光纤通讯的特点范文

导语：如何才能写好一篇光纤通讯的特点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】光纤通讯技术特点前景

光纤通信技术的应用是一次世界性的改革，它把人类带上了信息的高速公路。光纤通信在信息传递方面起着主导作用，在将来的科学进步中，光纤通信会起着举足重轻的作用。

一、光纤光缆发展的现状

1.1普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。

1.2核心网光缆

我国已在干线（包括国家干线、省内干线和区内干线）上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。

1.3接入网光缆

接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。

1.4电力线路中的通信光缆

光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式（ADSS）结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。

二、光纤技术发展的特点

2.1实现超长距离传输

无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000-5000Km的无中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼放大技术，可以更大地延长光传输的距离。光纤标准的细分促进了光纤的准确应用。

2.2新型光纤在不断出现

为了适应市场的要求，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新的品种。第一、用于长途通信的新型大容量长距离光纤。第二、用于城域网通信的新型低水峰光纤。第三、用于局域网的新型多模光纤。第四、前途未卜的空心光纤。

三、光纤技术的发展前景

3.1新一代光纤

新一代光纤包括非零色散光纤（G.655）和全波光纤。

3.2超高速系统

传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用（TDM）方式进行，而如今要满足社会发展需要，光纤通信应该按照光的时分复用方式进行。

3.3超大容量WDM系统

如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一路光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用（WDM）的基本思路。

3.4全光网络

WDM波分复用技术的实用化，提供了利用光纤带宽的有效途径，使大容量光纤传输技术取得了突破性进展。点到点之间的光纤传输容量的提高，为高速大容量宽带综合业务网的传输提供了有效途径。

四、结束语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。

参考文献

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关键词：光纤通讯；传输；技术

中图分类号：TN929.11

据调查，到2013年，全球网民数量将达到22亿，其中亚洲网民数量将占到43%，而中国网民将占到全球的17%。不可否认，互联网是人类历史上最重要的技术进步之一。从若干年前的调制解调器拨号上网，到宽带入户，到现在的光纤通讯技术，无一不是互联网历史的重大变革。而光纤通讯则成为目前乃至未来通讯发展的主流技术。

1 光纤通讯技术概述

光纤通讯（Fiber-optic communication）也称为光纤通信，是指一种利用光与光纤（optical fiber）传递资讯的一种方式。属于有线通信的一种。光纤通讯是用光导纤维传输信号，其中光纤是由包层和内芯组成，包层在外面保护着

内芯。内芯很细，其数量级一般为几十微米或几微米。聚集在一起的光纤形成光缆，作为信息技术的重要支柱和核心，光纤通信是一个庞大的系统工程，需要各个组成部分相互推动和发展。

光纤通讯技术在人类信息通讯史上是一次重大的改革。它是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的介质，将信息进行点对点发送的现代通信方式。整个光纤通信系统主要包括光纤、光源和光检测器。光纤通讯技术最早起源于国外。从1977年的第一代多模光纤，传输速度为44.736Mb/s，距离仅几米，到目前第五代的由DWDM技术组建的大容量、高速度、长距离的能够将语音、数据和图像等各种业务和接口融合的传送平台，共历经五代。

光纤通讯技术大大提高了传统的通讯能力，是由它的特点决定的。首先，光纤传输带宽较宽，单次传输信息量大；其次，由于光纤的原材料来自于物理性能和化学性能优良的绝缘体石英，所以光纤传输不容易受到自然界雷电、太阳黑子活动、电离层变化以及人为的电磁干扰影响。光纤通讯的抗干扰能力极强，而且相对于电磁波传播，它的保密性更强，不会发生串扰现象；最后，非常关键的是，与其他传输介质相比，石英光纤的传输损耗是最低的，而且传输的中继距离长。除此之外，光纤还具有重量小、直径细、地下占用空间少、稳定性好、易于铺设、原材料资源丰富、成本低等多种优点。所以光纤通讯技术在目前的应用领域越来越广，也越来越被人们认可。

2 光纤通讯技术发展现状及常见问题

2.1 目前主要的光纤通讯传输技术

目前使用最广泛也是最重要的光纤通讯技术是光复用技术，主要包括波分复用技术（WDM）和光时分复用技术（OTDM）。WDM是利用单模光纤的使用损耗低的优点，将其光纤设计为很多个单独的，互不影响的通信道来传送信息，这样就获得了较大的带宽资源。OTDM技术则是以提高每根单信道的速度来达到超大传输容量目的的，其单信道最大速度可达到640Gbit/秒。

现代光纤通讯技术的另一个重要组成部分则是光纤接入技术。这种技术的产生源于广大上网民众对信息传输速度的要求的提升。主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成，其中用户接入部分起关键作用，也就是人们常说的光纤到户（FTTH）。这是最终端的环节，负责完成全光接入的重要任务。目前，接入网的用户终端设备都是电气设备，如电脑、电话、传真机等，并在局端和用户端之间，进行光信号与电信号之间的转换。光通信系统的组成主要有光源、光纤、光检测器。发端的光源在电信号的作用下，发出与之对应的光信号，完成电与光之间的转换的任务。

2.2 光纤通讯技术中的常见问题及解决

光纤通讯技术中最常见的问题就是传输过程中由于距离的不断递增而产生的信号耗损，这源于光纤自身的局限性。此外光纤制作过程中以及安装过程中也会产生一定的附加耗损，所以解决光纤传输的耗损问题是目前光纤通讯技术的关键领域。

附加损耗可以通过施工工艺的改进来实现，所以可以由此提出可行的解决策略。附加损耗产生的原因很多，比如光纤生产过程中，由于工艺问题，会产生不均匀分布的折射率和包层偏心，这直接影响使用时信号在此出现的散射损耗；如果光纤发生弯曲，射线传输模式也会改变，也会导致能量耗损；此外，若光纤的横截面比较粗糙，则熔接之后，在接点处，就会产生不均匀的分布，一旦有信号经过，就会有散射发生，进而发生信号衰减的现象；同时，空气中悬浮的尘埃也会在熔接点产生杂质，甚至会产生少量气泡，会在该位置产生散射，造成能量的耗损。

根据耗损原因，可以采取相应的改进措施：如改善原始特征，在光缆开盘检验时，要采用先进的OTDR仪，对每一根光纤逐个进行测试，对光纤有无事件点和有无断纤进行判定；要减少光纤微弯，在固定和盘留光纤的接头时，应该规避发生硬弯，进而避免产生微弯耗损；熔接手段应该采用先进和可靠的，采用优良性能和状态的焊接机对这种障碍性接续的损耗值可以降到最低；此外，还要保证光纤切面的清洁，要保证规范的操作环境，尤其是切割刀的光纤断面要时刻保持清洁；最后就是要采用具有技术素质的专业的操作人员。施工之前一定要有技术培训，考试合格后才能持证上岗。专业的技术人员能最大程度的降低接续耗损。只有光纤的相关损耗降到最低，才能使光纤的传输质量大幅度提升。

3 光纤通讯技术的发展方向

光纤通讯技术在目前和未来都有良好的发展前景，主要可以体现在以下几个方面：

3.1 向超高速系统发展。目前，超高速光纤在一些发达国家应用较多，可以大规模实现的信号传输速度可以达到10Gbps。但当传输速度达到10Gbps时，系统对于光缆极化模色散比较敏感，现有的光纤并不一定可以满足传输要求。因此，超高速光纤技术发展的关键不仅仅是提高速度的问题，还必须配合其它技术的应

用。要想实现超高速，必须实现光的复用，目前使用最多的就是波分复用技术，即WDM。

3.2 光孤子通信技术。光孤子是一种特别的超短光脉冲，它能够在没有任何错误码时把信息传送到万里之远。光孤子通信是新一代超大能力、超长距离、超高速度的光纤通信系统，尤其在海底光通信系统中，有良好的发展前景。所以是目前光纤通讯传输技术的发展方向。

3.3 全光网络。全光网络是光纤通信技术发展的最高阶段，它是指从源节点到终端用户节点之间的数据传输与交换的整个过程没有电的处理，数据仅以光的形式进行编码，均在光域内进行。目前传统的光通讯网络存在的节点较多，干线容量不够大，节点处还是使用的电器零件，这些都导致最终的光纤通讯网的总容量难以提高。全光网就是实现了节点之间的全光化，同时也实现了利用光的形式来传输与交换信息以及根据光的波长处理用户信息。

随着科技的不断发展，光纤通讯技术势必成为人类高科技追求的重点，更高的速度、更大的容量以及更长的传输距离是光纤通讯技术发展的方向，也是研究的重点。光纤通讯技术将越来越多的影响人类的生活和信息的发展。

参考文献：

[1]褚俊椋.浅谈光纤通讯技术的特点及发展前景[J].中国新通信，2013（3）.

[2]刘志刚.光纤通信技术的现状与发展趋势探究[J].电子技术与软件工程，2013（2）.

[3]杨树龙.我国现代光纤通讯技术的特点及其分类[J].科技传播，2012（2）.

[4]褚俊椋.浅谈光纤通讯技术的特点及发展前景[J].中国新通信，2013（3）.

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关键词：电力通讯 自动化设备 工作模式

电力系统通讯自动化的迅速发展使得电力通讯设备越来越复杂，通讯线路也越来越多，这就给通讯设备管理带来了严峻的挑战。本文就电力通讯自动化设备及工作模式进行探讨。

1 电力通讯自动化设备及工作模式

1．1 微波通讯设备

当前，一场新的技术革命正在兴起，微电子、计算机与通讯相结合的电子信息技术则是这场新技术革命的核心和先导，世界经济的发展正在从工业化阶段进入信息化阶段，作为信息社会基础之一的通信产业，其发展水平已成为衡量一个国家的通信技术水平，经济现代化水平的重要标志。微波通讯具有造价低、工期短、见效快、占地面积小、易维护和不需人值守等特点，在通信行业中有特殊的地位。

目前，微波通信技术的发展主要表现如下。

(1)由模拟制向数字制方向发展。

(2)由小容量向大容量发展。

(3)通信频率段由低频段向高频段发展。

(4)组网方式由人工网向自动刚发展。

1．2 光纤通讯设备

基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。光纤通信系统基本构成如下。

(1)光发信机。

光发信机是实现电／光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。

(2)光收信机。

光收信机是实现光／电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。

(3)光纤或光缆。

光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。

(4)中继器。

中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的咏冲近行政性。

(5)光纤连接器、耦合器等无源器件。

由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的(如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连按、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

1．3 电力载波通讯设备

电力载波通讯设备是一种在高压输电线上传输话音及非话音信号的载波终端设备。电力线载波(PLC)是电力系统特有的、基本的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。由于使用坚固可靠的电力线作为载波信号的传输媒介，因此具有信息传输稳定可靠，路由合理、可同时复用远动信号等特点，是唯一不需要线路投资的有线通信方式。

电力线载波通讯技术可以进行模拟(语音信号)或数字信息(如：家居控制信号)双工传输，可广泛应用于家居自动化、小型办公室、家庭办公室通讯(互如联网、内部信件、游戏、音频(MP3)、视频)等领域，具有普及效果、节省费用、安装方便、应用广泛等特点。作为通讯技术的一个新兴应用领域，电力载波通讯技术以其诱人的前景及潜在的巨火市场而为全世界所关注，成为世界各大公司及研究单位争相研究的热点。国外许多著名公司和研究单位都在对此进行研究，并开发出相对应的器件和产品，如：Intellon、Thomson、Atmel等等。而国内的许多的企、 也紧随国际步伐在利用电力线传输信息，特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究的热点。电力载波通讯设备主要有以下几种。

(1)明线载波机。

采用明线作为传输媒介的载波机。传输线为线径3mm的铜线。明线载波机复用频率可达到500kHz，可传输40个话路。明线载波机通常采用双带二线制。

(2)对称电缆载波机。

采用对称电缆作为传输媒介的载波24 科技资讯SCIENCE ＆ TECHNOLOGY INFORMATION机。电缆为线径0．9ram～1．2ram的高频对称电缆。对称电缆载波机在通信容量、抗干扰和保密性等方面均优于明线载波机。电缆载波机大部采用单带四线制。

(3)同轴电缆载波机。

采用同轴电缆作为传输媒介的载波

机。铁路通信使用的小同轴电缆，同轴管尺寸为1．2／4．4，即内导体的直径为1．2mm，外导体内直径4．4mm，物性阻抗为75Q，一股由60kHz开始使用。小同轴电缆载波通信采用单带四线制。铁路通信使用的小同轴电缆载波机有300~U960路，其增音距离分别为8km；~D4km。

1．4 数字通信设备

数字通信设备包括一个带有混频器的接收器并且该混频器和一个本机频率产生装置相联接；一个联接至接收器的解调器；一个和解调器联接的微型控制器，用来提供一个频率偏移值，而该频率偏移值是一个代表本机频率产生装置的输出频率的频率值和一个代表欲选频率的频率值的差值；一种根据频率偏移值来调整本机频率产生装置的频率的频率调整装置，其特征在于，微型控制器处理频率偏移值，使得长期频率偏移和短期频率偏移相分离，并且此频率调整装置还包括一个随被分离出来的长期频率偏移而不断更新的频率调整参考值。

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[关键词] 矿井通讯； 光纤； 布线

0 引言

矿井通讯因具有一定的特殊性，要求必须有高质量、安全可靠、坚固耐用的通讯设备为基础。当前，我国很多矿区仍旧使用铜芯电缆作为主要的通讯系统传输介质。随着煤矿开采范围的扩大，铜芯电缆在传输质量和传输速率上已不能满足需求。光纤传输在现代化工业生产中应用十分广泛，尤其是针对井下恶劣环境，光纤传输具有抗噪能力强、不产生火花、传输速率高等特点，逐渐成为井下作业传输的重要介质。

1 井下通讯光缆的布局

相对于同讯息量传输的铜芯电缆来说，光纤具有使用灵活方便、重量轻、体积小等特点。在传输过程中，玻璃纤维既不受外界电磁干扰，又不产生电磁辐射。井下专用通讯光缆可由铜绞合线、多股铜丝以及金属拉线组合铠甲涂敷在光纤外部，也可用绝缘材料涂敷。针对于矿井传输布局和结构，可选用不同的涂敷方式。如图1所示，为典型的井下通讯用光缆截面图。按照需求，井下通讯光缆在布局铺设过程中应考虑如下几点问题：

垂直敷设：作为光缆的玻璃纤维，在布设过程中由于自身重力影响，也导致纤维被拉伸，而传输过程中的光纤衰减特性和材质的张力具有一定的联系。因此，为了降低拉伸对信号衰减的影响，需在中心受拉线上绞合带有包层的玻璃纤维芯线。要紧密结合光缆中的拉线和芯线，还可以通过选用不同的光纤材料和设计来降低张力对传输的影响。由于井下环境特殊，在设计光缆时还要考虑线材内部防水充填料的问题。在垂直敷设下，由于重力影响会导致光缆内部压力变化，造成防水充填材料的下移。通过实验研究可知，在光缆内部充填防潮封闭铠装能有效的减缓充填材料下移情况，同时还能达到线材防水的目的，并提高了恶劣环境中光缆的使用寿命。

井下光缆耐用性：虽然光缆的保护涂层和包层剥落后，中间的玻璃纤维易碎断，但可通过普通电缆的包层技术就能设计出性能极好、坚固的光缆。使恶劣环境中的光缆具有一定的防水、阻燃、抗破碎以及加工处理性能。此外，在光缆在加设铠装层也能达到上述效果。

端头和多芯线铰接：可按照NEMA标准或普通电缆绞合套层技术对光缆芯进行封装，然后通过连接器、连接盒、机械连接或熔化连接法进行端头和光缆的连接。按照井下实际环境，在巷道事故多发区和井巷瓦斯富集区采用接线盒或机械连接法更合适，因为接线盒为完全隔爆设计，不会产生电弧、火花，体积更小。

2 井下通讯网络工程设计

2.1 整体布线

按照煤矿井下巷道及工作面走线，可确定为树状布线结构。最理想的布线设计为在没有电子增音机使用下，能够保持采取和主水平巷道的即时通讯。利用井下光纤耦合器建立起矿井光纤通讯网络，耦合器具有很多种，三端、四端到上百端的大型耦合器。不使用电子增音机即为无源通讯网络，但该网络受到连接点数和分接数量的限制，最大用户数量不超过24个。针对井下实际布局和日后的扩展需求，采用星型结构网络能有效的增大用户数量，但容易产生光缆缠结。本文在分析上述问题的基础上，提出了汇接式-星型网络混合布局，提供了足够数量接口的同时降低了主干线缆数量。如图2所示。

2.2 井下光纤传输

目前，我国煤矿井下通讯传输信息可分为三种，数据、电视、语言。数据信息传输是以数字比特流为基本形式传输的，能够提供井下设备控制数据、实时报警数据等信息的传输；电视传输是以数字化形式、频率调制载波以及基带模拟形式传输的。根据井下实际电视传输特点，可采用多路电视通讯传输方式，将每个信道调制到FM-FDM频率的载波上进行单光缆传输；语音传输是以数字化信号和音频频率基带模拟信号进行传输的。对于煤矿井下恶劣环境来说，数字化信号具有更好的抗干扰能力，可采用多路化数字信号进行传输。

3 结论

综上所述，煤矿井下通讯工程中光纤通讯传输具有以下特点：数据、电视、语言可同时传输，传输距离可达到几十公里且信号基本无衰减；通讯数据容量大、频带宽，可满足井下各类通讯需求；光缆重量轻、体积小，网络布线具有一定的灵活性；以玻璃纤维作为传输介质，不产生电火花，尤其适合瓦斯富集区的通讯布线；抗腐蚀、抗电磁干扰能力强，适合在井下长期使用。

[参考文献]

[1]成静；基于Web的网络管理的集群通信调度维护终端研究[J]. 煤炭技术. 2012（01）：18-21

[2]魏辉；杨航；周琨；基于WinDis32技术网络通信监测的实现[J]. 煤炭技术. 2011（12）：33-36

[3]梁湖辉；电力线载波数据通信在煤矿企业中的应用[J]. 煤炭技术. 2011（11）：201-202

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关键词：配电自动化；设计；通讯

中图分类号：F407文献标识码： A

1配电自动化系统

对于配电自动化，《配电系统自动化设计导则》中针对其给出了明确的定义:“利用现代电子、计算机、通信及网络技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态下的监测、保护、控制、用电和配电管理的现代化”。配电自动化系统(DA)在纵向结构分属于配电管理系统(DMS)的子系统，横向与变电站综合自动化、调度自动化、电力MIS等紧密关联。

1.1配电自动化系统的监控范围和基本构成

配电自动化系统主要监控设备是l0KV城网配电线路的电力元件，包括柱上开关、变压器等。随着城网改造工作的开展，也出现了越来越多的箱式变电站、电缆分支箱、小型开闭站等组合式设备。配电自动化系统应覆盖所有配电设备，但应考虑现有的调度自动化系统已监控一部分设备。为避免设备的重复投入，配电自动化系统通过与调度自动化系统进行数据通讯并获取相关信息，同时根据需要可向调度自动化系统提供配网的相关数据。另外，出于大部分供电企业已经建立了管理信息系统(MIS),配电自动化系统应充分利用原有MIS系统的网络资源和功能，将配电自动化系统的信息以WEB形式到MIS系统，实现配电自动化数据的MIS浏览。图1为配电自动化系统通讯构成示意图。

2配电自动化系统通讯设计方案研究

根据配电自动化系统的结构，通讯系统也分为3层结构:配电自动化主站系统与其它系统的通讯;配电自动化主站系统与变电站层站端系统的通讯;站端系统与配电终端设备的通讯。

2.1配电自动化主站系统与EMS和MIS的通讯

配电自动化主站系统与能量管理系统(EMS)要进行数据交换，从EMS获取变电站的数据信息，并可将配电自动化系统的信息，按要求传送给EMS ;同时，配电自动化系统的数据信息，可以在MIS上进行，实现远程数据浏览功能。出于配电管理系统(DMS) ,EMS ,MIS都建成了各自的计算机网络，供电企业的各个单位之间，基本上都实现了局域网互通。在配电自动化主站系统中，设1台网关机，由该计算机通过接入调度自动化系统的局域网，连接2个系统，实现数据的交换。通讯协议为TCP/IP配电自动化系统与MIS的连接，可采用WEB服务器的方式。在配电主站系统，设1台WEB服务器，以网络形式，连接MIS的局域网，实现MIS对配电自动化系统的数据浏览。

2.2配电自动化主站系统与变电站站端系统的通讯

出于城市供电企业，大都建立了从调度中心到各变电站的基于光纤传输的SDH网络，因此，充分利用SDH提供的丰富的传输通道，可以减少通讯的成本，提高资源和设备的利用率。配电主站系统与变电站站端设备的通讯，就可以利用SDH的空闲通道，实现主站系统与站端设备的通讯。在这个层次上，根据SDH资源利用的程度，若有较富裕的资源，可以选择用(E1+以太网)传输;在资源不太富裕的情况下，也可选择低速率的64K数据通道，连接中心站和站端设备。

2.3变电站站端系统与配电终端设备的通讯

变电站站端系统到配电终端设备(RTU)的通讯，是配电自动化通讯系统中关键的一个层次。其特点是，设备数量庞大，节点众多，分布范围广，地理位置分散，路由复杂。该层的通讯网络，基本是一个一点对多点的结构。要结合具体的情况，采取以光纤通讯为主，辅助以一定的有线通讯方案，达到既通讯可靠，又经济可行的目的。该层的自动化通信网络应具备以下特点:网络稳定可靠;具备主备通道，双通道可自行切换;环路的节点数量要有限制，各环上的负载流量均衡;路径尽量短，光缆破口少，施工工作量小。

(1)光缆路由的规划。在进行光缆路径规划中，应结合几个方面因素进行整体考虑。

①根据不同城网线路结构，合理的规划光缆的路由，尽量将主干线路的重要节点规划到光缆路径中，同时减少不必要的迂回和重肴。

②通讯子网的结构，可设计成以2个变电站为首尾的双纤链状，使其具备自愈保护，提高可靠性;也可设计成环状，形成双纤自愈环，在现场较为复杂的情况下，也可选择相切环或相交环，充分利用设备的功能和特性。

③合理分配子网上的节点数量，提高光环子网的稳定性，平衡数据流量。

④合理地配置有线或其它方式的辅助通道。不可能把所有配电终端设备都直接接入光纤通讯子网中，必须合理地配置有线电缆或电力载波等其它通讯方式，并通过一定的接口方式和协议转换，接入光纤通讯子网中。

⑤在站端通讯前置机功能的设计上，应能实现通讯子网节点与电网拓扑节点的对应与组织，使传输透明化。

(2)通讯协议的选择。出于配电中心对配电网重要时间的实时性响应，有相当高的要求。因此，除了要规划合理的通讯子网结构外，在通讯协议的选择和站端对终端设备的巡测方式的设计上，同样也得合理地选择。站端系统与终端的通讯协议，要求具备重要事件优先检出，并优先传送，站端对重要数据也具备优先处理原则，才可以保持配电自动化系统整体的实时性。

(3)终端数据传输方式。配电终端传统的通信传输方式大都采用串行异步传输。一般配电终端数据流量不大，串行异步传输仍能满足通讯在速率上的要求，所以通讯子网的光传输通讯设备(称为光调制解调器)一般具有2M以下的传输速率，提供一个或多个异步串行通讯接口，串口采用3线透明传输。也可根据需要增加流量控制等信号，符合EIA232/EIA422规范。

随着技术的不断进步，新型的终端设备大都具有符合IEC 802.3以太网接口，采用TCP/IP协议，具备了实现高速网络通讯的能力。传输设备则可采用具有l OBASE-T规范接口的以太网光调制解调器。

(4)通讯可靠性问题。由配电自动化系统的固有特点，导致通讯系统的结构复杂多样，其通信可靠性问题尤为关注。配电网终端(通信光节点)间的距离较短，一般在1-3千米范围内，每个光接点对应一光缆破口，而光缆破口多，由此引起的传输衰耗增大;通信设备大部分在室外运行，对设备环境参数的要求高;通讯设备的电源由配电设备提供，而配电设备的电源通过TV取自配电线路，受到电网运行工况的直接影响，在线路停电后，其后备电源的能力有限;光缆配线盒大都安装在户外，经受温度、污染、粉尘等环境因素的考验。采用光纤通讯，虽然大大提高了介质的通信传输能力，但在实施过程中，针对实际情况须进行必要的可靠性设计。

3 常见智能配电网通信方式技术分析

经过技术分析和比较，适用于配电通信网的通信技术主要有EPON、无线公网GPRS、无线专网（McWill和LTE）等。

3.1 EPON技术

EPON是基于以太网技术的无源光网络。由系统侧的光线路终端OLT、光分配网络ODN和用户侧的光网络单元ONU三个部分组成。EPON为数据、语音、视频监控等提供宽带IP传输通道。在ONU侧UNI接口支持FE、E1接口，还可支持RS232/RS485等串行接口。EPON系统可以灵活地组成树型、总线型以及“手拉手”型拓扑，其灵活的组网结构，高速的带宽、低时延等优点非常适合配电通信网使用。

（1）EPON树形拓扑结构可用于小区楼宇接入，每栋楼宇中的用户都汇聚到一个分光器中，各个楼宇再通过总的分光器汇接至OLT。这种方式不太适合配电网。

（2）结合一次配电网拓扑结构，采用EPON设备组建总线型网络。其基本形式如图2所示。这类ODN设计时，前几级分路器一般采用不均匀分光器(如95：5或90：10)，并将主要光功率留给主干光路。

图2EPON总线拓扑结构图

（3）针对配电网“手拉手”结构模式，其结构模型如图3所示。“手拉手”结构与配电线路结构类似，能实现全光保护倒换。EPON全光纤保护倒换结构能对OLT设备的失效进行保护，同时ONU上行选择工作OLT，当工作OLT失效时，ONU倒换到备用OLT。

图3EPON“手拉手”型拓扑结构图

3.3 无线公网GPRS技术

GPRS 是通用分组无线业务，它是在 GSM 系统的基础上引入SGSN（GPRS 业务支持节点）、GGSN（GPRS 网关支持节点）和 PCU（分组控制单元）而构成的无线数据传输系统，它使用分组交换技术，能兼容 GSM 并在网络上更加有效地传输高速数据和信令。

GPRS网络作为无线公网中发展最成熟，信号覆盖最广泛的网络，在电力通信专网未覆盖的区域，为电力生产、管理信息的传输提供了通信通道。目前镇江电网应用GPRS网络实现了近500台配电变压器的综合数据监测。采用GPRS方式来传输数据，适应性较强，工程实施简单便捷，无需敷设单独通讯线路，减少了施工的难度和费用。但是，此方式通过运营商提供的公网通信方式，安全性较低，在使用时需要对安全防护进行加固。

4结语

在配电自动化通讯系统中，以光纤通讯的自愈环方式为主，辅以有线、无线等其它方式，很可能是未来几年内配电自动化中通讯组网技术的主流。出于配电自动化系统运用在国内还是一个新的课题，本文初步探讨了配网自动化系统中通讯系统的一些应用方案与技术，总结了将光纤传输应用在配电网自动化系统的一些体会，与从事电力系统自动化和通讯的同仁进行交流探讨。

参考文献:

[1] 郭宁辉.秦立军.配电自动化系统载波通信节点设计[J]科技与企业.2013.07.

篇6

关键词：现代技术；光纤通信传输技术；发展方向

前言

信息时代下最具有竞争力的市场是互联网相关产业，而随着互联网技术的不断深入，市场中不断涌现出大量的各种功能性的互联网产品，而基于此不可或缺的便是通信技术，通信技术是实现互联网产品使用的连接枢纽。现代网络技术不断的发展，而通讯技术显然是直观重要的一个项目，而其中应用最为广泛的就是光纤通信传输技术，是实现网络通讯的必然手段。

光纤是一种传输介质，是信息技术发展下的产物，已经出现便成为通信技术应用的首要选择，主要是基于其自身的优势，例如，传输速度快、传输安全性高等。本文中所要讲述的便是基于光纤传输介质，出现的光纤通信传输技术的发展状况。

一、光线通信传输技术的概述

1.1光纤通信传输技术概念

光纤通信传输技术的实现，是以光波为主要信息承载，以光纤为主要传输介质，进行的信息传递过程。光纤通讯系统的构成主要有光源、光纤、光检测器。光纤通讯传输技术的核心构成是光纤，光纤通信传输技术的实现，通常是将目标信息输入到发送端，在基于信息处理手段将信息承载到载波中，载波成为信息的载体，最后经由传输介质将信息进行调制解调，发送至接收端，在有接收端进行信息的解调，完成整个传输过程。其中使用到的主要硬件是光纤，主要技术是载波与调制解调技术。

1.2光纤通信传输技术优势

光纤通信传输技术与其他通信技术之间最大的区别是使用的传输介质，基于光纤通信传输技术采用的是光纤介质，所以此传输技术具备光纤介质的独特优势。光纤是经由硅石玻璃材料所制，与传统中使用到的铜芯介质成本付出上有所降低；同时光纤的另一个优势是传输的带宽较大，所以光纤通信传输技术的传输频带较宽，信息承载量较大；另外光纤介质极大的延长了信息传输长度，以及传输的安全性，在一定程度上提升了光纤通信传输结束的价值；光纤由于其自身的使用材质，使其不易被腐蚀，所以可靠性有所提升，而石英的使用也使其抗干扰性有所提升。

二、光纤通信传输主要技术

2.1光波分复用技术

光纤通信传输技术的一项核心技术是广波分复用技术，也是使用范畴最为广泛的一项光纤通信技术。广波分复用技术的实现是基于多束激光的途径，在一条光纤上对不同的波长的广波进行同时传输。单模的光纤介质在使用的过程中损耗较低，而此技术便是有效的利用到这一优势，将光纤设计出多种独立的彼此互补干扰的通信道，在基于这些信道实现信息的传输，作为信号载波的广波，之间存在不同的波长，通过波分复用器将这些信号光载波与发送端进行信息处理，同时传输到同一光纤内进行信息传输，在使用波分复用器在接受端将其分开。

2.2光纤接入技术

随着网络技术的逐渐稳固，多数的接入端的设备多为电气设备，例如，计算机设备、传真机等，需要在局端与用户接入端进行光电信号的转换，所以光纤接入技术就成为必须的技术，光纤接入技术的光纤通信结束包含了光源、光纤、光检测器，其中光源是发送端所必备的，在进行电信号作用下转化为相对应的光信号，进而实现电信号与光信号之间的调节，是现代光纤通信传输技术的主要技术。

三、光纤通信传输技术的使用范畴

3.1无线回传网络的使用

无线回传网络所指的是链接在基站与基站控制器之间的信号传输网络，其职能是实现基站与无线核心网络设备之间的通信任务。传统的无线通信中，语音业务属于无线回传网络的主要任务，运行速率稳定，对贷款的需求较小。现代无线通信技术是基于传统通信技术的创新，也就是现代多数人所使用的3G与4G业务。

现代无线通信业务对于数据带宽与传播速度以及安全质量都加深了要求，而光纤通信传播技术能够有效的实现现代无心通信业务的需求。现代无线回传业务使用光纤接入技术能够有效的提升传播速率以及传播带宽，满足现代无线业务对速度与大容量的需求。

3.2电力系统的使用

光纤通信技术逐渐向高速传输方向发展。信息的大容量传输所基于的理论是将不同波长的信号放在同一组光纤上进行传输，与此同时实现高效率的传输效果，如此方式能够极大的提升光纤传输的承载能力。现阶段，光纤传输系统已经被使用在电力系统之中，但部分电力系统由于其自身的特殊性，对于光纤的色散较为敏感，所以此技术不能够全面的使用在整个电力系统中，需要进行大量的实验验证，证实其可行性。

光纤传输技术使用在电力系统中，能够提升电力系统的信号传输效率与智联，同时在实现大容量传输的过程中，也实现了成本的控制。

四、光纤通信传输技术的具体应用

4.1波分复用技术方面

光纤通信传输技术的需求不断增加，致使波分复用技术的发展也被赋予了一定的防线，需要其向大容量与高速方向发展，并要求其能够实现更长距离的运行。现阶段光纤通信技术的发展下，通过光复用使用所实现的传输容量仍受到一定程度的限制，按照其需求市场的发展速度而言，显然是不足以应对的，所以在未来的发展中，需要在容量上予以提升。就现代所研制的波分复用技术看来，其具有更大的开发空间，所以在未来的发展中，需要相关参与研究者，将主要开发方向至于技术发展方向。

4.2光交换技术

交换技术与光纤通信技术的结合，形成了一种全新的技术被称之为光交换技术。在传统的通信网络实现过程中，是经由金属线路进行电子信号的传播，再经由交换机等设备进行信号的转换，完成信息的传播过程。采用光纤通信技术的现代信息传播，主要是通过光信号传播信息，光信号信息传播的过程中直接进行信息的传播，不需要进行信息的转变。光信号传播方式将是未来光纤技术中光交换技术的主要发展方向，现阶段国内对于此项技术的开发尚不成熟，仍需要依托于其他方式进行光信号的交换，实现过程不具备科学性，因此为实现经济效益的最大化，光交换技术具有极大的开发潜力。

五、结论

光纤通信传输技术在不断的开发与发展下，安全可靠程度逐渐提升，同时利用过程也逐渐简化，因此被应用的范围也更加广泛，现阶段而言，学习环境中、工作环境中、生活环境中、科研事业中都离不了光纤通信传输技术的使用。

光纤通信技术作为信息技术的主要组成部分的地位存在，是信息化时代下不可获缺的一项通信技术，尤其研究价值所在。文中通过对光纤通信传输技术概念的分析、特点分析、实现途径分析、应用范畴分析，详细阐述了光纤通信传输技术的发展意义，并对其未来的发展方向，进行了合理化的分析。

参考文献：

[1]董玺，李章军.基于现代技术角度下对光纤通讯传输技术的研究[J].黑龙江科技信息，2014，12：121.

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【关键词】固定中继站；全网通讯；特高压输电线路

引言

我国煤炭和水电资源大部分集中在中西部地区，而电力能源能耗量最大的区域却集中在东部及沿海地区。为了满足不同地区持续快速增长的用电需求，电网建设成为我国基础设施建设的重要组成部分，其高压输电线路又是未来国家电网建设的重点。特高压输电线路走廊带位于通常在人烟稀少地区，输送电力的路线距离较长，横跨不同区域，因此给电力通讯的建设带来的新的难题。受到输电线路传输距离长，技术特点以及其他等方面的限制，传统的解决高压和超高压线路电力通讯长距离问题的技术，例如光放大器、信号编码、拉曼及遥泵等技术，却无法应用于特高压输电线路电力通讯超长距离传输。解决特高压输电线路全网通讯超长距离传输的问题，需要引入中继站的技术。本文在电力通信存影响因素进行分析的基础上引入用固定中继站，探索超距离输电线路电力通讯的方案。

1.全网通讯概述及影响因素分析

电力通讯是电力系统的重要组成部分，是实现电网安全和经济调度的重要手段。因此电力通讯对于电网企业实现电网智能调度及管理的现代化有着重要意义。目前电力通讯主要采用光通讯，光缆和电力输电线路在一个输电线杆进行架设。

影响电力通讯传输的因素主要有光纤衰耗、色散，具体分析如下：

（1）光纤衰耗。主要指在传输过程中光的损耗。在光纤传输中光信号一般为模拟信号，或者是数字脉冲，无论哪种线号，在光纤中传输中，都会减小信号幅度。光纤衰耗是影响光信号长距离输送的主要因素。产生光纤衰耗的原因主要有散射衰减和吸收衰减。衰减系数是对光纤衰耗的测定系数，也是衡量光纤品质的重要因素。常用的G652.G655光纤的衰减系数一般为0.23dB/km和0.25dB/km，随着技术水平的提升，光纤衰减技术以及可以做到0.21dB/km以内[1]。

（2）色散。主要指由于光信号中不同波长的成分不同群速度导致的光脉冲扩展的情况。

在电力通讯传输过程中，由于存在光纤衰耗和色散现象，因此直接利用光缆进行通讯的传输距离都比较短。实现电力通讯长距离传输，主要是利用光放大技术（光纤放大器直接对光信号进行放大的技术）和色散补偿技术（色散补偿光纤、光纤布拉格光栅色散补偿方案）。通过以上技术手段的应用，可以使得电力通讯传输距离到达300km以上。但是对于输电线路距离在1000km以上的特高压电网中却无法实现电力全网通讯，因此需要引入固定中继站技术。

2.固定中继站概述及构成组成

中继站是在输电线路附近设置的，通过接收信号，对信号进行再生及放大处理后，发送给下一个中继站，通过这种方式来确保信号的传输质量的转运站。因此通过中继站的方式可以电力通讯信号传到几千公里之外，最终实现全网通讯。因此中继站是解决特高压电网电力通讯超远距离输送问题的有效措施。目前中继站主要分为标准通讯中继站及固定中继站。标准通讯中继站建设前期需要征用土地，办理相关手续较为繁琐，同时建设完成之后需要专人进行值守等问题，因而成本较大。固定中继站一般安置于输电线路铁塔上，因此不需要占用土地，建设完成之后不需要专人进行值守，应用成本较低。固定中继站具有体积小，按照不同需求进行配置，后期维护较为方便。传统标准通讯中继站与固定中继站在电网通讯中应用对比图如下所示[2]。

海底通讯光缆长达可以达到上万公里，因此电力通讯传输可以借鉴其通讯原理，将中继站作为电缆线路整体的一部分进行安装布置。固定中继站核心是中继器模块，根据不同的传输距离可以进行灵活配置。中继器模块的核心是光信号放大模块和色散补偿模块。与传统的标准通讯中继站共享变电站电源不同，固定中继站需要额外进行电源的配置设计，因此需要电源配置模块和网管等辅助模块。固定中继站模型构成如下如所示[1]：

电源模块：主要提供中继器设备供电，基础供电电源电压为48V，通过电压转化器转化为中继器使用电压电源等级。电源问题是固定中继站需要解决的关键问题。特高压输电网走廊的偏僻性，因此固定中继站的布置一般在人迹罕至地区，因此供电可靠性非常电。因此电源设计成农电与太阳能供电相结合的供电系统。当太阳日照丰富时，以太阳能供电系统作为中继器电源的来源，同时对蓄电池组进行充电；日落之后或者天气不好时，采用农电进行电源的供应及对蓄电池组进行充电；当农电线路发生故障并且没有日照的情况下，利用蓄电池对于对中继器进行供电。电源模块设计系统如下图所示：

光信号放大模块：光放大模块的采用级联模式对于光纤衰减的光信号进行再生及放大处理，从而使光信号达到超远距离传输目的。除了对光信号进行增益放大，光放大模块不可不可避免的也会对光信号发出时的发射噪声进行增益放大，由于发射噪声在传输的过程中不会发生损耗，会随着光信号的在光纤的传输中逐渐积累，因此对于发生噪声的增益放大会使光信号的信噪比的数值逐步变差，影响光信号的传输质量。因此利用光放大模块级联进行光信传输时候，应该对于单跨距离进行选择。目前电网的传输速率通常为2.5GB/s，单波10GB的系统可以满足电力通讯的扩容需求[3]。

W管模块：网管模块主要实现对中继器设备进行远程监控及检测，实现固定中继站远程管理，节约成本。中继器的网管信息的传递与检测主要是通过专用波分系统光纤信道进行的。

3.固定中继站在电力通讯中应用

固定中继站在对现有技术的基础上进行开拓创新，借鉴海底电缆通讯理论，利用多级级联模式解决全网通讯中超长距离传输光信号受限的问题，为电力通讯超长距离通讯提供了很好的解决方案。固定中继站在全网通讯上的应用主要体现在以下3个方面：

（1）固定中继站使电力通讯传输距离不再受限制。在高压等输电线路距离在300km以内的电力通讯的长距离传输可以利用光放大器等技术来实现。对于特高压等输电线路距离在1000km以上的电力通讯传输距离存在限制，无法实现全网通讯。在全网通讯中应用固定中继站，解决了电力传输距离与直流输电线路长度不配套的问题。

（2）有效降低电力通讯光缆影响其他输电线路的风险。随着电网布置的密集，建设在电力传输路线附近的传统标准中继站，在接线处可能会对

其他直流输电线和其它低电压线路产生干绕。固定中继站布置在电塔里，可以避免对其他输电线路产生影响，使电力通讯传输更加安全可靠。

（3）节约成本，效率更加高效。传统标准中继站需要占用土地，征地拆迁手续复杂，耽误中继站建设的工期，同时标准中继站在日常运行中需要专人进行值守，增加了人力成本的支出。固定中继站不需要进行征地，不需要专人进行维护，同时减少了通讯设备的配置，因此使投资成本大大降低。

4.结语

国家电网公司在2008年的《关于转变电网发展方式、加快电网建设的意见》中指出：“十二五”，“十三五”将会全面建设特高压电网，形成以华东、华北、华中三地位核心，辐射各大电网，煤电基地等的坚强骨架，因此特高压输电线路正迎来建设的密集期。固定中继站具有传输距离不受限制、体积小、质量轻、消耗资源少，配置及安装灵活的优势，将固定中继站应用于特高压输电线路的全网通讯中，可以解决电力通讯的传输中的一系列问题。同时在固定中继站中引入太阳能蓄电池技术，响应国家节能减排号召，为以后探索中继站清洁能源的利用提供了可贵的经验。

参考文献

[1]张延童.电力线路塔上光中继站相关技术研究[D].山东大学，2012.

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1　引言

随着电力工业迅速发展，中国正在进行“网厂分开、竞价上网”的改革，以便开放电力市场，引入竞争机制，降低发电成本，合理利用资源，并最终使用户获利。而电力市场不断完善后，将允许用户参与电力市场的竞争，生产调度与市场交易一体化，调度的作用和地位进一步提高。这就要求变电站实现无人/少人值守，裁员增效。

根据我们的了解，目前国内只有广东、江苏等发达省份的部分变电站实现了“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)和无人值班(其实是无人值班，有人值守模式)，调度值班人员在远方控制中心即可能对变电站的各类电气参数进行监视，对断路器与电动刀闸进行控制。遗憾的是，四遥不涉及变电站环境(如防盗、防火、防爆、防渍、防水汽泄漏等)的监控内容，人们对这种“无人值班”心存疑虑。

随着多媒体技术、计算机通信技术的不断成熟，数字视频技术的日臻完善，现代数据传输技术的发展，使得数据传输速率和带宽不断向上突破，为视频监控技术的研制提供了必需的基础。因此，远程图像控制与信息管理即遥视系统的研究课题，列入了议事日程。

2　设计思想

变电站遥视系统主要是把变电站现场的监视图像、声音、报警信号和各种设备的数据进行采集处理，采用先进的图像编解码压缩技术和传输技术，集设备监控、图像采集、闭路监视、图像监视预报联动和视频图像等功能于一体的综合自动化系统。研制该系统时，应充分考虑用户的具体要求和当地的具体情况，建立在高起点的技术之上，按无人值班方案进行设计。

首先，系统应能满足无人值班变电站的要求，具有高度的可靠性和工作的连续性，可以24h连续监控数十个变电站。

其次，系统应具有多画面视窗，1～16个画面任意分割方式；图像清晰，画面流畅，彻底杜绝马赛克、图像边沿锯齿及拖动现象；在保证高品质画面的同时，降低传输码流，实现了真正的海量存储。

再者，系统应提供透明通道，满足多种高、低速通信通道。

3　系统组成

遥视系统的基本配置如图所示。

遥视系统由多个远程现场和一个监控中心组成，在远程现场和监控中心之间有PCM 2M通讯线路连接。在每个现场均有若干摄像机。摄像机的镜头、云台可控，并可加若干传感器、警灯、警号等外围设备。在监控中心可以任意监视各个现场，并收集各现场的报警信息。监控中心由中心机房内部的多媒体监控主机和机房以外的网络分控计算机组成。

系统可以随时方便、即时地检索、回收记录存贮的图像，如可按时间、地点(镜头)或图像文件进行检索和回放。回放图像稳定、清晰，可反复读写，不存在传统监控系统中所存在的录像带的信号衰减和磨损问题。

3.1　系统配置

3.1.1　厂站端

包括摄像机单元、控制解码器、视频矩阵、报警控制设备、麦克风和音箱、编解码器等，在有人值守的远程现场可以设置多媒体控制计算机，也可以设置控制键盘，这些控制设备可以控制该现场的摄像机切换，镜头、云台动作，并且可以处理报警信息。对于无人值守的现场可以不放置计算机，建议放置控制键盘。厂站端在系统中的作用是采集现场的各种视频、音频、数据等信息，并通过编解码器进行处理，将模拟信号数字化并压缩编码，以便于在可利用的数字通讯线路上进行传输。同时厂站端还具有把主站端传输过来的控制命令解码后控制镜头、云台等可控装置。

3.1.2　通信层

可用光纤、微波、DDN、ISDN、通信卫星、有线基带调制解调器、无线扩频调制解调器等，线路接口可以是G.703，V.35，RS449等。

3.1.3　主站端

包括编解码器、视频矩阵、音频矩阵、麦克风、音箱，多媒体电脑、监视器、网络视频服务器及监控软件等。主站端的作用是将通讯线路采集的数字信号通过编解码器解码转化后的模拟信号经视频矩阵进入多媒体电脑、监视器和网络视频服务器，用于监视各个现场，并收集现场的报警信息，同时供网络层传输图形等信号。

3.1.4　网络层

即计算机网络(局域网或互联网)由局长分控计算机、变电站分控计算机等各级网络分控计算机组成。其作用是将网络视频服务器上的远程现场信号在局域网或互联网上进行传输，以供局长分控计算机等各级网络分控计算机共享资源。

3.2　系统三大领域

3.2.1　视频技术

在许多远程视频监控系统的方案设计中，经常会遇到的问题是如何远距离传输监控现场的模拟视频信号。使用同轴电缆传输模拟视频信号，在距离上会受到限制，超过几百米便需要放大中继，因此，常规的视频监视系统只适合在一座建筑物内或一定区域范围内使用。此外，常规系统在一路同轴电缆上只能传输单一视频信号，传输控制信号和话音需要单独敷设电缆。远距离传输视频的可行方法是将模拟视频信号数字化并压缩编码，在可利用的数字通讯线路上传输。视频数据的压缩和解压缩，视频图像的信息量是巨大的。例如，1幅640×480中分辨度的彩色图像(24bit/像素)，其数据量为0.92MB，如果以每秒30帧的速度播放，则视频信号的数码率高达27.6Mbps。显然，视频压缩技术数字化是压缩技术的关键。目前，适用于远程视频监控的图像压缩标准有H.261，MPEG—1。H.261标准简称p×64，由国际电报电话咨询委员会(CCITT)的一个专家组在1990年12月制定，MPEG—1则在1992年成为标准。两者的核心技术都是离散余弦变换及运动补偿算法，它的主要思想是通过减少每帧图像间时间上和空间上的冗余性和相关性信息来减少数据量。H.261适合在64～384kbps的低带宽下传输实时视频图像，但图像质量不理想；MPEG—1在800kbps～2Mbps的传输速率下图像清晰度能达到较好的图像效果。用户可根据不同的场合和需求选用不同的压缩标准。由于视频数据流巨大，采用的压缩方法和格式将对视频服务器的性能产生重大影响。在选择硬件平台时，还应慎重考虑：系统带宽、吞吐能力、通道数、在线存储能力、编解码器及码率、联网能力等。

3.2.2　网络技术

数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；且数字视频可利用计算机网络联网传输，网络带宽可复用，无须重复布线；另外，数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。

3.2.3　通信技术

数字视频远程监控系统的数据通信有以下特点：

1实时性　视频数据

属于实时数据，必须实时处理，例如：实时压缩、解压、传输、同步。

2分布性　现场图像采集和发送主机与图像接收显示主机位于不同地点，通过计算机局域网或广域网连接。

3同步性　尽管视频信息具有分布性，但在用户终端显示时必须保持同步，另外，声音与视频也必须保持同步。

目前，TCP/IP网络通信协议是一种即成事实的工业标准，视频远程监控系统为可在各种网络结构中运行，也必须采用TCP/IP协议。然而，TCP/IP协议用于可靠传输，作为结果，如果你在Internet上向另外一台计算机发送一个数据包，你可以确信它将准确无误地到达目的地，但你决不可能得到数据将在特定时间内到达的保证。事实上，数据包在到达目的地前延时数小时或数天，在理论上都是站得住脚的。作为视频传输这样的特例，对时间却十分敏感，因此必须确保数据的实时性和同步性。国际通信联合会(ITU)和国际互联网工程任务组(IETE)设计了一个实时传输协议RTP来解决传输实时性数据的难题。RTP一般运行在不可靠性协议层上如UDP(事实上经数学统计UDP包的可靠性在99％以上)。每个经过RTP传输的数据包中有时间信息和一个相关的序列号，这个信息使应用程序混合音频和视频信息相对容易。由于应用程序可以很容易地决定当视频帧需要略过时将跳到的正确数据包号，因此同每个包相关的时间信息可以平滑同步过程。

在监控领域中，数字化和网络化是一种趋势，可广泛应用在电信、电力、交通、银行、水利、智能大厦等领域。在电信局无人值守机房、电力无人值守变电站、水文站、银行营业所等场所，通常具有以下特点：有重大经济价值，安全防范要求高，在地理位置上分布较广或位置较偏僻。利用数字视频远程监控技术可在本系统内建立监控调度中心，对远端现场的图像声音及其他敏感数据进行实时监控以便对敏感事件进行快速反应。具体实现的方式是：利用各种数据通信网络如DDN、ISDN、E1、xDSL，把经过数字化压缩、编码的视频、音频、报警感应数据传输至监控中心，中心的计算机对各种数据进行解压缩、解编码，同时回放视频、音频，对报警事件进行告警处理。

4　系统通讯方案

通讯传输部分是整个远程遥视系统的关键组成部分，其作用如同人的脊髓一样，负责各种信号和指令的上传下达。

遥视系统可以借助数字光纤、数字微波、卫星、无线扩频、ISDN、DDN等多种通讯媒介，将图像、声音、数据信号进行压缩编码并通过2Mbps E1数据信号从几十公里以外的远端传送到中心控制室，同时将控制室的音频和控制信号传回基站。

这里主要简要叙述几种主要的通讯方案。

4.1　同轴电缆方案

在遥视系统中，同轴电缆是传输视频图像最常用的媒介。

这种方式可采用75Ω的纯铜芯电缆。用同轴电缆方式传输时，由于衰减大，用它组成的传输网最长只能传输10km左右。

同轴电缆可靠、速率快、投资少，但架设方式麻烦、距离短，同时存在不平衡电源线负载等因素会导致各点之间存在地电位差，需接入被动式接地隔离变压器进行补偿。

4.2　光纤通讯方案

光纤是能使光以最小的衰减从一端传到另一端的透明玻璃或塑料纤维，它的最大特性是抗电子噪声干扰，通讯距离远。

光纤有多模光纤和单模光纤之分。单模光纤只有单一的传播路径，一般用于长距离传输；多模光纤有多种传播路径，多模光纤的带宽为50～500MHz/km，单模光纤的带宽为2000MHz/km。光纤波长有850nm、1310nm和1550nm等。850nm波长区为多模光纤通信方式；1550nm波长区为单模光纤通信方式；1310nm波长区有多模光纤和单模两种。

目前，单模光纤在波长1.31um或1.55um时，光速的低损耗窗口每公里衰减可做到0.2～0.4dB以下，是同轴电缆每公里损耗的1％，因此光纤通讯方式可实现20km无中断传输。

用光缆作干线传输系统容量大、能双向传输、保密性好、安全可靠性高。光端机技术越来越成熟，成本费用也大幅度下降。

光纤通讯的造价稍高，施工技术难度大。

4.3　无线通讯方案

传统的无线通讯系统包括以下几种：

(1)调幅(AM)广播。

(2)调频(FM)广播。

(3)无线寻呼网。

(4)甚高频通讯。

(5)特高频通讯。

(6)微波通信。

(7)卫星通讯。

电力系统中，微波通信是一种较常用的无线通讯方式。这种方式覆盖面广，频带很宽，不需要传输线，而且可以构成双向通讯系统。

目前已使用的频段为300MHz～3000GHz，通讯容量大，仅一个波道便可传送数以百计路以上的电话，多波道运行时可传送的容量则更可观。微波通信传送的信息，几乎不受电力系统本身干扰的影响，故传输的质量较高。同时，微波通信还具有同时传送电话、电报、图像、数据等多种形式的功能，在电力系统中获得了广泛的应用。

微波通信方式的传输量大，质量高，配置灵活，可以省去建设有线传输线的费用，并且具有很快的传输速率，缺点是微波通信一般是点对点的通讯方式，对于为数众多的测控单元，每个点都要建设一对微波通信设备。

4.4　电话线通讯方案

电话线通讯方案也是一种长距离传输视频的途径。但由于电话线路带宽限制和视频图像数据量大的矛盾，传输到终端的图像都不连续，而且分辨率越高，帧与帧之间的间隔就越长；反之，如果想取得相对连续的图像，就必然以牺牲清晰度为代价。

5　展望

变电站遥视系统解决了变电站现场的可视化及环境监控问题，是对“四遥”功能的有益补充，为实现“无人值班，无人值守”提供了可靠的保证。

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关键词：集控站；2M数据网络；建设；通道

1 引言

改造原有变电站为无人值班变电站，建立集控站，实现各变电站数据安全可靠上传，在变电站实行无人值班， 是现代化电网运行管理发展和追求的目标。无人值班变电站的迅猛发展将会使集控站成为电网运行管理系统中一个非常重要的组成部分。而集控站通讯通道的稳定性与可靠性、数据的实时性，将是实现无人值守的关键。鹤岗电业局集控站为国电南京自动化股份有限公司设备，系统采用双服务器、双网自动切换方式，这种老式的模拟通道对在集控站的投入运行中，存在的问题和弊端不断暴露出来：

（1）通道是集控站和变电站之间的神经和纽带。如果通道出现故障，子站将失查失控，电网的安全运行将受到极大威胁。 我局目前各变电站通过单模拟通道接入集控站，该双网切换只是在集控站系统内部网路故障时进行，没有真正实现双通道自动切换的方式。通道中断将使变电站失去监视和控制。

（2）随着无人值班变电站技术的发展，集控站系统不断完善。集控站与无人值班子站之间的通道要求高度可靠、抗干扰性强、通讯速率高、有双通道冗余机制。变电站经由通道将实时数据上传到集控站，集控站经由通道下发远程控制命令。集控站系统的数据采集区别于调度系统，其特点是数据非常详细，数据量相当大。而增大的数据量带来的问题是对通讯带宽的需求，原有的通过MODEM的电力专线的数据传输速度渐渐不能满足要求，

2 采用2M数据网络通道

2.1 2M数据网络通道优点

利用SDH设备2M通道组建数据通道经转换与以太网接入，在我国已经是成熟的技术。电力通信网络建设有完善的SDH光纤网，可提供大量高可靠性的E1电路。在这种情况下， 采用传统PCM设备来组网，利用PCM设备的E1接口提供为集控站系统提供可靠的数据通道服务。光纤网络通讯具有传输速率快、传输容量大、抗干扰性能强的优点，正符合集控站可靠性对通讯通道的要求。正常运行时，集控站与各变电站的通讯以光纤网络通道为主、模拟通道为辅，实现的双通讯网络模式，能够可靠保证集控站在电力系统发生故障时其自身系统仍能保持稳定运行，实现数据的安全采集、传输和处理。集控站与各变电站内都采用以太网，以其高度灵活、相对简单、易于实现的特点，成为当今最重要的一种局域网建网技术。

2.2 2M数据网络通道总体结构

鹤岗电业局鹤岗电业局集控站安装在（鹿林山一次变）与各综合自动化变电站间均具有光纤通讯通道，利用光纤通道组建2M数据网络通道，在集控站和变电站之间实现2M通道和模拟通道相互独立、互为备用。鹤岗电业局利用SDH设备2M的E1通道组建2M数据通道时，考虑通信网络改造方案有2种，如图1和图2所示。

2.3 两种方案的比较分析

方案一：集控站与各变电站之间利用通讯E1通道，两侧加装路由器将E1转为以太网，经电力防火墙、交换机，接入两侧系统。

各综自变电站侧：在各110kV变电站增加一面网路通讯屏，对于220kV变电站在变电站改造时已经组建了调度数据网通道，直接利用其资源，E1通过路由器转为以太网经电力防火墙接入交换机，各变电站考虑到调度自动化及变电站可视、五防等系统的接入也要经E1接入集控站或调度系统，本期设备预留一路非实时数据传输通道。该2M数据网络通道还为调度远动信息传输、可视图传系统、安全防火防盗系统、微机五防系统预留了接口。

集控站侧：集控站机房设在鹿林山一次变主控楼内。该机房到鹿变的通讯机房电缆路径在400米左右。那么采用2M通讯通道的通讯方式距离太长，需要将2M 通讯设备安装在集控站机房：1）增加网络通讯屏，屏内安装路由器、防火墙及交换机。

2）新增SDH柜，及DDF配线架。

金山和南岗巡维中心：各加装两台调度员工作站，与集控站间通讯利用综自站的网络通讯屏通讯设备接入巡维监控机。

方案一有利于通信网络的规划和建设，提高通信资源的利用率。其结构稳定，安全性高，对将来变电站其他业务接通提供方便通道，但其造价较高，达到近千万，资金筹集困难，而且现有的220kV变电站的调度自动化数据网，调度中心不建议使用，更增加了资金难度。因此没有采用方案一。

方案二：集控站与各变电站之间利用通讯E1通道，两侧直接加装E1转换器接入两侧系统。

各综自变电站侧：在各变电站侧直接订购单板E1转换器，安装在原远动通讯屏后。

集控站侧：集控站机房设在鹿林山一次变主控楼内。该机房到鹿变的通讯机房电缆路径在400米左右。那么采用2M通讯通道的通讯方式距离太长，需要将增加的2M 通讯屏、DDF配线架安装在通讯机房，通讯屏内将E1转换器组箱，并增加2台带光换机，通过光缆与集控站现有交换机相连。

金山和南岗巡维中心与集控站间通讯利用光缆备用芯，采用光收发器经到交换机接入巡维监控机。

方案二网络结构简单，系统运行维护更方便，故障处理更快捷，价格经济，投资节省。能保证集控站2M数据的可靠传输，并且在各变电站的综合自动化改造中，已经订购了配套2M转换器，所以各变电站侧利用原有设备，只在集控站侧增加2M转换接口板及光交换机即可建立2M通讯网路。

3、结束语

改造后通道网络结构合理、技术先进，数据传送可靠，将能够完全满足集控中心对实时数据的要求，集控站能随时掌握设备运行状态和电力系统运行工况，为实现电力系统安全、经济运行起到重要保障。

参考文献

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【关键词】电力通讯；通讯问题；防范；措施

1 电力通讯网络概述

电力通讯网络是由变电所和发电厂连结各电力部门的传输系统与交换系统构成的。电力通信对不同的业务制订相应的规范标准，所以将电力通信的特点和要求把握好是搭建与配置合理通讯网络的关键。现阶段，电力通信网络主要完成与电力调度相关的实时或者非实时的控制业务。我国的电力通信网络采取的主要是光纤的通信方式，由于变电站改造为无人值守的工作状态，对通信质量有了更高的要求，合理的搭建光缆网络，合理配置相关设备，能够提升通信电路的运行利用效率，因此，优化电力通讯网络，对创造更大的经济效益至关重要。

2 电力通讯网络问题分析

2.1 网络的可靠性问题

现有的网络结构没有较高的可靠性、资源的共享能力也比较落后，在网络安全的问题上，站点和中心系统一定要具备非常高的可靠性。因为一旦中心系统遭到损坏，那么整个网络系统就会出现瘫痪的状况，一旦枢纽点故障失效，那么整条线路就会中断通信。在经过了长期的系统运行以后，目前大部分的通信设备都已经进入到了维护期与老化期，这就使网络的稳定受到了直接影响。随着传输设备集成度的逐渐升高，单板功能和容量也随之增强，假如一块单板出现了故障，就会导致网络发生严重的故障。

2.2 光缆的安全性问题

光缆的安全性问题是网络安全的关键问题。部分光缆因为多次受到车辆的挂扯，很多地方都熔接了电缆，线路信号出现了较大的衰减。光纤的微小弯曲、拉伸和挤压也会对线路造成损耗。一些地区光缆的外护套层被严重腐蚀，光缆的外表层收缩变硬，连尺码都分辨不清，填充油凝固成膏状，在用纵向开剥器对外护套进行开剥的时候出现了开打滑以及外皮脱落的老化现象。以上这些问题会影响到整个的通信网络传输质量，威胁光缆的安全。

2.3 传输质量问题

每个变电站的通信线路用的485通信线大部分都是采用的5类网线或者超5类网线，一般的网络线用作通信线会出现很多问题，例如：普通的网线不存在屏蔽层，难以对共模干扰进行有效防止；网线的线径太细，传输的距离受到局限，可以挂接的设备减少；网络线是单股铜线，与多芯线相比更容易发生断裂；485收发器只有在共模电压为-7-12V之间的时候才可以进行正常的工作，一旦超出规定范围就会对通讯产生影响，较为严重的时候会对通讯的接口造成损坏。站内的通信线为了美观，与电源线并行，它们之间却又没有相应的屏蔽保护，这样会导致通信的传输受到影响。

3 通讯故障的处理与防范

对电力通信的故障处理，可以对不同故障的原因分类进行处理。根据监控的告警信息不同，相应的采取不同的处理方法，一般来说可以用排除法，遵循先外部后内部的原则。对于因系统内部某一故障所造成的通信出错，首先可以根据报警的信息来确定是哪个测控装置的故障造成的，其次，检查这个故障的测控装置通讯线是不是脱落，是不是接线牢靠，如果是因为通讯线的脱落造成通讯故障，可以在带电的情况下重新接好通讯线；如果通讯线接触良好，那么大概是因为装置的内部电路板出现了故障，可以通过对装置通讯板进行更换来排除故障。

在处理系统报的“通信网络出错”故障时，过程较为繁琐。如果只是对后台的监控爆出通信网络出错故障，这时的后台监控画面就不会再更新，但是通信管理机没有发出告警信息，那么可能是因为通信管理机连接后台监控机的部分发生了故障，也可能是连接通信串口和通讯线遭到损坏，要对其进行查找。假如故障仍没有被排除，那可能是因为通信管理机的硬件出现故障导致的，这时候可以通过更换通信管理机的电源板进行故障确认。

4 电力通讯网络优化措施

为解决多数地区出现的有关电力通讯网络所出现的困境，依据网络是否值得信赖、光缆是否绝对安全、传输是否有品质保证等方面所呈现出的问题，可以适当实施以下措施：

4.1 加强光缆线路设计、施工和维护工作

在光纤的使用过程中导致的传输损耗一般分为接续损耗与非接续损耗这两种类型。所以在对工程进行设计、施工与维护的时候要做好以下几个方面：

首先，要选用一样特性的优质光纤，一个线路中最好采用一个批次的裸纤，以便保障光纤特性的匹配，将模场直径损耗光纤熔接的程度降到最低，减少接头的数量。

其次，光缆的连接人员要按照光纤的熔接工艺流程来接续，严格将接头的损耗控制在最小范围，在熔接的过程中要时刻对其进行监测，对于不符合标准的要进行重新熔接。

第三，由于机房内的尾纤与光纤之间跳线绑扎，导致交叉缠绕的状况发生导致损耗的产生。应该避免光纤的弯折，可以使用支架将缆盘托起进行光缆的布放，避免光缆承受扭力。在光缆的拐弯处可能会对光缆有所损伤的地方务必小心，采取一定的保护措施。

4.2 优化SDH光纤网

随着SDH光纤网的不断增大，自愈环上的节点也不断增多，一旦环上有两处或者两者以上的故障，就会使通信被中断，环路越长，故障的影响范围也就越大。规模大但是结构较为单一的网络会降低网络通信的可靠性。所以要结合实际建立多个小型的自愈环。把大自愈环分拆成多个联通的小自愈环，提高网络的安全性能。但是，一定要注意跨环的业务在传输的时候也会受到影响，当无法满足继电保护等业务要求的时候，要根据要求采用合适节点，组环开通2M的电路通道路由。

4.3 优化485通讯线的通讯问题

首先，通信线要采用国际通行的屏蔽双绞线，这样对减少2根485通信线间的分布电容有着积极的意义，同时也可以消除来自通讯线周围的共模干扰。

其次，485通讯线的屏蔽层要作为地线应用，要连接网络中的设备并且将一点与大地进行可靠连接。

第三，通信线要尽可能的远离高压电线，不与电源线并行和捆扎。保证总线是一条单一并且连续的通道，提高通讯网络的稳定与安全。

5 结束语

随着变电站的综合性要求不断提升，对通信系统也提出了较高的要求，要解决好变电站的通信系统的可靠性，快速并且准确的对通信故障进行判断并及时进行故障处理措施，提高工作的效率。只有对运行状况进行长期的总结分析，才能解除网络中存在的安全隐患，保障通讯系统的安全与稳定。本文中所提到的几点优化措施，还有待进一步完善，可以在以后的电力通讯网络的发展中进一步的进行更加深刻的研讨，进而实现全面建设完备的电力通讯网络的最终发展目标。

参考文献：

[1]赵阳.浅谈电力通讯网络的优化[J].机电信息，2010（24）.

[2]苏文奇.电力通信网络管理系统结构的相关研究[J].河南科技，2013 （03）.