電力通信網中傳輸性能損傷評估方案

耿增智　何雯雯

【摘要】隨著我國科技的快速進步，電力通信網經歷了多年的發展，光傳輸已經成為了電力通信網中的主要傳輸方式，光纖網絡已經覆蓋到調度機構、變電站、發電廠、供電所和臺變等，各種光通信技術在電力通信網的不同層面獲得了應用。近年來，隨著智能電網的建設，電力系統對通信傳輸提出了新的要求，電力通信在安裝施工和使用過程中所產生的傳輸損傷必須加以重視，并且有必要對其傳輸性能損傷進行評估，本文就此為切入點，簡要對其電力通信網中傳輸性能損傷評估的方案進行了概述，以供參考。

【關鍵詞】電力通信網；光傳輸；性能損傷；損傷評估

一、電力系統對通信傳輸的需求概述

隨著我國電力通信網的不斷擴大以及光通信技術的發展和進步，對于現有的電力通信光傳輸網絡，我們要從經濟性、技術性和實施性等多方面綜合考慮選擇技術，而對于新建設的電力通信光傳輸網絡，我們要從多方面考慮選擇技術，無論是傳統的SDH/MSTP技術，還是新的OTN、PTN和ASON技術，只有選擇最合適的技術和恰當的建設方式才能達到預期的效果，最終建成扁平化、智能化的電力通信網絡，以滿足電力系統日益增長和復雜的通信業務需求。

對于傳統電網而言，傳統電網通信業務主要包括調度數據、保護安穩信息、語音等，其特點是點對點，業務顆粒小，專有，帶寬固定，電路數量相對不多，但是對時延、可靠性等通信質量要求很高，例如變電站之間的繼電保護業務、變電站至調度的遠動信息、調度電話等，這些業務一般采用TDM技術的SDH傳輸網進行傳送。

而對于智能電網而言，目前我國智能電網已經進入了實戰階段，其特征是信息化、互動化、自動化。新特征對通信傳輸提出了新的要求，傳統的TDM業務紛紛向IP業務發展，64k、2M等專線業務轉向FE、GE、10GE等大顆粒IP業務，例如調度信息業務由傳統的點對點專線傳送變成了調度數據網傳送，程控語音交換網由電路交換向軟交換發展。各層次電網智能技術的應用也使傳輸的帶寬爆炸性的提高，原有的2.5G、10G傳輸速率在核心層已經不滿足通信業務帶寬需求，尤其是智能配用電調度管理及營銷信息的接入，使通信傳輸業務在核心層和骨干層出現了巨大帶寬需求?？偟膩碚f，新的智能電網通信業務除了包括傳統通信業務外，還增加了電網智能化信息、視頻監控、多媒體應用、數據容災、資產管理等業務，特點是帶寬大、動態帶寬、IP化等，因此需要在不同層面采用不同的光傳輸技術才能使通信傳輸滿足智能電網對信息傳送的需求。

二、電力通信網中傳輸性能損傷的主要原因

引起電力通信網在安裝施工和使用過程中傳輸損傷的主要原因可分為兩類，即接續損傷和非接續損傷。

1、光纖接續損傷

1.1光纖固有損傷

光纖材料本身特性決定而無法改變所固有的損傷以及生產制造時受到生產設備的限制和在光纖制造時的工藝技術水平過程中隨機產生而所形成的損傷，主要有如下幾點；其一，光纖模場直徑不一致；其二，光纖芯徑失配；其三，纖芯截面不圓；其四，纖芯與包層同心度不佳。

1.2光纖接續損傷

施工建設人員的接續操作方法和步驟不規范而所形成的因素，主要有如下幾點；其一，光纖接續軸心錯位；其二，光纖接續端面傾斜；其三，光纖接續端面分離；其四，光纖接續端面質量較差；其五，光纖接續點附近光纖幾何特性變形。

1.3其他因素影響損傷

在使用光時域反射儀測量時，由于受該儀器的精度等級限制和參數設置不正確，光纖接續熔接機頻繁使用致使電極提前氧化或碳化污染程度加大、沒有及時更換電極，相應的熔接參數也沒有做出修改，致使接續質量出現較大誤差。

2、非接續損傷

2.1產生光纖宏彎損傷主要原因

光纖在實際敷設施工的過程中，沒有嚴格遵守施工建設技術要求，光纜的彎曲半徑沒有控制在施工建設技術要求以內，使得彎曲半徑大于光纜允許的動態彎曲半徑，在敷設施工中產生了宏彎損傷，影響光纖的傳輸質量，導致傳輸信號失真。

2.2產生光纖微彎損傷主要原因

施工中光纖敷設的主觀隨意性、隨機性，光纖表面不規則部分受力不均出現光纜打小圈及被覆、折、扭曲而形成的隨機性微彎損傷，以及氣溫變化較大形成光纖因熱脹冷縮微彎損傷。

三、電力通信網中傳輸性能損傷的評估方案分析

1、光脈沖展寬損傷評估分析

根據上述公式，首先考慮 ，因此，所得結果就是不考慮非線性時脈沖的展寬，因所以必須按照相對應的公式： 進行計算。該公式中固定系數分別是 ，還有就是 為和 相關的系數，這里需要注意的一點就是，必須考慮 時需要忽略掉高價項的影響，因此就有了相應的公式： ，其中 。最后，將式 和式 帶入式 中，可以得到脈沖展寬因子的表達式。在文以無啁啾高斯脈沖的脈沖展寬因子 作為評估對應的物理量?；跀祿M合時的數量級考慮，進行 變形，采用該參數作為最終的評估量，定義光速為 ，光波長為 ，光纖跨段長度為 ，光纖跨段色散值為 ，色散補償光纖長度為 ，色散補償光纖值為 ，更具上述定義值，可以得出以下公式，如下：

結束語

總而言之，電力通信光纖傳輸的重要基本原則是安全可靠、穩定高效，導致電力通信光纖傳輸損傷是由多種復雜因素所組成，主要是光纖制造本征特性和施工建設及運維工作中而產生，致使光纖的幾何特性、光學特性和傳輸特性、機械物理性能發生變化。而隨著電力光網絡的容量和規模持續增長，非線性作用對傳輸性能的影響不能忽視，針對電力光傳輸系統中傳輸性能所產生的問題，必須保證連接建立和傳輸性能的可靠性。因此，綜合考慮線性和非線性影響，采用光脈沖展寬作為評估指標，通過理論計算接收端光脈沖的展寬來估計系統傳輸代價。最后通過仿真驗證傳輸性能評估的可行性和有效性。需要強調的就是光脈沖展寬因子作為解析化更高的物理量具有更好的應用范圍，它不僅在優化的色散圖下具有良好的評估能力，而且在非優化的色散圖下仍然能達到理想的評估效果。

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