上海交通大学：《电力系统自动化》课程教学资源（讨论成果）兰天翼-光纤通信在电力系统中的应用

讨论课主题：选择一种通信方式，探讨其在电力系统中的应用。 具体分析其可行性、适用性、优点、存在问题及相关解决方案。 组长：兰天翼5110309616 组员：王凯、杨忾、徐晟灏 2014.4.16 光纤通信在电力系统中的应用 随着电力技术的不断发展，电力系统的规模不断扩大，电力通信技术也因此不断发展。 早期在电力通信系统中所使用的微波技术，存在着易受干扰、带宽小的缺点，己无法满足通 信要求，而光纤通信技术的日趋成熟，使其在电力系统通信中的主导地位日益突出。 一、光纤通信在电力系统中的应用 电力系统通信的特点是：可靠性高、业务多、大多数业务容量小、具有丰富的杆路 资源。而在本文后面将会介绍的光纤通信的优点能很好地满足这些需求。不同类型的光 纤，有着不同的应用领域： 表1光纤通信的波段 波段 0 E s L 名称 初始波段 扩展波段 短波段 常规波段 长波段 超长波段 波长范围(mn) 12601360 1360`1460 14601530 15301565 15651625 16251675 多模光纤G.651:主要用于局域网和部分接入网： G.652类光纤：也称为非色散位移光纤，在1310m波段上衰减较低而且零色散， 在1550m的工作波长上，其衰减最低但正色散比较大。这些特征使之主要工作于E波 段和S波段，目前应用最为广泛： G.655类光纤：非零色散位移光纤，适用于高速率、大容量数据的传输，主要用于 密集波分复用(DWDM)传输系统： G.656光纤：宽带非零色散平坦光纤，它在工作波长1460~1625nm内具有一定量 的色散。提高了玻璃光纤巨大带宽的利用率，更适合用于DWDM传输系统： G.654光纤：造价高，主要用于无中继海底传输光缆，在电力系统通信中应用较少。 在电力系统中，对于光纤通信，主要使用波分复用技术(DWDM)和同步数字体系 (SDH)相结合的组网方式。 波分复用技术是指将多个不同波长的光信号复合到同一根光纤上进行传输的技术， 简称WDM。典型系统如图：

讨论课主题：选择一种通信方式，探讨其在电力系统中的应用。 具体分析其可行性、适用性、优点、存在问题及相关解决方案。 组长：兰天翼 5110309616 组员：王凯、杨忾、徐晟灏 2014.4.16 光纤通信在电力系统中的应用 随着电力技术的不断发展，电力系统的规模不断扩大，电力通信技术也因此不断发展。 早期在电力通信系统中所使用的微波技术，存在着易受干扰、带宽小的缺点，已无法满足通 信要求，而光纤通信技术的日趋成熟，使其在电力系统通信中的主导地位日益突出。 一、光纤通信在电力系统中的应用 电力系统通信的特点是：可靠性高、业务多、大多数业务容量小、具有丰富的杆路 资源。而在本文后面将会介绍的光纤通信的优点能很好地满足这些需求。不同类型的光 纤，有着不同的应用领域： 表 1 光纤通信的波段 波段 O E S C L U 名称 初始波段 扩展波段 短波段 常规波段 长波段 超长波段 波长范围(nm) 1260~1360 1360~1460 1460~1530 1530~1565 1565~1625 1625~1675 多模光纤 G.651：主要用于局域网和部分接入网； G.652 类光纤：也称为非色散位移光纤，在 1310nm 波段上衰减较低而且零色散， 在 1550nm 的工作波长上，其衰减最低但正色散比较大。这些特征使之主要工作于 E 波 段和 S 波段，目前应用最为广泛； G.655 类光纤：非零色散位移光纤，适用于高速率、大容量数据的传输，主要用于 密集波分复用（DWDM）传输系统； G.656 光纤：宽带非零色散平坦光纤，它在工作波长 1460～1625nm 内具有一定量 的色散。提高了玻璃光纤巨大带宽的利用率，更适合用于 DWDM 传输系统； G.654 光纤：造价高，主要用于无中继海底传输光缆，在电力系统通信中应用较少。 在电力系统中，对于光纤通信，主要使用波分复用技术（DWDM）和同步数字体系 （SDH）相结合的组网方式。 波分复用技术是指将多个不同波长的光信号复合到同一根光纤上进行传输的技术， 简称 WDM。典型系统如图：

光源 装收 光源+ 用 h 用 光源 接收器 二、光纤通信的优点 光纤通信的优势主要在于： 1.频带宽、通信容量大：单模光纤具有几GHz/Km的带宽，波分复用技术的使用有大 大增加了光纤通信的带宽： 2.损耗低，中继距离长：如今，实用的光纤通信系统中的光纤材料主要为石英，损耗 低于0.20dB/Km,增加了通信系统的中继距离： 3.抗电磁干扰能力强：光纤为绝缘材料，与传统电缆相比几乎不存在电磁干扰的问题， 适用于强电场环境的通信，且不易腐蚀： 4.直径小、密度低、易于铺设：光纤芯径约为0.1mm,8芯光缆横截面直径10mm, 标准同轴电缆为47mm,相比之下光纤占用空间更小。而且光纤比电缆密度低，同 等体积下重量轻，光纤柔软，易于成束，能得到直径小的高密度光缆： 5.保密性好：光纤通信难以被窃听，从而提高了通信的保密性。 三、光纤通信的缺点 1.抗拉强度低：由于光纤的制造工艺限制以及其自身的机械特性，使其抗拉强度较低： 2.连接困难：两根光缆连接在一起时要求极其严格，需要昂贵的专用工具： 3.怕水：当水渗入光缆后，将造成严重后果，是信道总损耗增大，甚至发生通信中断： 光纤中的水遇冷结冰，压坏电缆： 四、解决方案 1.电力系统中，常将光纤埋入避雷线中，既节省了空间，有大大增加了光缆的机械强 度： 2.进一步提高光纤的制造技术，改进其制造原材料： 3.做好通信线路的防水措施，定时检修，做好维护工作

二、光纤通信的优点 光纤通信的优势主要在于： 1. 频带宽、通信容量大：单模光纤具有几 GHz/Km 的带宽，波分复用技术的使用有大 大增加了光纤通信的带宽； 2. 损耗低，中继距离长：如今，实用的光纤通信系统中的光纤材料主要为石英，损耗 低于 0.20dB/Km，增加了通信系统的中继距离； 3. 抗电磁干扰能力强：光纤为绝缘材料，与传统电缆相比几乎不存在电磁干扰的问题， 适用于强电场环境的通信，且不易腐蚀； 4. 直径小、密度低、易于铺设：光纤芯径约为 0.1mm，8 芯光缆横截面直径 10mm， 标准同轴电缆为 47mm，相比之下光纤占用空间更小。而且光纤比电缆密度低，同 等体积下重量轻，光纤柔软，易于成束，能得到直径小的高密度光缆； 5. 保密性好：光纤通信难以被窃听，从而提高了通信的保密性。 三、光纤通信的缺点 1. 抗拉强度低：由于光纤的制造工艺限制以及其自身的机械特性，使其抗拉强度较低； 2. 连接困难：两根光缆连接在一起时要求极其严格，需要昂贵的专用工具； 3. 怕水：当水渗入光缆后，将造成严重后果，是信道总损耗增大，甚至发生通信中断； 光纤中的水遇冷结冰，压坏电缆； 四、解决方案 1. 电力系统中，常将光纤埋入避雷线中，既节省了空间，有大大增加了光缆的机械强 度； 2. 进一步提高光纤的制造技术，改进其制造原材料； 3. 做好通信线路的防水措施，定时检修，做好维护工作