庭、企業、政府維持了電力通信的持續發展。
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光纖通信中光纖的作用范文2
【關鍵詞】 光纖通信 發展現狀 前景
一、光纖通信的內涵
光纖通信是指使用光纖作為傳輸媒介,把光作為信息載體的一種現代通信方式。光纖通信的原理是基于光纖、光源以及光檢測的組成。其中光纖的的絕緣性質良好,是采用玻璃材質制成的光導纖維,不會引發接地回路的問題。光纖與光纖之間產生串線的情況的幾率基本為零,信息傳輸的保密性能和安全性能非常高。光纖的內芯非常細,所以所占用的傳輸系統空間特別小,大大的節約的空間。光纖通信系統里的頻帶非常寬,故而光纖通信的容量巨大。在光纖通信中,光波頻率高,損耗小,不需要中繼設備,可以進行長距離的信息傳輸??垢鞣N電磁干擾的能力非常強大。因此,光纖通信對于資源的優化配置或是軍事上都有重要作用。光纖通信的急速發展,使光纖通信的適用范圍不斷擴大,成為了現代通信的重要方式,也對整個社會的影響越來越大。
二、我國光纖通信的發展現狀
1、使用于廣播電視網。近年來,我國光纖通信技術發展的越來越成熟,應用的領域逐漸擴大。在電視廣播領域里,廣播電視信號以光纖作為傳輸的載體,網絡建設是以光纖網絡為中心的大局勢已經形成。光纖通信傳輸信息系統具有傳輸頻帶極寬,通信容量大,光纖損耗小,串線幾率低,抗干電磁擾能力強等優勢,傳輸過程中不會存在因為中繼設備而產生的噪音或雜聲,而干擾信息信號的質量,更加不會因為拖延接收信號的時間而受到輕易影響。,光纖通信傳輸信息系統因其自身所具有的特點和優勢,現在已經成為城市中最普遍的的數字傳輸和數字電視的鏈路,也實現電視傳送方式中電視直播或者兩地傳輸的基本方法。
2、使用于電力通信網。隨著光纖通信在通信網絡范圍中的廣泛采用,我國大部分城市的電力專門使用通信網絡也大體上實現了由主干線的接入網向光纖通信網絡的轉向過渡。當前,以光纖通信網為基礎的電力通信網已經成為我國較為完善的,較大規模的電力專用通信網。電力通信系統需要傳輸的各項音頻、數據、寬帶等各項電信業務以及電力生產產業的業務基本上都是光纖通信負責傳輸和承載。
三、對我國光纖通信前景的分析
1、通信容量巨大。目前,我國的電子通信正處于高速發展的好時機,尤其是是光纖通信的發展前途不可估量。長距離信號傳輸技術和容量大是當下最受青睞的光纖通信的優勢特點。受到了各方的極大關注。光纖通信具有以下優勢,信息傳輸頻帶大,光纖的損耗少,光纖具有超大容量和體積小等等。正是因為上述各種優點,光纖通信廣泛應用于多個領域?!蹦壳暗牟ǚ謴陀眉夹g可以可以實現提高光纖的信息信號傳輸,這種技術也能夠實現在兩種或兩種以上的不同光信號在同一條光纖中完成各自的傳輸,互相之間不會產生干擾影響。在研究中,科研人員發現在某種程度上,光時分復用技術也可以實現增加光纖中信號的傳輸的信號數量,以期實現擴大信號傳輸容量的目標。
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【關鍵詞】 光纖通信技術 鐵路通信 應用
光纖通信技術在現代通信中脫穎而出,在很大程度上加快了傳播的速度,使其通信技術發生了質的飛躍。光纖技術在技術方面得到了提高,使其應用的范圍更加廣泛,應用到了很多的領域方面,其中鐵路通信方面就是一個很重要的應用。鐵路通信逐漸走向了通信智能化的防線,光纖通信技術在鐵路通信中的應用在很大程度上滿足了當展的需求。光纖通信技術廣泛地應用到鐵路通信當中,將提升鐵路通信的能力,使鐵路通信系統更加的完善,為人們的生活提供更加便利的條件。
一、光纖通信技術的概述
光纖通信技術是以高頻光波為載波,光纖是以傳輸介質為通信媒介。在19世界60年代,曾有人提出了關于光纖傳播技術,闡述了光纖將為信息傳播的一種重要方式,將有可能大大降低光纖的損耗,光纖通信技術將加快通信技術的發展。美國康寧公司根據當時的學術論文研發出了世界上第一根超低損耗光纖,整個通信行業將走進光纖通信時代。
光纖通信技術最主要的特點是低損耗、傳導速度快、容量大、使用的體積小、有很強的抗電磁干擾能力,受到了很多專業人士的熱愛,將會得到大力的發展。隨著科學技術的不斷發展,從19世紀60年代到21世紀,短短的二十年,光纖通信發生了巨大的改變,其容量整整提升了一萬倍,傳播速度也提升了幾百倍,大大發展了光纖通信行業。光纖技術被廣泛的應用到各個行業當中,推動了很多新技術的發展,使各行業的通信能力發生了翻天覆地的改變。
二、光纖通信技術的現狀
2.1波分復用技術
波分復用技術是根據不同光波的頻率不同,充分利用單模光纖低損耗區的寬帶資源,將光纖的低損耗劃分為不同的通道,把光波作為光纖信號的載體,在發送初始的位置應用波分復用技術,將不同頻段波長信號的光波融入到同一根光纖線路當中,進而進行信號傳輸。在接收末端的位置,再次利用波分復用技術將不同波長承載不同信號的光纖進行分開。不同波長的光載波信號是獨立存在的,可以利用一根光纖實現多個線路光纖信號的傳播。
2.2光纖連接
光纖通信技術的大力發展,將能夠引領國家通信行業的未來發展,光纖連接將成為信息高速中非常重要的一個標志。光纖連接技術應用到各行各業當中,能夠很大程度上提高信息的傳播速度和傳播方式,滿足人們在信息時代的大力需求。在光纖通信技術當中,寬帶主干線路的傳播非常的重要,用戶在最后進行光纖連接的過程更加的重要。光纖通信技術將走進了千家萬戶,有效的提高人們上網的速度,使人們走進高速信息時代,使寬帶進入到飛快發展的年代。在光纖寬帶連接入口處,由于光纖線路的位置不同,有FTTB、FTTC、FTTH等不同的應用。FTTH也可以稱之為光纖用戶,光纖用戶是光纖寬帶連接最后的一個步驟,將接入到用戶家中。充分的利用光纖寬帶的特點,將在很大程度上為用戶提供寬帶上網不受到限制,充分的滿足寬帶連接技術的需求。
三、光纖通信技術在鐵路運輸通信系統中的應用
人們現在的生活水平越來越高,對于鐵路運輸的安全和速度要求也越來越高,對于鐵路通信技術的傳輸速度和傳播質量要求也在明顯提升,光纖通信技術在鐵路通信方面的應用有著非常巨大的意義。鐵路通信中應用光纖通信技術歷經了3個階段,才逐漸走向成熟。這3個階段分別是PDH光纖通信階段、SDH光纖通信階段和DWDM光纖通信階段。
3.1 PDH光纖通信階段
在上個世紀80年代,我國開始逐漸研究鐵路光纖通信技術,PDH光纖技術被應用到光纖通信當中,首次,在我國北京作為試驗點,研發了長達15Km的光纖。這次光纖實驗所鋪設的是短波光纖,使二次群系統處于開啟的狀態。在我國首次應用PDH光纖通信技術的鐵路是大秦鐵路,大秦鐵路的重載雙線電氣化中應用的是八芯單模短波光纖,在這個當中局部網絡通信系統使用的設備是36Mb/s PDH的二芯;鐵路沿線的車站和區域網絡的通信系統設備是PCM,以及配置8Mb/s PDH的二芯,標志著我國鐵路通信系統從傳統的通信模式逐漸轉變為光纖通信技術。大秦鐵路通信系統的成功轉型,將預示著鐵路通信系統光纖通信技術走向了一個新的領域。PDH光纖通信系統有一個重要的功能是能在最短的時間檢測鐵路通信系統的安全漏洞和隱患,并且能夠及時的清除,很大程度上保障了鐵路通信系統的安全和正常運作。PDH光纖通信系統的功能雖然很強大,推動了鐵路通信系統的發展,但是這種光纖通信系統也存在一些問題,PDH光纖通信系統具有很復雜的結構,每個區域有著不同的標準,網絡管理的能力比較弱,這些都嚴重的制約了鐵路通信系統的發展。這就要求科研人員要不斷的開發出新的技術,彌補漏洞。
3.2 SDH光纖通信系統
SDH光纖通信系統相對于PDH光纖通信系統更加的完善,能夠有效的彌補PDH光纖通信的不足,SDH光纖通信技術促進了鐵路通信技術的發展。SDH光纖光纖通信技術是一種高速發展的數字化通信技術,它將實現數字信息化的同步轉播,將信號固定在特定的結構中。SDH光纖通信技術有幾方面的優點:第一個優點是在簡化網絡中各個支路的字節復接應用;第二個優點是創造了不同廠家設備互聯網之間的連接,使光纖通信采用的標準和比特率采用相同的標準;第三方面是SDH光纖通信具有很強大的網絡和自我完善功能,當網絡信號突然被中斷,在自動恢復后,其網絡信號傳輸仍然可以繼續使用;第四方面是SDH光纖通信系統有著很強大的自我管理功能,能夠為鐵路通信的傳輸和通信的安全提供可靠的保障。SDH光纖通信技術比PDH光纖通信技術有著很強大的通信功能,在鐵路通信系統中嶄新出獨具特色的優勢。先進的SDH光纖通信技術將能夠代替傳統的PDH光纖通信技術,其中SDH光纖通信技術最早應用在贛韶鐵路當中,在修建這條鐵路過程中,為了使用到先進的SDH光纖通信技術,搭建一條新的光同步傳輸系統,采用了二十芯光纜。為了接入光纖通過接入層傳輸設備和622Mb/s光纖口,這些設備和贛韶鐵路沿線的接收設備相互連接,使整條贛韶鐵路沿線都實現SDH光纖鐵路通信,大大推動了我國鐵路通信事業的發展。SDH光纖通信技術在鐵路通信系統中起著重要的作用,但隨著社會經濟的快速發展,SDH光纖通信技術逐漸不能滿足鐵路通信的需求。鐵路通信的需求在數據傳輸方面提出了更高的需求,要想實現這一需求,需要將其速度提升百倍以上。
3.3 DWDM光纖通信系統
根據鐵路通信技術的需求和科學技術的發展,人們研發了DWDN光纖通信,這種先進的光纖通信技術,明顯的超過了PDH光纖通信和SDH光纖通信。DWDM 技術是根據單模光纖帶寬和其損耗低的特點,允許多個波長載波信道同時在光纖內傳輸,形成一種新型的通信技術。DWDM通信系統中,發送端光發射機同時發射不同穩定度和精度的不同波長光信號,通過光波長復用器將其復用送入摻鉺光纖的功率放大器當中。在經過放大后,將多路的光信號輸送到光纖維中傳輸。在到達接收端后,經過光前置放大器放大,然后送到光波長分波器當中實現光信號的分解。該技術的主要的優勢是DWDM光纖通信可以在同一光纖內承載不同波段的波長,這樣就可以提高了傳輸的速度和增大了傳輸的容量;DWDM光纖通信技術可以容納不同的協議要求,將不同的傳輸速度中數據在一個激光軌道中完成,這樣就會在最大限度內滿足網絡用戶的需求和網絡的安全。DWDM光纖通信技術已經被用到了鐵路開發當中,因該通信技術能夠增大傳輸速度,同時增加傳輸容量,在鐵路信息系統開發當中,被采納應用。該技術的應用是鐵路信息系統的信息傳遞更穩定、迅速,保證了鐵路信息及時傳遞,為鐵路信息服務提供便利。
總結:綜上所述,光纖通信技術廣泛的應用到鐵路通信當中,大力的推動了我國鐵路通信的發展。尤其是光纖通信技術不斷的發展,克服了在鐵路通信應用方面的很多難題,一步一步追趕通信時代的發展,滿足市場的需求,使鐵路通信技術始終處在時代的前沿。
參 考 文 獻
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一、光纖通信系統簡述
光纖技術作為我國移動通信網絡傳輸的主要方式,已經得到越來越多的認可。光纖網與以往的網絡材料相比,具有更高的安全性,占據空間小。傳輸方式的選擇對網絡的效果具有直接影響,光纖改變了以往單一的信號傳輸模式,信道的抗干擾能力增強,有效的防止了信道擁擠現象。我國移動通信網絡在由2G向3G發展的過程中逐步實現了光纖通信方式,目前這種方式已經取代了以往的線路傳輸方式,使得移動通信更加方便,功能更加強大。
二、波分復用技術的特點和優點
2.1波分復用技術的特點波分復用技術的主要作用在于將光纖中的低損耗波段進行重新使用,變相的增加了光纖系統的容量,同時滿足更多用戶的需求。光纖經過多年的發展,人們開始對其功能的使用進行研究,因而出現了波分復用技術。該技術關注光纖通信網絡帶寬串號,關注光纖潛在作用的開發。隨著這一技術在移動通信系統中的應用,網絡兼容性得以提高,不同步信號的輸出成為一種可能。數字模擬傳輸方式也逐漸實現并得到認可。以往的移動通信受到傳輸速率的影響,設計者不斷的通過提高傳輸速率的方式來改善這一問題,然而光纖通信的一些影響因素是無法消除的,波分復用技術立足于信號模擬,使傳輸效率不再對光纖通信造成影響。
2.2波分復用技術的優點波分復用技術具有相當的優勢。首先,將其用于光纖通信中,能夠有效的提升光纖容量。提高容量就意味著增加了同一時間用戶可使用的數量,主要表現在波分復用技術對低損耗頻段的使用上。與以往的技術相比,波分復用技術還可以同時進行兩個或兩個以上信號的傳播,并且不同的信號之間可以實現共融,不會造成干擾。另外,光纖系統在建成使用過程中,隨時可以根據需求進行容量擴充,只要滿足系統內部具有功率余量即可。光纖雖然占地面積小,但是隨著人們網絡需求量的增大,容量問題和空間問題也值得考慮。采用波分復用技術減少了光纖的使用數量,解決了空間上存在的問題。同時,光纖通信傳輸的維護費用降低。
三、光纖通信系統中波分復用技術的具體應用
1、光纖信號輸出。波分復用技術與光纖通信有機的結合起來,在信號傳輸的同時就完成了擴容等過程,不破壞光纖通信的完整性,信號輸出是波分復用技術的重要表現形式,根據不同型號的光源,可以輸出不同種類的信號。并且只要捕捉到任何信息,都可以確保信息的完整性。另外,波分復用技術的出現還表現在電信號的轉變上,最終促進大容量光纖的輸出。
2、對復用器和解復用器的要求。復用器和解復用器是波分復用技術生效的根本技術,在啟用時需要對系統可靠性進行分析,并確保其價格合理。現代網絡運行要求以最低的能耗為準,在滿足容量和信息輸出的需求前提下,盡量降低能量消耗。光纖通信對波導的寬度具有較高的要求,合理分析波導寬度并且掌握波間變動,及時查找波分復用技術使用過程中的振動問題,溫度不合理問題等。復用器和解復用器在外形設計上具有一定差別,但是在使用中可以互換,要根據波長要求正確選擇設備,測試波導對波光的敏感度。
3、光源的選擇。波分復用技術通常選擇發光二極管作為主要的光源,該光源具有功率小、能量低等特點,可以滿足光纖通信多年基本需求,但對于大面積的使用,則顯得功率不足。隨著科技的發展,開始出現激光二極管,與發光二極管相比,波長縮短,降低了波導之間相互干擾的幾率,甚至影響復用器或解復用器的正確選擇。激光二極管還提高了信息傳輸效率,使信息傳輸的影響因素減少。在設計過程中,要為激光二級管提供合理的溫度環境,確保其運行安全。
四、總結
波分復用技術是為了解決光纖通信的利用率不高問題而出現的,這一技術的應用取得了良好的效果。隨著我國科技的發展,人們生活方式的變化,網絡通信已經成為人們生活中不可或缺的娛樂項目之一,信號的強度、傳輸的速度都成為使用者關注的問題。移動網絡運營商在這一問題上應主動思考,引入波分復用技術,進一步保證光纖通信的積極作用發揮。
作者:范秀國 單位:廣東海格怡創科技有限公司
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光纖通信中光纖的作用范文5
國網新疆電力公司奎屯供電公司新疆奎屯833200
摘要:隨著社會的發展,電力系統對生產生活的影響越來越大,社會對電力系統的穩定性、安全性、可靠性提出了更高的要求。電力通信系統是電力系統的重要組成部分,其運行性能對于電力系統的安全性和可靠性具有重要影響。傳統電力通信系統在網絡結構、信息傳輸量、可靠性、抗沖擊性能方面無法滿足現代社會的需求,需要借助先進的光纖通信技術進行改善和升級。
關鍵詞 :光纖通信;電力通信系統;可靠性;抗干擾能力
1 概述
電力通信系統是國家電網系統中的重要組成部分,電力通信系統的建立是為智能電網的建設提供必要的技術保障,也是建設安全、穩定現代電網的必經階段。光纖通信技術是現代科學技術的一種,該技術由于其獨特的抗電磁干擾能力、容量大、傳輸性能高等優點,已經在電信部門取得良好的應用效果,并將在電力通信系統中繼續發揮其優勢。
2 電力通信系統發展現狀
2.1 電力通信系統的網絡結構復雜。傳統電力通信系統中包括多種通信設備,不同設備之間的連接方式及信息轉換方式不同,造成電力通信系統網絡結構非常復雜。中繼線傳輸、用戶線的延伸、載波設備和微波設備間的轉接等均采用不同的通信手段,這就增加了通信系統網絡結構的復雜性,為后期的故障檢修制造較大的難度。
2.2 電力通信系統傳輸量小。傳統電力通信系統的信息傳輸量少,失效性差,嚴重影響了電力通信系統的運行性能。電力通信系統中信息的傳輸,不僅需要傳統的數據信息傳輸,還需要繼電保護信號、話音信號、電力負荷檢測信號等,以便提供數字、圖像、聲音等多種形式的信息傳輸功能。圖像、數字等信息在整個電力通信系統信息傳輸中所占比例不大,但其時效性較難保障,這就給電力通信技術提出了新的挑戰。
2.3 電力通信系統的可靠性及靈活性不足。隨著社會的不斷發展,電力在生產領域和生活領域中的應用越來越廣,人們對電力系統的依賴性也越來越強。電力系統在人們的工作和生活中的應用,已經深刻的改變了人們的需求習慣。為保障人們工作和生活的正常運行,如何提高電力系統的穩定性及靈活性成為當前電力企業面臨的主要問題。電力系統在運行過程中出現的間斷或突變現象,將對多種生產設備和電氣設備產生影響,嚴重時可能引發重大安全事故,給人們的財產安全和生命安全帶來極大的損失。
2.4 電力通信系統抗沖擊性能較差。隨著科學技術的不斷進步,電氣設備的功能、結構、連接都有了不同程度的提高,電力系統中各個設備之間的聯系性加強,方便對其進行統一管理、控制。在電氣設備實現控制自動化的同時,也帶來了一定的弊端,若電力系統中某一環節出現故障,則可能對相關的設備產生不利影響,造成部分或者整個電力系統的癱瘓,給社會和企業帶來巨大的經濟損失?,F代社會要求電力系統具有較高的穩定性,這就給電力通信系統的抗沖擊性能提出了新的要求,傳統電力通信系統抗沖擊性能無法滿足社會的需求。
3 光纖通信技術在電力通信系統中的應用
光纖通信技術具有強抗干擾能力,傳輸量大和傳輸衰耗小的特點,這就決定了該技術在電力通信系統中將具有廣泛應用。該技術除普通的光纖外,研發的其他性能的光纖技術也在電力通信系統中得到廣泛應用。
3.1 光纖復合地線的應用。光纖復合地線(OPGW)也被稱為地線復合光纜或者光纖架空地線,該技術主要功能為保護輸電導線,對整個輸電線路起到防雷作用,提高系統的抗沖擊性能;另一方面復合技術可將架空地線和光纜綜合起來,實現多種信息的傳輸功能。光纖復合地線是在電力傳輸線路的地線中包含了光纖單元,這就提高了電力通信系統的可靠性和安全性,大大減輕了后續的維護工作。光纖復合地線在帶來多種優良性能的同時,也增加了工程的投入成本,極大的限制了該技術的應用范圍。一般來說,光纖通信技術多在新建線路或舊線路地線更換工程中使用。光纖復合地線除具備以上優良性能外,還能滿足架空地線的機械和電氣性能,因此該技術能廣泛應用于所有架空地線中,對于我國的電力系統的升級改造具有十分重要的實用價值。
3.2 光纖復合相線。光纖復合相線是將光纖通信技術與傳統的相線結構融合而成的一種新型技術,光纖復合相線是在利用原有電力通信系統線路資源的基礎上,利用光纖技術協調通信系統中的頻率、線路和電磁兼容性,從而起到改善傳統電力通信系統的信息傳輸性能的目的。該技術作為一種新型的通信光纜,最早應用在150kV電力系統中,隨著技術的不斷成熟,已經廣泛應用到更高電壓系統中。我國電力系統將光纖復合相線代替三相電力系統中的一相,使其與其他兩相組成新的三相電力系統,提高信息傳輸質量和數量的同時,還避免了另設通信線路的麻煩,節約了成本。光纖復合相線在施工過程時,應利用光纖的接續技術和光電子的分離技術,對相線中的光纖單元進行單獨分離,并在施工過程中設立獨特的接線盒。
3.3 全介質自承光纜(ADDS)。全介質自承光纜廣泛應用于220kV、110kV 和35kV 的電壓輸電線路中,該技術主要是對原有線路的改進升級,直接利用高壓輸電線桿搭建自己的通信網絡。全介質自承光纜技術具有較好的環境適應性、抗干擾性能、較高的傳輸性能和光纜機械性能,施工時可與其他高壓電力傳輸線路一起鋪設,而不受任何其他外界電磁信號的干擾,大大提高了電力通信系統的高效性和便捷性。全介質自承光纜組成材料主要為非金屬材料,如聚乙烯或耐電痕材料組成了光纜的外套,提高了光纜的抗干擾能力。全介質自承光纜在進行工程設計時,要根據工程的實際需求選擇合適的外護套,并根據工作環境的變化,如風速、溫度、雨雪等自然因素,制定合適的施工工藝,保障電力通信系統的安全性。
4 結束語
隨著科學技術的不斷提高,各種先進技術在電力系統中的應用越來越普及,極大的促進了我國電力系統的發展,為我國智能電網系統的改建工程提供了技術保障。光纖通信技術在信息傳輸方面具有穩定性好、抗干擾能力強、傳輸量大、信息衰損小等優點,因此廣泛應用于電力信息傳輸系統。其中,光纖復合地線、光纖復合相線和全介質自承光纜技術已經在電力通信系統中得到廣泛應用,極大的推動了我國電力行業的發展。
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光纖通信中光纖的作用范文6
一、光纖技術的發展
在過去的四十多年里我國光通信技術得到迅速發展,這也是對光纖技術發展的有效推動。通信系統與光線之間存在著相輔相成的關系,也就是說通信系統的不斷升級必須伴隨著業務的需求。系統和器件的進步對光纖提出了新的要求,推動了新型光纖的開發,光通信傳輸系統一共經歷四個發展階段每個階段,都對光纖技術進步的推動作用。下面我們對其進行仔細分析。
1.波長為853nm的led光源是第一代光纖通信系統的重要組成部分。同時其采用的是多模光纖。纖芯較大且數值孔徑較高多模光纖的顯著特征與優勢??梢苑奖愕匕研盘柟庠瘩詈线M光纖,光纖直接連接和熔接相對容易,多模光纖的模間色散對傳輸寬帶進行限制。1975年第一個實用的光纖通信系統在室外中進行應用。傳輸距離進一步的延伸傳聲,速度也在進行不斷的提高,多模光纖已經不能實現對系統要求的有效滿足。因此必須結合實際情況與先進的科學技術對其進行合理的改革與創新。
2.半導體激光器在1970年以后取得較大發展。光纖長波長傳輸窗口的應用促使單模光纖傳輸系統的構建順利進行。在真正意義上使得單模光纖傳輸系統成為可能。
3.單模光纖的工作窗口中衰減最低在1550nm波長,但該波長窗口中的色散非常大(+17ps/km/nm),這限制了高速率系統的傳輸距離。為充分利用該窗口衰減最低的優勢,光纖廠商開發了一種新型光纖,即色散位移光纖(DispersionShiftedFiber,DSF)(G.653光纖),該光纖實現了1550nm波長區域最小的色散值,可以使用光譜寬度只有幾個納米的激光器,從而實現了工長為1550nm的第三代光纖傳輸系統。
4.隨著摻鉺光纖放大器(ErbiumDopedFibreAmplifier,EDFA)和波分復用(WavelengthDivi-sionMultiplexing,WDM)技術的出現,出現了多道傳輸的第四代大容量光纖傳輸系統。研究表明色散位移光纖的色散值在1550nm時并不適合波分復用傳輸,這是因為四波混頻的非線性效應在色散為零時最強,導致2個相鄰信道間的串話干擾非常強烈。為減少四波混頻效應,需要適度的,色散應該盡量小以減少色散對傳輸的限制。因此提出了非零色散位移光纖(NonZeroDispersionShiftedFiber,NZDSF)(G.655光纖)的概念。目前,非零色散位移光纖已經廣泛敷設在全球高容量波分復用網絡中。
二、光纖新技術在電力通信中的應用
除了以上介紹的常規光纖外,隨著光通信技術的發展,也出現很多新型光纖,如超低損耗光纖、大有效面積光纖、200μm小外徑光纖等。這些光纖在衰減、有效面積、幾何尺寸等方面進行了優化,以滿足不同場景下的應用。
G.652光纖通過在纖芯中摻鍺的方式提高纖芯的折射率,和二氧化硅的包層材料間形成折射率差,以保證入射光在單模光纖中的傳播。但由于芯層中摻了入Ge2等金屬氧化物,會導致光纖損耗增加,因此傳統G.652光纖最低衰減為0.18~0.19dB/km。理論和實驗表明,光纖中的損耗主要來自于光纖材料的瑞利散射損耗和吸收損耗。由于摻鍺元素的存在,引起較高的光纖瑞利散射,導致摻鍺光纖的衰減無法降低。采用純硅芯單模光纖,減小了由于瑞利散射的衰減,實現了光纖損耗的進一步降低。
為了保證持纖芯和包層之間的折射率差,需要降低包層的折射率,這可以通過在包層中摻雜氟等元素實現。通過純硅纖芯的技術,石英光纖的衰減可以進一步降低到理論的最低值0.15dB/km。大規模應用于陸上長途傳輸光纖,在低衰減的同時還需要和現有G.652光纖兼容。康寧公司在2008年推出了滿足G.652規范的SMF-28R超低損耗(UltraLowLoss,ULL)純硅光纖。其在1550nm附近衰減0.165dB/km左右,是衰減最低的G.652光纖,同時具有最低的偏振模色散指標。ULL光纖的優異衰減性能有效地提高了網絡冗余及光信噪比(OSNR),在實際應用中可以支持更長的跨段,減少網絡建設成本,為電網安全優質、經濟高效運行提供可靠支撐。超低損耗光纖最早在國內有著“電力天路”之稱的青藏直流聯網工程應用。
該光纖通信工程光纜線路全長1038km,共設有6個中繼站,其中最長中繼段為翻越唐古拉山口沱沱河至安多段,距離為295km。該段平均海拔超過5000m,自然環境惡劣,地質條件復雜,極端最低溫度低于零下50℃。為保障系統的安全運行,對線路的衰減余量提出了更高要求,因此需要采用超低損耗光纖等多種先進技術。2011年8月,國內高海拔、高寒環境下最長的無中繼光纖通信系統成功開通。工程施工(光纜鋪設、光纖熔接等)完成后,光纖0.177dB/km(常規光纖一般為0.20~0.22dB/km)的衰減使得整體系統性能大幅提高,為惡劣的環境變化和維護留下了余量,同時也能從容地應對未來網絡升級的需要。
三、結語
本文總結了光纖隨光通信技術發展演進的歷史,介紹了分類及各種光纖產品在電力通信中的應用,重點討論了最近出現的超低損耗光纖、大有效面積光纖、200μm小外徑光纖等新型光纖的技術特點及其在電力通信中的應用。其中超低損耗光纖通過降低光纖衰減可以延長跨段距離,在青藏直流重點工程中得到廣泛應用,為超長跨距通信提供了穩定可靠的解決方案。新一代光纖技術也將在實際應用中不斷改進、完善和豐富,以滿足未來運營商和智能電網建設對光纖通信的要求,對社會與經濟發展有積極意義。
參考文獻:
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