光纤通信的优缺点范文

导语：如何才能写好一篇光纤通信的优缺点，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：OFDM技术 光纤通信系统 运用

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0042-01

1 我国对OFDM技术研究的现状

跟国外相比，我国国内对光OFDM技术研究得相对较晚。在21世纪初，北京邮电大学、清华大学和电子科技大学等高校和研究院已经开始在国内外的学术杂志上发表有关光OFDM技术研究的相关文章。我国高度关注光OFDM技术的研究和发展，近年来一直加大对光OFDM技术研究的资金投入，并把它设置成国家重点支持项目。很多大公司，如华为技术有限公司和烽火通信科技股份有限公司等，开始研究光OFDM技术的运用，进行了大量的实验，并努力争取实现正式的大规模的商用。

2 对OFDM技术的简介

2.1 基本原理

高速串行的数据流可以通过OFDM技术转换成低速的并行数据流，可以在多个相互正交的子载波上传输，从而使子载波上的符号速率得到降低，使符号的持续时间得到加长。因此，OFDM技术具有较强的抗窄带干扰和抗多径效应的能力。虽然子载波的频率会相互重叠，但同时也是相互正交的，可以通过子载波间的相关性在接收端把它分离出来，不会引入载波间干扰，这就大大地提高了频带的利用率。

2.2 OFDM调制包含的技术

在多进制相移键控调制中，四进制相移键控调制的应用最广泛，其优点是：抗干扰能力较强和很高的频谱利用率，主要利用载波的不同相位状态来表示相位信号。

星座图也是描述多进制数字调制的技术中的一种，其关键是：传输比特和星座点之间的对应关系为一种映射。调制方式对误码率等系统性能的影响也可以通过星座图很直观得看出来。

IFFT/FFT是OFDM技术的核心部分，也是区分OFDM系统和单载波系统间不同的关键点。可以在实际应用中用IFFT/FFT来对传输信号进行调制，对接收信号进行解调。

由于在光纤通信系统中色散色度和偏振模色散产生的符号间的串扰较严重，需要在每个OFDM符号前加上循环前缀，来消除符号间的串扰。

OFDM系统中的同步技术由符号偏移、载波、相位偏移和采样时钟偏移三大要素共同决定。若发射端和接收端没有相同的时间参量，则会产生符号偏移；若发送端和接收端的本地振荡器具有相位差，则会产生载波、相位偏移；若发送端和接收端的振荡器的时钟信号不同，则会产生采样时钟偏移。

2.3 OFDM技术的优缺点

OFDM技术的优点有很多，首先，抗衰落能力强，抗信道衰落和抗脉冲噪声的能力很强；其次，由于OFDM系统的信道是重叠的正交子载波，不需要保护频带对子信道的分离，所以其频带利用率较高；另外，OFDM可以适用于高速数据传输，且抗码间干扰能力较强。

3 光纤通信系统的优点

（1）通信容量大。从理论上来说，一根光纤可以同时传输1000亿个话路，实际上虽然没达到那么多，但也可以同时传输24万个话路。（2）损耗较小，传输距离长。（3）抗电磁干扰能力强。

4 光纤传输的特性

（1）光纤衰减。光纤会对光能量产生辐射损耗、吸收损耗和散射损耗，这些都会导致光纤的衰减。（2）色散。在光纤通信系统中，由于传输不同波长光信号的群速度不同，会使延时不同而产生光纤色散这种物理效应。（3）非线性效应。受激散射和非线性折射率调制是光纤中的两种非线性效应。

5 光OFDM系统中包含的技术

首先是光相干检测技术。光相干检测技术的原理是在接收端的光电检测器前面，用本地激光器生成的波长稳定和谱线狭窄的光信号与接收端的光信号进行相干混频。另外，线性上变换的光I、Q调制和线性下变换的光I、Q的解调以及CO-OFDM接收机的灵敏度也是光OFDM系统中的关键技术。在对光OFDM系统进行仿真和性能分析的过程中，可以采用直接检测光OFDM系统、相干检测光OFDM系统和偏振复用CO-OFDM系统等。

6 结语

抗非线性能力、抗色度散度的能力、抗偏振模色散的能力以及较高的频谱利用率是光OFDM技术的主要优点。本文简要介绍了OFDM系统，包括它的基本原理及包含的相关技术及其优缺点，还介绍了光纤通信系统的优势及光纤的传输特性，最后介绍了光OFDM系统中的关键技术。如今，数字信号处理技术发展得很迅猛，在具有大容量、高速率、传输距离超长的光纤通信系统中，光OFDM技术的应用成为目前研究的热点。光OFDM技术结合OFDM技术和光纤通信二者的优点于一身，为将来的高速传输系统的发展奠定了基础。

参考文献

[1]程敏捷.OFDM技术在光纤通信系统中的应用探究[J].通信电源技术，2015，32（2）：97-98，120.

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关键词：通信；光纤；数据传输

中图分类号：S972.7+6 文献标识码：A

光传输理论于上世纪六十年代的高锟提出，真正产品的实现是在十年之后的1976年，出现了实用化的光纤传输产品。上世纪八十年代开始有规模的使用PDH了，二十世纪九十年代初组建和完善了SDH标准，其主力仍然为PDH。在1994年的时候，通信传输的首选设备就是SDH了，到了1998年，开始建设了DWDM网络，同时开始探讨ASON技术，也着手研究ASON了。在上世纪末的时候，开始大规模的对DWDM进行组建，出现了全光网的试验工作。到了本世纪初，开始出现了MSTP技术，并在工业生产中逐渐投入了试运行，到了2003年的时候，人们已经在通信技术中使用了ASON/OADM技术。同时在2005年的时候，大规模的建设和运用ASON技术，同时在骨干网络传输介质中也出现了ROADM技术。这时候，光纤通信技术就逐渐出现在了很多行业，我国各行各业现在都使用过光纤通信传输技术，并且很多地方都是采用光纤技术来进行数据传输的。

1 通信中的光通信技术

光通信传输技术近几十年兴起的一种新技术，在网络发达的今天，利用光通信技术来进行数据交换，使用很频繁。所谓的光通信，是一种以光的波为媒介来进行传输信息的通信方式。无线电波是发源比较早的通信传输数据技术，光波和无线电波一样都属于电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长要短一些。因此，相比之下光波具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强和通信数据量大的优点。根据光波波长的长短，可以分为紫外光、可见光和红外光。其中只有可见光才能为人所看得见，其他波长的光是人看不见的。但是这些不同波长的光都能用来传输数据。如果从光源的特性上来分，可以将光分为非激光通信和激光通信。如果按照广的传输媒介来区分，可以将光分为有线光通信和无线光通信。常说的光通信传输，一般有这五种：紫外线通信、红外线通信、大气激光通信、蓝绿光通信和光纤通信。

2 光纤通信技术内涵

文章中的光通信传输技术在专业领域的应用主要是指在油气田和长输管线上的传输。文章将光通信传输介质的四种不同技术进行对比分析，这四种技术是：RPR技术（也叫光以太网弹性分组环技术）、ATM技术（Asynchronous Transfer Mode顾名思义就是异步传输模式技术）、OTN技术（光传送网技术）、SDH及基于SDH的多业务传送平台(MSTP技术)。SDH也称为同步数字体系。

2.1 光以太网弹性分组环技术

光以太网弹性分组环技术（RPR技术）对于实时性的时分复用业务，RPR技术定义了协议,在实际中需要得到进一步的验证。对于数据业务而言，RPR技术具备绝对的优势，可以根据用户的需求来分配带宽，该技术支持统计复用技术和空间复用技术，在网络正常运营的情况下，可使带宽利用率相对SDH网络提高3-4倍。RPR技术还可以对数据业务进行优化，能有效的支持IP的突发特性。

2.2 光传送网

光传送网也就是OTN技术，它是采用基于TDM体制的一种复用技术，每路信号占用在时间上固定的比特位组，信道通过位置进行标识，有独特的帧结构，可以区分不同等级速率，还能在同一网络中综合不同的网络传输协议，对于非实时性业务和实时性业务都能提供相应的承载，该技术实现了从窄带到宽带的综合业务传输。该技术的传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口，不需要借助其他的接入设备。缺点是该技术被垄断，设备的维护受原厂家的束缚，与其他非OTN网络进行连接总会有些莫名其妙的故障，设备的兼容性比较差。

2.3 异步传输模式

异步传输模式技术也称为ATM技术，ATM虽然可以承载实时性业务中的时分复用业务，但每一个节点的延时都要大于SDH传输制式，特别是故障时系统切换时间较SDH传输制式长，所以一般在时分复用业务的承载方面不用ATM技术。

2.4 MSTP技术

MSTP技术是SDH及基于SDH的多业务传送平台的缩写，该技术也是一种光纤传输体制，它以同步传送模块为基本概念，其模块由三部分构成：段开销(SOH)、管理单元指针（AU）和信息净负荷。MSTP技术的特点有：第一，克服了SDH设备中的一些不足，多数情况下不需要额外的接入设备，但新技术产品的增加可能会需要增加新的接入设备。第二，能利用虚容器方式来兼容各种PDH的体系。第三，SDH传输网具有智能化的路由配置能力、能方便的上下电路、监控维护管理的能力比较强、光接口的标准相对统一。

3 光纤通信传输技术的应用

根据上文所描述，可知这四种技术各有优缺点。在实际应用中应该充分考虑各个技术的特点综合性的来运用这些技术服务于生产。在实际生产中，一般将光纤通信传输技术与实际的工程情况相结合，进行核算，计算出合理的工程成本。计算中需要参考光纤通信传输介质的各项参数，如表1所示。

根据实际情况参数比对表中的参数，经过分析在具体的通信传输中，其设计思路如下。先进行优化设计，选择跟实际情况相匹配的数据传输技术，其次根据实际情况和相关费用，计算出合情合理的投资费用，最后根据实际情况来选择相应的光纤传输方式，进行实地使用。既节约了成本，又保证了通信数据传输的顺畅和安全。

参考文献

[1]高嵩，裴丽，祁春慧，安丽靖，李卓轩，赵瑞峰. 色散对ROF系统性能的影响[J].光电技术应用，2009，(06).

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关键词 广播电视；微波传输；光纤传输；卫星传输；维护

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0070-02

目前，广播电视信号的主要传输方式包括光纤、微波、卫星和互联网等4种传输方式。由于这四传输方式有各自的优缺点，采用了许多精密的高科技技术设备，系统非常复杂，所以在传播信号的时候需要注意，并做好传输系统的维护工作。

1 光纤技术在广播电视信号传输中的应用与维护

1.1 光纤传输系统

光纤传输系统主要由光发射机、光纤光缆和光接收机3部分组成，光发射机一般由调制器、光源以及驱动器组成，实现对信号源光波的调制，将光信号耦合进光纤中传输，主要负责电光信号的转换。光接收机主要由光放大器与光检测器组成，主要负责光电转换。把以光纤为载体传输的信号进行转换，把光信号转换为电信号，再经过放大电路对微弱的电信号进行放大，然后传送到用户端。

1.2 光纤通信应用技术

光纤通信应用技术主要包括复用技术和光纤接入技术。复用技术是指光波复用、光信号复用和副载波复用，光波复用经常用于复用波分和空分，光信号复用一般用来复用时分和频分，副载波复用是把要传输的信号调制成一个射频波，再用射频波来发生光源。光纤接入技术是指光纤到楼或者到户等。

1.3 光纤通信的维护措施

光纤通信比微信通信和微波传输的通信容量大，不易受大气的干扰，具有抗电磁干扰能力，绝缘性能好，重量比较轻，占空较小，一般不会串话，保密性很强，是广播电视最为有力的传输方式。但是，光纤通信存在强度低、质地脆、切断熔接技术与耦合复杂、市政建设时容易挖断和光纤弯曲的半径不能过小等缺点，因此，需要提高光纤的质地与机械强度，遵循高内聚与低耦合的原则。

2 微波传输在广播电视信号传输中的应用与维护

2.1 微波通信技术

微波通信直接以微波作为介质进行的通信，当下使用的微波通信技术主要为数字微波技术，在广播电视信号的传输中具有传输能力强、传输容量大、传输可靠性强的特点。数字微波传输网络系统主要包括发信设备和接收设备。发信设备分为直接调制式发信机和中频调制式发信机，接收设备由数字微波的收信设备和解调设备组成。目前，微波通信主要是靠QAM技术和自适应时域均衡技术来传输信号，可以降低多径传输效应导致的正交干扰、多径衰落和码间干扰。

2.2 微波传输的维护措施

微博传输技术有许多优点，也存在不少的缺点，其优点是不需要固体介质就能够进行直线通信，规划频率，传输质量好，信号稳定可靠，抵抗自然灾害的能力很强。但是，该技术在电波波束方向不能受到阻挡，容易受到地球曲面的影响和空间传输的损耗，所以，要在每隔几十千米的位置建立中继站，方能延伸电波。而且，微波电路建设工程要在无线电管理部门的严格管理之下进行，不能在同一微波电路上使用相同的频率。

3 卫星传输技术在广播电视信号传输中的应用

3.1 卫星传输在广播电视信号传输中发挥的作用

卫星在广播电视信号传输中发挥着重要作用，卫星传输信息逐步向数字化方向发展。我国在卫星传输和有线传输方面均采用DVB标准，DVB是一套有关数字电视广播系统诸多要素的统一标准。该系统可以灵活传送MPEG-2标准的视频、音频和其它数据，提供广播节目的信息数据。

3.2 卫星传输应用技术

数字压缩技术是卫星传输方式经常使用的一种技术，该技术简称为数字技术。与此同时，卫星传输也会使用数字编码压缩技术和多路复用技术，这两种技术可以将信号传输到上行站。

3.3 卫星传输的维护措施

卫星传输的优点是电波传输比较稳定，成本比较低，但是，卫星传输存在星蚀、日凌中断和雨衰现象，节目信号在这种现象的影响下会受到严重干扰，所以，要将卫星链路建设在大气层以上的宇宙空间，建立多条卫星路径，这样才可以保证卫星传输不受星蚀和雨催等自然现象的影响，维持卫星传输的远距离传播。

4 互联网传输方式的应用和维护

4.1 互联网传输方式的应用技术

随着网络时代的到来，互联网传输方式日益普及，逐渐成为最常见的传输方式。互联网传输主要使用的是软件技术、宽带技术与IP技术。

4.2 互联网传输的维护措施

互联网传输可以存储并传输海量信息，不受时间与空间的限制，但是，技术设备的要求很高，成本比较高，而且，保密性比较差，容易受到病毒攻击。因此，需要提高技术含量，降低成本，加强保密功能，做好信息数据的备份工作，包括操作系统备份、服务器配置参数备份和其他应用软件备份等。另外，互联网传输离不开电脑主机的辅助，因此，要做好主机的维护工作，在维修电脑的时候要切断电源，拔掉主机的所有外接线，检查所有零件是否完好无损，用柔软的刷子轻轻擦除主机内部的灰尘，然后用吸尘器再次进行清除，才能将所有的灰尘清理干净。清洁完毕以后，应该检查主机的内部零件组成是否有松动现象，如果有就要立即修复，然后再给电脑通电并开机，检查电脑是否可以正常运行，使用的电脑的时候要注意保持散热系统的畅通以维持计算机的适当温度。维护鼠标的时候需要先断开与主机的连接，再用柔软干净的棉布蘸有少量酒精擦拭鼠标。

5 结论

在广播电视信号传输中，主要使用的传输方式包括光纤传输、微波传输、卫星传输和互联网传输等。光纤传输的强度比较低、切断熔接技术与耦合复杂、市政建设时容易被挖断；微波则会随着距离增大而损耗增加、信号容易受高楼与山体阻挡；卫星传输存在星蚀、日凌中断和雨衰现象；互联网传输的保密性比较差，容易受到病毒攻击。因此，需要提高光纤的质地与机械强度，遵循高内聚与低耦合的原则；将卫星链路建设在大气层以上的宇宙空间，建立多条卫星路径；提高网络技术含量，降低成本，加强保密功能，做好主机的维护工作，这样才可以提高广播电视信号的传播质量。

参考文献

[1]饶东.当前广播电视传输新技术的应用思考[J].西部广播电视，2015（3）：179-180.

[2]林健鸣.浅谈广播电视中无线传输技术[J].科协论坛（下半月），2013（2）：92-93.

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笔者认为,光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。

光纤通信的发展趋势

1、光纤到家庭(FTTH)的发展

FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。

发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。

FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。

对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发,可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。

FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。

F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。

PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。

PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。

发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。

中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。

近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。

2、光交换的发展什么是通信?

实际上可表示为:通信输+交换。

光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。

通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的

大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。

电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。

光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。

光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。

自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。

3、集成光电子器件的发展

如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。

日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比较大的改进。

中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。

光纤通信的市场

众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复?

根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。现在有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。

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【关键词】光纤无线传输对比优点缺点比较 方案的可行性

中图分类号：TN818文献标识码： A

【引 言】天津南环铁路有限公司是由原铁道部控股的合资铁路公司，由北京铁路局负责对其进行总体调度指挥及相关工作的指导，南环公司目前管辖车站8个，地理位置均处在天津市西青区、大港区及塘沽区的管辖区域内。在网络技术飞速发展的信息时代，对于腾飞猛进的中国铁路来说，网络技术已经是铁路正常运转的必要保障，从客票网购到货车申请，从调度指挥到信息上传，从数据统计到资金清算等等一些列的工作都已经离不开网络支持。而天津南环铁路有限公司与相隔几百公里以外的北京铁路局间的信息沟通，淋漓尽致的体现了网络技术的重要性。

一、光纤传输与无线传输对比

1.1、概念

光纤通信光纤通信：以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。它首先是在发射端将需传送的声音，文字，图像等数据信息进行光电转换，即将电信号转为光信号，再经光纤传输到接收端，接收端再将接收到的光信号转换成电信号，最后还原成原信号。简单的说就是信息由光发射机到光纤再到光接收机的过程。

无线通信：利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。

1.2、光纤通信与无线通信的优缺点比较

光纤通信 优点:(1)通信容量大、传输距离远； (2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。 (6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。 (7)光缆适应性强,寿命长。缺点:(1)质地脆，机械强度差。 (2)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。 (3)分路、耦合不灵活。 (4)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm） （5）有供电困难问题。

无线通信 优点：(1)成本廉价。无线数传模块建立专用无线数据传输方式，节省了人力物力，投资是相当节省的。 (2)建设工程周期短。用数传模块建立专用无线数据传输的方式，只需要架设适当高度的天线，工程周期只需要几天或者几周就可以，相比之下，无线的方式可以迅速组建起通信链路，工程周期大大缩短。 (3)适应性好。 用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将比有线通讯有更好的更广泛的适应性，几乎不受地理环境限制。 (4)扩展性好。采用无线数传电台建立专用无线数据传输方式，只需将新增设备与无线数传电台相连接就可以实现系统的扩充了，有更好的扩展性。 (5)设备维护上更容易实现。采用无线数传模块建立专用无线数据传输方式只需维护数传模块，出现故障时则能快速找出原因，恢复线路。

二、缺点：（1）只能在视线范围内建立链。 两个通信点之间视线范围内必须无遮挡，必要的时候需要考虑线路中间将来可能出现的树木，建筑物的遮挡。 （2）通信距离受限。 目前用于地面民用无线通信的设备所能达到的距离一般为200m到6000m,受安全发送功率、数据速率、天气等条件的限制，实际使用的距离要短一些。 （3）天气影响链路的可靠性。 天气因素尤其是大雾所引起的光的色散影响激光通信的可靠性。据测算，当距离在200～500米之间时，全球大部分地区均可达到99.999%的通信要求。 （4）安装点的晃动影响激光对准 楼顶晃动(受日光，风力的影响)将影响两个点之间的激光对准，使链路质量下降。 （5）意外因素使通信链路的阻断，可用性受限制 点对点及点对多点模式中，如有一条链路被隔断(如飞鸟经过链路空间)，通信将受阻。

三、天津南环忒路有限公司网络发展需求及无线方案

目前南环公司为了保证光纤通道以外中断后，能够继续保障信息的畅通，需增加备用网络通道，并需在主通道中断后自动切换至备用通道，运用既有光纤通道做备份不能避免主备通道同时终端，同时通过光纤与无线的对比不难看出铺设光纤通道的资金大、工程量大等缺点，因此架设无线网络备份通道是优先选择的对象。

3.1、备用网络通道位置选择

为了保证架设备用通道后的网络安全，设计通过南环公司管内官港站作为通道的出口，通过北京铁路局管辖的咸水沽站等车站绕行至北京铁路局天津信息中心后，与南环公司信息中心对接，形成安全的环形网络备份，

3.2、地理方面，邓善沽车站与东大沽车站直线距离为5.97公里，之间无明显障碍物。东大沽车站有通信塔，塔高20米左右。邓善沽车站有通讯塔，塔高25米左右。邓善沽与官港站之间直线距离4.77公里，两者之间有津晋高速穿过，高速高架桥高20米左右，有部分遮挡。官港站也有通信塔，塔高20米左右。咸水沽站距离官港站最近，但是还是本项目中的最远距离，具体直线距离数值为9.81公里，而且两者之间有两个村落、两条高速遮挡。其中中兴村较小，村中建筑基本为平房，遮挡较弱。邓岑子村较大，村中建筑多为楼房，而且正好有一片5、6层高的楼房在链路中间，遮挡十分严重。咸水沽站有通信塔，但塔高较矮只有15米左右。

3.3、方案设计

1）在邓善沽车站和东大沽车站各加装一台PTP300非视距无线网桥，做一跳无线连接，保证带宽在10M左右。然后在主交换机上做设置：以无线链路为备份链路，把原来的铜轴专线作为主链路，形成环网。为了能很快进行通信，设备之间通过双极化定向天线进行通信。

2）在官港车站和邓善沽车站各加装一台PTP300非视距无线网桥，做一跳无线连接，保证带宽在10M左右。然后在主交换机上做设置：以官港—邓善沽—东大沽无线链路为备份链路，把原来直接链接东大沽的DDN专线作为主链路，形成环网。为了能有稳定的带宽，设备之间通过双极化定向天线进行通信。

3）由于距离较远且遮挡比较严重，在咸水沽车站和官港车站各加装一台PTP500非视距无线网桥，做一跳无线连接，保证带宽在10M左右。为了能有更好的非视距绕射性能和稳定的带宽，我们在此条链路应用了冗余带宽更大的PTP500，而且设备之间也是通过双极化定向天线进行通信。

4）由于咸水沽车站原来有路网光纤上联，那么无线链路：咸水沽—官港—邓善沽—东大沽链路在此节点正常应该作为备份链路进行设置。

5、非视距无线网桥的引入

由于在部分区段有障碍物遮挡，因此为了保证无线网桥能够绕过障碍物达到信息对接，不得不引入非视距无线网桥。绕过建筑物进行传播的方式，来促进2个点之间的联通，两点之间也可以通过按预先设定的系统号拨打，网络之间的互相访问如同在同一所建筑物内访问一样便捷。

四、方案的可行性

4.1、通过对现场地理位置实地踏勘，并进行非视距无线网桥的试验连接，基本能够保证通道不受障碍物遮挡等因素影响，通过实际检测，技术指标基本稳定。

4.2、通过对官港出口至北京局天津信息中心间路由器远程登录查看，相关配置满足搭建无线网桥的需求。

4.3、通过对搭建外线网桥费用测算，远远低于沿线架设光纤的高额费用。同时充分体现了其架设周期短，速度快的特点。

【结束语】：无线网桥的发展趋势 ，由于天津南环铁路有限公司管辖车站地理位置比较特殊，同时沿海车站铺设光纤困难等阴虚影响，在无线备份网络通道架设运用后，作为成功案例，必将在南环公司范围内进行广泛推广！

参考文献：

[1] 樊昌信.《通信原理》[M].国防工业出版社，2001.5

篇6

关键词：色散；微波副载波；光倍频；马赫-曾德尔干涉仪

Researching of the chromatic dispersion effects

on the Optical Frequency Multiplication Technology

Based On Intensity Modulater And Mach-Zehnder Interferometer

Wang ming-ye Su yan-ru Xue de-you

（Air force Da lian communication sergeangt academy information network departmeng）

Abstract：In first，this text introduced the conventional Optical Frequency Multiplication technology，a nem system Optical Frequency Multiplication systems based on modulater and Mach-Zehnder interferometer is founded， and then reseached the technique， otherthan studied on the chromatic dispersion effect on the Optical Frequency Multiplication Technology.

Key words：Chromatic；Microwave subcarrier；OFM；MZI

1 引言

随着宽带的进入，人们对通信容量也有了越来越多的要求，结合光纤通信技术的低传输损耗和巨大带宽资源使人们将目光转向光纤通信与微波技术的结合，由此微波光纤传输（ROF）技术应运而生。这种组合通信方式利用光纤链路代替大气介质来传送微波射频信号，兼具了光纤通信和微波通信的优点，成为满足人们对宽带业务需求的极具竞争力的解决方案。近年来，ROF系统中利用光倍频技术（OFM）实现微波副载波更是尤为瞩目。传统的OFM是将低频射频信号通过相位调制器光处理实现微波信号[1]，美中不足的是色散也对系统存在一定影响。本文提出一种改进式的倍频技术――基于强度调制器和MZI的倍频技术，系统中色散对其影响也得到进一步改善。

2 OFM系统实现原理

2.1 系统结构

基于强度调制器和MZI倍频系统由两部分组成：头端和远程接入单元，结构如图1所示。系统仍是通过激光二极管实现光信号，但在头端主要采用强度调制器处理低射频扫描信号，扫描电信号经过调制器调制到激光二极管产生的光波上，调制后的信号以光波形式通过马赫-曾德尔干涉仪的周期滤波作用变频至微波段，再由光纤传送到远程接入单元；在远程接入单元进行光电转换，产生的电信号中含有原扫描信号的高阶谐波，最后带通滤波器获取所需的微波副载波。

2.2 系统原理

强度调制器可选如铌酸锂（LiNbO3）强度调制器，比较于相位调制器，LiNbO3强度调制器带宽较宽，理论上可获得宽度达100GHz的宽带频率输出，还具有可抑制啁啾，低成本， 高可靠性等众多优点[2]。LiNbO3强度调制器的外加电信号通过两个干涉臂加到光波导上，对光载波进行强度调制，输入光波在Y型分路器被分成相等的两部分，每部分光波分别通过光波导的两个支路，然后在Y型和路器汇合成一个光波。在强度调制器的两臂上加上电压后，由于电光作用使得两支路中的波导折射率发生变化，输入光波也随之发生变化。理想条件下，两个干涉臂完全对称，且两臂上的电信号等幅反相，不产生频率啁啾[2]。但在实际上，两干涉臂和外加信号不完全对称，需要补偿。补偿后系统输出副载波信号强度如公式（1）。观察公式（1），发现式中除了含有支流分量外，还含有一些扫描信号频率的2n倍和2n+1倍的一些分量。也就是说，经过系统可产生一些扫描信号的高阶分量，实现更高频率微波副载波的输出。

3 色散对系统的影响研究

3.1 色散的形成

色散是光纤的传输特性之一。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，造成了一系列脉冲展宽，导致脉冲与脉冲之间的重叠，产生干扰，形成色散，因此色散与光信号沿着光纤传播时产生的脉冲展宽有关，展宽越宽色散越大。单模光纤的色散主要是材料色散、波导色散和偏振模色散，在许多实例中，材料色散具有主要影响[3]。

为了分析OFM系统在单模光纤中传输所受色散的影响，搭建了分析色散影响的OFM系统模型，主要观察分析了0～50公里之间基于强度调制器和MZI的OFM系统射频信号输出情况。仿真进行在1550nm，并且色散参数为16ps/nm・km，相当于标准单模硅光纤，分析系统在单模光纤中传输谐波强度所受色散的影响。如图2所示，光纤链路选取50公里时，系统产生谐波输出情况，发现经过50公里的光纤链路，仍然有高阶谐波输出，其中前12阶谐波还能够很好的检测到。

3.2 色散影响分析

图3是搭建的仿真模型，以前六阶谐波微波信号为例，分析了单模光纤中色散对系统的影响，结果如下表所示。对比表1所得参数，信号经过50km长的光纤链路，传输中没有出现零值点，可正常传输，也就是说系统实现的前六阶谐波的传输距离可以超过50km。此外，发现信号在前40公里范围内传输衰落损耗很小，并且在20公里左右位置上幅度达到峰值，40公里～50公里之间出现衰落较大，大约有11.8dB损耗。

3.3 系统传输分析

为了分析基于强度调制器和MZI光倍频技术的ROF系统的信号质量，测试了频率500MHz数字信号，在扫描信号频率 =5GHz系统中传输的信号质量。测试结果显示，系统实现的15GHz信号，传输50公里后接收信号质量很好，检测结果如图4、图5、图6所示。此外，在70公里处检测到的眼图仍是张开的，但是张度已经很小，可见信号在单模光纤中传输70公里后损耗是非常大的。最后检测了传输80公里后的信号眼图，发现完全没有张度，也就是说，该系统暂时还无法将信号传输超越80公里。

4 结束语

基于强度调制器和MZI倍频系统信号在单模光纤中传输，色散对其影响非常小，因此该技术可以在单模光纤中推广应用。在以后的开发研究中可能会发现更多的优缺点，希望能取其长弃其短，使该技术得到发展，广泛地应用到无线宽带网通信领域中以及更多领域。

[参考文献]

[1]A.Ng'oma.Radio-over-Fibre Technology for Broadband Wireless Communication Systems.Eindhoven University of Technology【J】.2005.

篇7

国网河南西平县供电公司18个乡供电所的生产办公、营销自动化等业务是租用运营商提供的通道，其缺点是实际使用带宽低，网速慢，不稳定，故障率高。其安全性、时效性，经济性较差。利用变电站光通信剩余资源，对站所合一乡供电所开通光通信通道，用来传输供电所生产办公、营销自动化等业务。

一、现状调查

国网河南西平县供电公司共有18个乡供电所，均未建立自有的专用通信通道，营业网点的生产办公、营销自动化等业务是租用运营商提供的数据、语音通道，其缺点是电路实际使用带宽低，网速慢，不稳定，故障率高。其安全性、时效性，经济性较差。安全性要求，供电所营业网点生产办公自动化、营销自动化通信通道要尽可能采用自有专用通道，否则，网络容易被攻击；时效性要求，要求网络稳定，且带宽、速率要高；经济性要求，供电所通信网络通道改造要求，在保证现有变电站数据通信业务的基础上，利用剩余通信资源解决乡所生产办公营销自动化业务，这样可为企业节约资金。目前县公司所有供电所网络传输通道是租用的2M业务。电路速率低，网速慢，下载速率平均只有120bit/s左右，而且电路不稳定，故障率高。另外还需付不少数目的租金。

二、租用光通信情况调查

以查阅资料、实地调查的方式，查找近年供电所租用光纤通信缺陷问题。现将我公司租用光通信设备，在2011年-2013年期间故障原因及中断时间作出如下统计。

租用光纤外力破坏引起的网络中断时间，分别是2110分钟、2060分钟、2070分钟；租用设备故障引起的网络中断时间，分别是1002分钟、1200分钟、1480分钟。经现场测试租用通信设备传输速率平均为120kbit/s，影响供电所数据业务的正常传输。

三、改变供电所通信方式可行性分析

通过现场调查分析，有8个是变电站和供电所二合一，这8个站所合一单位中，有6个变电站拥有电力系统自有光通信系统。可充分利用变电站光通信系统剩余资源，开通这六个变电站相对应的供电所到局端专用通信通道。这样可提升网速，降低设备故障率，节约资金。通信方式改变后，经测算试验，网络传输速率不低于200kbit/s。

四、租用光纤通信缺陷分析

1、光纤中断故障，抢修不及时。光纤为租用光纤，无管辖权，有故障时，抢修及时得不到保障；2、设备故障，设备在租方基站内，抢修时，首先抢修自己设备故障，完成后，忘记恢复租用设备；3、租用2M设备档案不清晰。抢修完设备后，经常错接或忘记接2M线；4、租用2M实际带宽远达不到标准，由于租用2M与社会容量共用，在上网高峰时，容量带宽被稀释，远达不到2M应有的带宽和网速；5、存在出入公网瓶颈现象。由于是租用公用网，传输数据时，内网要先入公网，再出公网入内网，存在2个出入公网瓶颈，导致网速过慢；6、由于内外要两次出入外网，信息安全得不到保证；7、存在要交租金问题，经济上要受损失。

五、提出解决问题方案并确定最佳方案

针对以上原因分析，以信息网络安全、时效、经济运行为前提，使用租用设备，不能根本解决网络传输速率低的原因，因此从网络通道的可靠性、便捷性、经济性等方面决定采用变电站剩余光纤资源对乡所合一单位通信方式进行改进。改进后，停用租用设备。对通信方式改进候选方案进行比较分析，具体如下：

对提出的四种方案分别从经济性、优缺点和预期效果方面进行分析与评估，得出第四种方案利用变电站SDH，E1+协议转换器方式为最佳方案。

六、解决问题

结合变电站和供电所的实际情况，并联系咨询相关设备厂家，制定出具体的施工方案和材料计划方案。

1、材料价格的咨询和购买情况如

（1）以这6个供电所年租金的2倍即约4万元左右为基础投资购买材料，完成改进项目。（2）购买材料，通过网上查询价格和联系厂家共购买了6套（12台）E1-10/100M协议转换器，700米8芯高频电缆，共花费4万元。

2、项目的施工安装调试与开通。

（1）从变电站到供电所进行敷设电缆。（2）连接并调试开通局端光端机到E1-10/100M协议转换器2M业务。（3）连接调试开通变电站光端机到E1-10/100M协议转换器2M业务。（4）调试开通局端到供电所通信网络业务。（5）停用供电所租用设备，并与移动公司解除租用合同。

七、解决问题的成效

1、安全性：通信方式改进后，由于内部网络彻底与外网物理隔离起来，信息的安全性得到了极大的保证，通过了电力系统信息安全性评价。

2、时效性：经过现场测试，网络稳定，传输数据速率平均提高到240kbit/s，为原来的2倍。

3、经济性：我们保守估算，依此次设备使用周期为10年来计算，投运10年内6个供电所可节约租金为21.6万元，可节约电话费为21.6万元；而本次实施一次性消耗的物资共计4万元，为企业节省成本39.2万元，具有明显的经济效益。

八、结束语

篇8

【关键词】 微波通信 抗干扰 抗截获

一、概述

虽然光纤通信的传输容量大，无泄漏，但其埋设/架空位置固定，极易遭到物理摧毁。科索沃战争中，以美军为首的北约公然违背国际法准则，大肆轰炸南斯拉夫的民用设施，充分说明民用设施，包括民用光纤通信在战时只能利用，不能依赖。

微波通信作为主要的无线通信手段，因为其具有很强的顽存性和机动性及抗干扰性能，架设简便，物理目标小，发射功率小，费用低等特点。在当今电子战日趋激烈之时，在军事通信中占有极其重要的地位，也应当是战时军事通信的主传输手段。

微波通信有着许多独有的特点，因而广泛地应用在节点引接、近距离中继链路传输等场合。以下我们着重讨论电子战中如何侦测微波信号、微波通信又是如何对抗干扰，以及微波通信各种干扰技术的优缺点。

二、电子战中对微波通信信号的侦察、测量和干扰

2.1微波通信信号的侦查、测量

要干扰敌方信号，首先需要测量出敌方通信所在地，才能有效地将干扰功率最大限度地施加在敌方通信天线上。

单站侦察接收机采用双振子（或多振子）天线，在同一波前上分别接收来自同一通信信号发射机（通信机A）的微波信号，低噪声放大后，镜频抑制混频至中频频率上，进行一定增益的放大（保证信号不会饱和），对其分别进行数据采集和分析。当接收天线与通信机A发射天线正好相对时，两者接收信号的幅/相相同；当接收天线与通信机A发射天线之间存在一夹角时，两者的幅/相不同。由两者的幅/相差，计算出夹角大小，从而判别出发射信号的方向。其原理类似于信标接收机。

从微波通信的特点看，其天线波束窄，电波方向性强，与军用战术电台广播式发射电波截然不同。军用微波通信普遍配备直序扩频/跳频抗干扰措施、功率自适应抗截获措施，因此到达侦测接收机天线的谱密度低。此外，出于机动性的考虑，军用微波通信天线架设所采用的天线杆高度都有限，车载式侦测接收需在其电波延长线上，机载式侦测接收需在其天线波束的旁瓣方向或远距离的主瓣方向上接收电波。电波延长线上，会因天线高度受限产生较大的阻挡损耗，天线波束的旁瓣方向上会因旁瓣抑制度引入较大的损耗，都会加剧谱密度降低的严重程度。如果测量站距通信站B较近，则B站发射信号谱密度稍高些，侦测相对容易一些，如果测量站距通信站B较远，由于天线的前后比较高，B站信号发射谱密度低也会很严重。

事实上，军用微波通信通常采用频分双工方式，虽然测量站可以侦测出通信机A的位置和发射频率，但侦测和通信站B的位置或通信站A的收端工作频率的难度较大。由此看来，军用微波通信信号的测量难度较大，除非近距离测量。

2.2微波通信信号的干扰

假定通过近距离测量解决了信号侦收的电平问题和通过数据处理分析知道通信设备的具置，那么还需通过数据采集和分析，知道具体频率（或频段），才可能实施干扰。能够知道更详细的制度参数，反其道而行之，则干扰效果更好。

不管是直序扩频还是多进制扩频抗干扰，由于其信号谱是连续发送的，信号的接收相对容易一些。单音的直序扩频信号通过平方率计算，可以直接将宽带扩频信号压缩成单音信号，提高其信杂比，得出载频频率。

由于各种信息调制体制的直序扩频，虽然分析其发射中心频率有些复杂，但仍然可以通过平方率计算，将宽带扩频信号压缩成窄带信息调制谱，提高其信杂比，在进一步分析得到载频频率。然后经过数据采集和分析，分析出其扩频码序列。在此基础上，设置干扰频率和干扰调制体制，得到最佳的干扰效果。

对跳频而言，低速跳频时，因发射驻留时间长，分析能力较高的测量设备可以在较短的时间内搜索并分析出载频频率，立即对干扰机进行设置，此时由于扰方尚未更改频率，还在原来的频率上通信，所以干扰是有效的。

通常这种跟踪接收机分析完频率时，扰方已经发送完跳频同步头，开始发送信息部分了，所以通常跳频同步头不会受到损伤，但会影响到信息的正确传输，严重的可以影响到位同步的提取，从而破坏跳频同步。高速跳频时，测量设备尚未分析完毕，发射机已经改变载频频率了，难以有效地进行干扰。

篇9

通信平台支撑的业务主要有两个类型，第一是自动化业务，第二是电信信息采集营销业务。在进行输变电自动化通信过程中，一般信息传输量非常大，对信息传输的可靠性和实时性要求比较高。因此建立的主控通信中心传输容量应该得到保障。就当前的配用电通信网而言，因为低压输变电站在的位置是供电末端。因此，具有受众多、覆盖范围广以及布局密等特点。当前，配用电通信网的组成方式有载波、光纤以及宽带无线等。从中看出，这些传输方式各自存在优缺点，光纤通信相对于宽带而言，损耗率比较低，在实际使用中抗干扰能力比较强，成本低等优势，因此在电力通信中被广泛使用。在多种无线通信技术的选择上，宽带无线接入技术，该技术尤其独特的系统性能，例如：McWiLL。在我国已经被大量使用，该技术水平成熟度高。最有效的组网方式是将多种通信方式混合使用，发挥出组网优势。

2配电通信网网络架构

配电通信网络承载的业务内容比较广泛，有用电信息采集业务、配电自动化业务。其中，在电信信息采集业务中，有包含诸多业务，例如双向营销互动业务、视频通讯业务等等。这个时候的网络构架应该根据不同的网络业务需求进行搭建，需要满足实时性、安全性的组网技术要求。因此，在进行信息系统平台搭建时，应该融入多网融合，这个融合可以包含专业的营销管理系统，将该整个系统纳入配电通信网内，进行科学规划，这样可以将配电信息快速传输到用户营销侧，使得用户及时掌握电网运行情况，从而进行用电调整。用户接入网中的数据通过光纤、宽带无线和电力线载波通信方式接入配电通信网。配电通信网中的lOkV变电站负责接收用户用电信息。在整个输变电络中，有诸多组成，像配电室、开关站以及环网柜等等。选择自动化配置和自动化配变检测。当下，配电通讯网络，一般选择的是“光纤为主、无线宽带为辅、公网为补充”组网方式，这个方式最大特点是将大量的数据汇集在通信骨干网中。营销系统结合以后，就可以更加紧密关注变化。而且可以将更多注意力转移到用户中，了解用户的需求，根据实际需求，进行配电调整，实现电网运行水平提高，保障精细化、合理化以及高效化管理目标实现。

3电力营销与用户接入网网络架构

电力营销以及用户接入网过程中，已经形成一体化的信息通信平台，这平台能够发挥出巨大作用。可以实现对于户接入网监控目的，进行监控家用电器用电情况以及开关情况。最终的信息会于无线传感网将其智能反应在外网上，这些信息的积累是实现主动营销策略最关键依据。这个过程中，应该保障信息传输准确性和实时性。使用多个智能表计将其集中连接起来，实现对小区内用电信息进行采集，集中器会将前端设备进行屏蔽，给予统一的连接接口，最终传输到上层变电站中，这样就可以整合整个小区用电信息，并且可以快速传输给电网。

4结束语

篇10

关键词：配网自动化；合理规划；集中智能模式；分布智能模式；

1 配电网的合理规划

当某区域发生故障时,及时将分割该区域的开关跳开,隔离故障区域，随后将因线路发生故障而失电的非故障区域迅速恢复供电,从而避免了因线路出现故障而导致整条线路连续失压,大大减少了停电范围,从而提高了供电可靠性。因此,配电自动化对配电网规划提出了以下几点基本要求:

(1) 供电线路要连接成环网,形成2-1、3-1等典型的接线模式，对重要用电区域可采用3供1备用的接线模式。

(2)线路干线须进行分段。避免线路某处出现故障导致整条线路都连续失压,即通过分段开关的倒闸,将非故障区域负荷转移。分段原则是:根据具体情况,或按负荷相等,或按线长相等,或按用户数量均等原则。应考虑投资效益,一般线长在3km以内的宜分3段,线路更长时分段不超过5段，具体的分段应结合运行管理单位的运维特点进行划分。

(3)若分段开关使用负荷开关,不使用断路器，可节省部分一次设备的投资。线路发生故障后,分段开关的作用是隔离故障区域,而不是切除故障电流。当故障发生后,变电站内10kV出口断路器分开,切除故障电流,此后,划分故障区域的分段开关才跳开隔离故障,此时故障电流已经切除。

(4)分段开关可使用断路器。目前我国开关生产厂家已经生产出分合负荷电流、过载电流及短路电流的10kV户外真空断路器。这种设备与计算机的遥控技术和数据传输终端设备连接后能够实现遥控操作、数据信息通讯等功能。

2 开关设备的选型

开关设备作为配网自动化的关键设备，目前生产的厂家很多,但能够生产出与计算机的遥控技术和数据传输终端设备连接,能够实现遥控操作、数据信息通讯等功能的开关设备的生产厂家并不是很多。目前我国部分地区实现配网自动化的开关设备大都不具备这个功能。所以,要做到利用计算机网络和通信技术,实现对配网正常运行的控制、检测和故障时的快速处理(故障检测、故障定位、隔离和非故障区的恢复供电) 以及配网的生产管理、设备管理的自动化,正确的开关设备的选型是关键。为实现控制中心和各分段开关进行数据通信,要求控制开关、断路器不仅具备远方的遥控操作和数据信息通讯等基本功能,同时还要具备独立、完善的操作电源系统。为获取负荷电流、过载电流及短路电流量，达到遥信、遥测、遥脉等功能，要求开关内置CT 和PT 等电气设备,作为判断过负荷、各种故障电流的电气元件。

3 控制中心与各开关（断路器）之间的数据通信网络

配网自动化对通信系统的可靠性和通信速率要求很高，也是配网自动化建设的主要瓶颈。目前我国部分地区完成的配网自动化的通信方式大都采用载波通信、无线通信和光纤通信等几种形式。从相关供电局配网自动化建设和运行的经验来看,这几种形式中,无线通信和载波通信受到很多因素的制约,不是十分稳定,但投资较少,适合小区域的城镇配网自动化。对大、中等以上的城市来说,这两种通信方式不能满足要求。所以,要想实现大中城市的配网自动化,应该选用投资较大的光纤通信方式, 这种通信方式支持接口(RS232/ 485)和以太网等多种通信模式,具有通信速率快、可靠性高等优点,是配网自动化通信方式的首选。

操作电源的设计,一般选用交流220V 作为操作电源,一般有逆变电源屏、电池屏、充电屏和交流配电屏组成电源系统。为了满足设计需要,在整个配电网络中设置多套电源系统,具体的数量,要根据电压降和电源线路的实际情况决定。

4 配网自动化实用化模式

根据故障处理的具体形式,配网自动化可以分为分布智能模式和集中智能模式两种。

4. 1 分布智能模式

分布智能模式是指现场的开关（断路器）具备自动故障判断隔离及网络重构的能力,不需要通信与主站系统参与。主要有电压时间型(根据变电站保护重合闸到再次出现故障电流的时间确定故障区域) 和电流计数型(根据开断故障电流重合器动作次数确定故障区域)两种。其主要设备是FTU结合断路器或负荷开关构成的具有重合功能的分段开关。

此类方法的显著优点是成本低,不需要主站参与。但受原理的局限,不可避免地具有以下缺点:

(1) 故障处理及供电恢复速度慢,对系统及用户冲击大;

(2) 需改变变电站速断保护定值及重合闸次数;

(3) 同一线路上、下级重合器动作缺乏选择性。

此外,网络重构后需改变重合器的整定参数,多电源多分支的复杂网络,其参数配合困难。并且故障点后面的分段开关的重合闭锁要依靠检测故障时的异常电压来作为闭锁条件,而故障情况不同,异常电压特征也变化较大,因此闭锁条件较复杂。

综上所述,这种方法适合于网架结构比较简单,主要是2-1接线模式,以及不具备通信手段或通信条件不完善、可靠性要求相对较低的场合，适用于地广人稀的镇区电网规划。

4. 2 集中智能模式

集中智能模式是指现场的开关（断路器）将检测的故障信息上传给主站,由主站根据配电网的实时拓扑结构,按照一定的算法进行故障定位,下达命令给相关FTU 、开关（断路器）跳闸隔离故障。此后主站通过计算,考虑网损、过负荷等情况确定最佳恢复方案,控制开关（断路器）完成负荷转供.这种模式的特点是适用于任意结构的配电网,并且可以处理一些特殊情况(如多重故障) 。

由于主站的故障处理算法是在配电网的实时拓扑结构基础上完成的,因此,即使是多电源复杂的网络同样适用,并且时间上几乎相同。

这种模式能适用于架空线路、电缆线路(包括环网柜方式、开闭所方式) 。它具有以下特点:

1) 作为电网调度自动化的一个子系统,能满足电网调度自动化的总体设计要求,其配置、功能包括设备的布置都能满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的要求。

2) 能够将开关（断路器）的开关量和电流、电压等实时数据上传到调度主站或控制中心,并且能够对其进行遥控操作,具有很好的上行和下行通信功能。

3) 与继电保护的整定、重合闸、备自投等配合,系统本身具有自动判断故障点和自动切除故障点的功能,能够将故障范围缩小到最小程度。

4) 系统的正常运行方式和故障时的运行方式能够实现自动最优化,调度灵活,也可以根据调度员或者操作员的指令(检修状态下的运行方式)选择预定的运行方式。