光電通信技術范文
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篇1
關鍵詞:主控芯片 無線網絡 無線監測 無線通信芯片
中圖分類號:TN06 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)10-0125-01
1 研究內容與當前現狀
隨著社會的發展,交通堵塞狀況不斷加劇。以廣州為例,現在市區的平均車速只有每小時12公里。用這個目標速度代入歐美標準計算,廣州人為交通堵塞所付出的經濟代價總值:每年耗費1.5億小時,減少生產總值117億元。相當于該市整個生產總值的7%。因此,一個好的交通監測控制系統,對于緩解交通堵塞、違章控制等方面將給予技術上的幫助和支持。本文主要從單片機的應用角度設計了一個基于光電監測技術、無線通信網絡技術的智能交通監測控制系統,目的在于對十字路口的交通燈進行智能化管理,從而控制過路口過往車輛的正常運作。
2 系統設計思路
由于交通流量時變性、非線性特點,具有較大的隨機性,因此很難建立精確的數學模型,該系統設計了一種根據前后相流量來決定信號燈配時的模糊控制系統,其主要內容如下:
(1)控制器手動和自動控制信號燈的亮滅和智能指揮,手動時可以設定交通信號燈放行和停止的時間(固定不變),自動可以根據車輛的具體交通情況和時間(如上班下班高峰期)自動調整交通信號燈放行和停止的時間;(2)控制器可以統計路口的車輛的流量;(3)當用特殊車輛(如119、120)通行時,可以指揮特殊車輛的方向優先通行;(4)當某一個路口出現交通阻塞或者交通事故時,可以指示車輛便道。(5)具有記憶功能,根據具體的車輛交通情況自動調節手動時交通信號燈放行停止時間。
3 實現過程
3.1 信號燈結構設計
交通燈管理系統在實現了現代交通燈系統的基本功能的基礎上,增加了:
(1)可以根據車輛的具體交通情況(車輛的數量)和時間(如上班下班高峰期)自動調整交通信號燈放行停止的時間;(2)緊急情況( 120、119急救車通過等)發生時手動控制等功能,增強了系統的安全性和可控性;(3)車道放行車輛時間固定,造成路口經常出現主車道車輛多,車輛無法在規定時間內通過。根據車輛具體情況自動調節交通信號燈放行停止時間;(4)車輛故障判斷功能,判斷某個車道出現事故車輛時,提醒后面司機變道行駛,提高通行效率。
3.2 方案的選擇
(1)單片機方案選擇。采用TI公司的MSP430F5529作為主控芯片。MSP430F5529是超低功耗混合信號微控制器,配置集成的USB層和物理層支持USB 2.0,四個16位定時器,一個高性能的12位模擬數字轉換器(ADC),兩個通用串行通信接口(USCI),硬件乘法器、DMA、實時時鐘模塊與報警功能,和63 I/O口線,使用方便,低功耗特性明顯。
(2)無線通信芯片方案選擇。采用TI公司的CC2630作為無線通信芯片。CC2630是一款面向ZigBee和6LoWPAN應用的無線 MCU。此器件屬于 CC26xx 系列的經濟高效型超低功耗 2.4GHz RF器件。極低的有源RF和MCU電流以及低功耗模式流耗可確保卓越的電池使用壽命,允許采用小型紐扣電池在能源采集型應用中使用。當工作在發射模式下發射功率為0dBm時電流消耗為5.9mA,接收模式時為6.1mA,憑此特性,CC2630成為ZigBee/6LoWPAN網絡中電池供電和能量采集終端節點的理想選擇。
(3)車輛檢測方案選擇。采用紅外檢測技術。紅外檢測技術就是利用紅外感應的原理,將一個紅外傳感器嵌入道路表面,并在其上面安裝一個鋼化玻璃板,當車輛經過或者停止在紅外傳感器上面時,會觸發紅外傳感器電平的變化,來判斷車輛的有無。
3.3 工作原理
從機通過紅外傳感器檢測各個方向的車輛的狀況,然后通過無線通信發送到主機,主機記錄各個時刻的車輛流通狀況,通過上一次紅綠燈變化時各個路口的交通狀況決定下一個紅綠燈的變化時間,實現自動調節交通的目的。如有交通堵塞,則在該方向顯示為特殊的信號燈,通知遠方的車輛及時變道行駛,以免造成更大的交通阻塞。
當遇到緊急車輛(110/119/120)發送來的信號時,將該車輛行駛方向的信號燈強行變更為綠地,方便該方向緊急車輛的快速通行。
4 測試結果分析
經檢測,本設計實現了以下功能:(1)控制器手動和自動控制信號燈的亮滅和智能指揮,手動時可以設定交通信號燈放行和停止的時間(固定不變),自動可以根據車輛的具體交通情況和時間(如上班下班高峰期)自動調整交通信號燈放行和停止的時間;(2)控制器可以統計路口的車輛的流量;(3)當用特殊車輛(如119、120)通行r,可以指揮特殊車輛的方向優先通行;(4)當某一個路口出現交通阻塞或者交通事故時,可以指示車輛便道;(5)具有記憶功能,根據具體的車輛交通情況自動調節手動時交通信號燈放行停止時間。
5 結語
本設計是交通信號燈控制電路的設計,在現代及未來的交通管理中,對交通信號燈的要求也越來越高,在制定和實施智能交通控制系統時我們可以在此設計的基礎上采用通用化和模塊化,會更有利于將來的逐步升級和換代。
參考文獻
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篇2
關鍵詞:光纖通信技術;廣播電視傳輸;應用
隨著光纖通信技術的發展,人們越來越了解光通信,光纖通信技術在廣播電視傳輸中的應用也越來越廣泛。光纖作為廣播電視信號的重要傳輸載體,其也得到了一定的重視與應用,將光纖通信技術應用于廣播電視的傳輸中,能夠有效提高信號傳輸的質量與可靠性,推動廣播電視建設事業的發展[1]。一般而言,信息的傳播需要以不同的信號為依據,選擇不同的傳播光纜和傳播技術,并通過雙物理路由和主路設備光端機的相互配合來實現光纖的傳輸。
1光纖通信技術概述
對于光纖通信系統而言,其主要包括耦合器的無源器件、光纖連接器、光中繼器、光接收器和光發射器等部分,傳輸介質和載體分別是光纖和光波。光模塊作為該系統的核心部分,其能夠對系統的傳輸質量產生極大的影響。信號是系統的信息源,光發射器中光信號的調制則是以電氣信號為依據,光纖傳輸到檢測器中,間光纖收發器還原為電信號,并借助放大器形成光,從而實現信號的傳輸。中繼器主要是放大長距離光纖傳輸造成的失真和衰減的微弱光信號,校正畸變的光信號,保證通信的質量。一般情況下,中繼器主要是由再生電路、光源和光檢測器加以構成,其能夠校正脈沖波形畸變,補償光纖中衰減的光信號。光纜或光纖能夠利用光纖或電纜長距離傳輸調制的光信號,并將其耦合至光檢測器的接收器中,從而發送信息,完成任務。光接收器則由光放大器和光檢測器構成,能夠利用光纜或光纖探測器將光轉化為電信號,借助放大電路放大弱信號的電平,然后將其發動到接收機,實現光/電轉換[2]。光發射器是由調制器和光源驅動,將信號源調制為光信號,并通過耦合的方式轉移到光纖傳輸,實現光電轉換信號。
2廣播電視傳輸系統與數字光纖傳輸系統
2.1廣播電視傳輸系統
對于廣播電視傳輸系統而言,其作為一個非專用的電視系統,其主要是通過無線電的形式傳輸信號,能夠借助光纖網絡電視對信號進行直播,有效保證傳輸信號的質量,常用于廣播。SDH傳輸網可利用衛星、微波或光纖同步傳送信息,動態管理與維護網絡,促進網絡資源利用率的提高,滿足廣播電視傳輸網的交換需求和信息傳輸,提高傳輸的質量。光纖傳輸系統具有良好的傳輸質量和較高的靈敏度,是數字通信的理想通道,因此長距離與大容量的數字傳輸多選用該系統。目前SDH技術已經逐步成為廣播電視傳輸技術的重要發展方向。
2.2數字光纖傳輸系統
數字光纖傳輸系統的主要設備就是光端機,其性能直接影響節目播出與傳輸的質量。信息源信號的傳送需要利用光發射器來調制電信號,使其轉化為光信號,輸入光纖傳輸傳動到光端機;同時光端機內部的檢測器將光信號還原為電信號,通過整形、放大與再生等手段,使其還原輸出。對于光端機來說,其標準單元為8路,可構成32路、24路和16路等多種機型,并具有數字聲頻AES/EBU接口與模擬音頻接口。下圖2表示的是數字光纖系統的構成。此外,同步時分復用技術是當前對光纖大容量數字傳輸的重要技術,其傳輸體制包括同步數字系列(SDH)和準同步數字系列(PDH),前者更為完善。SDH傳輸網由連接物物理鏈路、數字交叉連接設備、分插復用設備和SDH終端設備等構成,其中SDH終端設備能夠提供適配的業務,便于分接/復接。SDH對信號的復用方式加以固定,通過標準的等級結構來對低速信號加以復用,利用光纖交叉連接、復用和同步傳輸信號。SDH傳輸技術是高速率光纖通信的必然發展趨勢適用于多點網絡傳輸和點對點傳輸,具有良好的網絡同步性能、時鐘抖動性能及其同步性能,能夠保證廣播電視信號傳輸的質量,將會推動廣播電視網絡事業的長遠發展。
3光纖通信技術在廣播電視傳輸中的應用
光纖通信技術應用于廣播電視傳輸時,由于連接狀態不佳、接頭不夠清潔等,易發生光纖形變、和斷裂等問題,導致光纖系統出現故障。同時光接收器和光發射器在調試過程中沒有嚴格按照相關的操作標準進行調試,缺乏針對性強的處理措施,也會導致光纖系統故障問題的出現。一般光纖系統中存在的部分故障主要是利用OTRD測試進行檢測,需要保證前端的光發射器具有良好的工作環境,重視防塵與防潮,對工作電壓的穩定性和安全性加以強化,定期檢查光纖,避免光纖尾的彎曲。對于同軸電纜有線電視系統與光纖傳輸系統而言,其具有一定的技術指標,其中光纖傳輸系統主要是由各種連接器、光纖和光端機等加以組成,連接頭易導致鏈路產生噪聲。活動連接器的分類標準需要以傳輸特征或光纖類型為依據,可分為多模和單模,多模光纖連接器的鏈接需要利用活動鏈接適配器加以實現,單模光纖連接器則可結合聯系方式和結構進行劃分;從光纖芯數層面則可分為帶狀連接器、多芯連接器和單芯連接器。此外,要想避免光發射器性能與反射光造成的影響,降低反射損耗,則需要科學利用SC/APC和FC/APC連接器。總而言之,光纖通信技術能夠以自身的優勢,如抗干擾性能強、光纖重量輕且尺寸小、傳輸速率高、通信容量大、串擾小、衰減低等,有利于廣播電視信號的鋪設及傳輸。
4結語
綜上所述,光纖通信技術具有保密性好、中級距離長和通信容量大等特征,在廣播電視信號的傳輸中,其不會對信號的接收產生較大干擾,不受中繼噪音的影響,能夠在一定程度上保證信號的質量。將光纖通信技術應用在廣播電視系統信號的傳輸中,能夠滿足系統傳輸的快捷性與正確性,保證信號傳輸的效率和質量,是視音頻業務傳輸的有效介質。當前隨著現代廣播電視事業的不斷發展,光纖通信系統在其信號傳輸中的優越性日趨凸顯,是廣播電視信號異地傳送或節目直播的重要傳送方式,已經成為可靠性最高的數據或數字電視傳輸鏈路,有利于提高光纖通信技術的應用水平。
作者:張劍文 單位:云南宣威國家新聞出版廣電總局726臺
參考文獻:
篇3
關鍵詞:光纖通信技術;電力通信;電信傳輸
社會科技的快速發展,使人們的生活和工作發生巨大改變,人們對網絡的依賴程度逐漸提高。所謂光纖融通新技術主要是指利用光波傳導信息的載體,將光纖作為信息傳播的媒介,是一種全新的通信方式[1]。目前,光纖通信技術的應用范圍快速擴大,并且在不同領域發揮著重要作用,光纖通信技術具有巨大發展潛力,筆者通過分析光纖通信技術的特點和應用策略,明確了光纖通信技術的發展前景。
1光纖通信技術的主要特點
1.1通信容量大
在使用光纖通信時可以發現,光纖通信技術的容量較大、頻帶較寬,對通信信號來說,頻帶主要包括最低頻率和最高頻率,在這之間的頻率值為頻帶基本頻率范圍。一般情況下光纖通信所使用的波長是近紅外區域和可見光區域的高頻光波[2],因為廣播的頻率較高,一般在1014Hz以上,而普通電磁波的頻率則在106~108Hz,光纖通信的頻率是普通電磁波的103~104倍,所以光纖通信的頻帶更寬、信息傳輸容量也更大。但是在實際使用中,光纖通信的頻帶會受到光電器件的限制,在傳輸過程中無法達到預想的頻寬值。可是光纖通信仍然能夠實現24萬路的信號傳播,所以信號的傳輸數量遠遠多于普通光纖。
1.2抗干擾能力強
光纖通信技術具有較強的抗干擾能力,而抗干擾能力也是考核通信技術優越性的重要標準。在一般狀態下,利用電信號來傳輸信號的通信技術經常會受到各類電磁干擾的影響[3],比如雷電干擾、高壓線纜干擾、太陽黑子活動干擾等,直接影響了傳輸信號的穩定性,從而造成相應的損耗,阻礙了通信設備的正常使用。光纖通信技術在應用的過程中,在抗干擾方面具有先天優勢,主要是因為光纖的材質并非金屬,而是由玻璃纖維構成的非金屬材料,是絕緣體材料的一種,絕緣效果非常好,耐腐蝕能力和抗高溫能力也極強,所以在抗干擾方面具有得天獨厚的優勢。
1.3安全性能較強
在日常使用中,光纖通信技術的安全性能較強,而普通電纜線在信號傳輸的過程中會受到電磁波泄露問題的影響,導致通信信號受到干擾,電纜線中的銅線老化也會導致傳輸信號減弱。在影響信號傳輸質量的同時也降低了傳輸信號的安全性。隨著科技的發展,光通信技術得到不斷完善,傳統的銅纜網已無法滿足通信技術現代化發展需求,所以銅纜網逐漸被光導纖維替代。在信號傳輸的過程中光導纖維具有極高的密閉性,并且能夠將光信號控制在光導纖維中,從而有效降低光信號泄露的概率。
1.4中繼距離長
在銅纜線信號傳輸的過程中,傳輸信號會在傳輸時受到不同程度的損耗,距離越長損耗越大,并且損耗量呈顯著上升的趨勢。在保證通信質量的基礎上,普通電纜中繼距離為1.5~50km,而光纖傳導時,信號的損耗較少,衰弱頻率較低[4]。在長距離進行光纖傳輸時,信號的衰減量可以控制到0.19dB/km,所以光纖通信技術更加適用于長途網絡。另外,光纖通信技術主要是通過光傳輸,所以在信號傳輸的過程中受到的電磁干擾較少,其造價遠遠低于銅纜網,所以在計算機網絡技術中得以快速普及。
2光纖通信技術的應用
近年來,我國的網絡信息技術得到快速發展,得益于通信技術的不斷完善。網絡信息技術逐漸在各個行業中得到普及,例如電力通信、電信傳輸、廣播電視等,光纖通信技術是一種全新的通信手段,快速滲透到各個行業領域中。目前,光纖通信技術在軍事、網絡、電力等領域得到廣泛應用,并為這些領域帶來了生機,從而有效促進這些領域的發展。光纖通信技術自出現以來獲得廣泛應用得益于其自身的特點,其具有抗干擾能力較強、傳播頻帶較寬、傳輸中繼距離長、安全性能強等優勢[5]。但是我國在光纖傳輸領域的開發力度卻不大,沒有深層挖掘光纖傳輸的效果和能力,甚至在實際工作中大部分的優勢沒有發揮出來。只有對其不斷研究和挖掘,才能夠最大化發揮其優勢,并且有效研究出全新的技術將其替代。目前我國正在不斷優化信息網絡格局,并逐漸轉向網狀結構的方向發展,使我國的通信網絡真正做到聯通四方,使我國的信息產業形成完善的體系,從而在軍事、電力等方面發揮重要作用。
3光纖通信技術的發展趨勢
在光纖通信技術的發展過程中,受到技術特點和物理屬性的影響,在未來的發展中,光纖通信技術的發展趨勢具體體現為以下三方面。
3.1逐漸轉向超高速系統方向發展
隨著我國的科技不斷發展,光纖通信技術也在逐步進步,目前,我國的光纖通信傳輸速度在未來十年間能夠提高100倍,從而使用戶得到更加快速的信息傳輸服務。面對這一發展前景。現如今,商用系統中光纖通信技術最普通的傳輸速度在10Gbit/s,而更快的速度則可以達到40Gbit/s,并且已進入有效的實用階段。但是我國的科研人員并沒有停滯不前,為了給人們提供更快的信號傳輸速度,160Gbit/s、640Gbit/s的傳輸速率實現指日可待,想要實際使用卻需要進行不斷的實驗和測算,所以仍然需要不斷的努力[6]。由于受到光纖物理特點的阻礙,光纖通信想要進一步擴容,必須通過光復用方式進行完善,而目前商用的光復用方式只有DWDM和WDM兩種。
3.2光纖接入網
光纖通信系統的最后一步是光纖接入網,為了實現光纖通信技術的普及,相關部門應重視光纖接入網工作,同時加大信息高速公路建設的力度,光纖接入網的發展能夠給用戶提供個性化服務,還能夠保證人們獲得最大化的光纖帶寬,并且可以提高信息傳輸的速度,從而有效滿足用戶的個性化需求,促進光纖通信技術的發展。
3.3全光網發展前景
研究和推廣光纖通信技術,最終的目標為全光網通信。全光網通信業也就是光纖通信的最高目標,雖然通信信號的傳輸速度逐漸加快,但是光電轉換環節遭遇到發展的瓶頸,給電信號處理帶來極大的困難,全光網的信息傳輸重要因素則為保持光纖時代的信息傳輸,從而大幅度提高光纖傳輸帶寬的容量。
4結語
綜上所述,光纖通信技術是未來互聯網的主要發展趨勢,也是國家經濟發展的基礎保障。為了促進社會經濟的發展,科技人員需要深入研究光纖通信傳輸的特點,挖掘光纖通信技術的優勢,從而逐步提高信息傳輸速度,使我國互聯網絡逐漸轉向光子網絡方向發展,從而使人們能夠獲得光速的信息傳輸服務。
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篇4
關鍵詞:電力通信網光波分復用技術
近年來,隨著電力行業的生產與基建,電力系統的通信也有了相當規模的發展。它獨成體系,組成了專為電力業務服務的,具有自身特點的通信網絡。
1 WDM的基本概念及系統基本構成
光波分復用(WDM:Wavelength Division Multipxing)技術,是在一根光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術。其基本原理是在發送端將不同波長的光信號組合復用,并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸;在接收端又將組合波長的光信號分解,并作進一步處理,恢復出原信號后送入不同的終端。
WDM將光纖的可用波段分成若干小信道,每個信道對應一波長,使單波長傳輸變成多波長同時傳輸,從而大大增加光纖的傳輸容量。目前,電力系統主干網、接入網在傳輸速率為2.5Gbps的一根光纖中同時使用4個波長后,這根光纖總的容量就達到了10Gbps,每個波長之間的間隔為0.8nm(一般是0.8nm的整數倍)系統所使用的波段是C波段1350―1565nm,未來可用8、16或更多個波長。
WDM系統的基本構成主要有兩種形式:一是雙纖單向傳輸;二是單纖雙向傳輸。前者在開發和應用方面比較廣泛,但使用的光纖和線路放大器的數量要多;后者在設計和應用時必須考慮幾個關鍵的系統因素,如抑制干擾、雙向隔離和雙向放大器等。目前電力系統主要使用前者。一般WDM系統主要由五部分組成:光發射機、光中繼放大、光接收機、光監控信道和網絡管理系統,其中光發射機是核心部分。
2 WDM的主要特點
2.1 增大傳輸帶寬,提高傳輸容量。WDM技術充分利用光纖的巨大帶寬資源(低損耗波段),使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍,從而降低成本,使電力系統原隨輸電線路架設的OPDW光纜(12~24芯)具有很大應用價值,在很大程度上解決了光纜數量不足問題。
2.2 傳輸多種不同類型信號。由于WDM技術使用的各信號波長彼此獨立,因而可以傳輸特性完全不同的信號,完成各種通信業務的合成與分解,包括數字信號和模擬信號,以及準同步數字序列(PDH)信號和同步數字序列(SDH)信號,實現多媒體信號(視頻、音頻、數據、文字、圖像等)的傳輸。
2.3 多種網絡應用形式。根據不同的需求,WDM技術可有很多種應用形式,如主干線網絡、接入分配網絡、多路多址局域網絡應用等。
2.4 擴充網絡容量、減少投資。對已建光纖通信系統擴容方便,只要原系統的功率富余度較大,進一步增容不必大動。不用敷設更多的光纖線路,也無須使用高速率的網絡部分,只要更換光端機就可擴充網絡容量。
2.5 組網靈活可靠。可在網絡節點使用光分插復用器(OADM)直接上下光波長信號,或使用光交叉連接設備(OXC)對光波長直接進行交叉連接,組成具有高靈活性、高可靠性、高生存性的全光網絡。
2.6 實用高效、性能優良。業已成熟的摻餌光纖放大器(EDFA)技術在特定的頻帶內,無須進行光電轉換就可直接放大光波信號,這為高密度波分復用傳輸系統的應用提供了最佳擴展空間。
2.7 IP的傳送通道。波分復用通道對數據格式是透明的,與信號速率及電調制方式無關。通過增加一個附加波長即可引入想要的寬帶新業務或新容量,如IP over WDM技術。
2.8 降低器件的超高速要求。隨著傳輸速率的不斷提高,許多光電器件的響應速度已明顯不足。使用WDM技術可降低對一些器件在性能上的極高要求,同時又可實現大容量傳輸。
3 WDM的主要應用
3.1 為寬帶網絡建設提供了拓展平臺。可提供電力調度交換、行政交換、遠動數據交換和變電站視頻監控、輸電線路繼電保護、自動營抄、視頻會議等方式的完美匯聚傳輸,因此伴隨著光通信帶寬需要的日益增加,WDM將成為光纖應用領域的首選技術。
3.2 滿足網絡擴容需求。由于主要通過改變基礎速率和提高每根光纖的傳輸容量來提高光纜傳輸的總容量,故WDM能以較低的成本實現在有限的傳輸管纜芯數中逐步擴容升級。此外,它還可與IP技術結合,實現路由器數據在WDM中透明傳輸,從而簡化設備構成。2011年底,我們利用這一特性在我市中心區域的220KV變電站部署了電力調度數據交換網的第二平面。
3.3 應用與廣泛的區域范圍。WDM不僅能應付信息流量的劇增,保護原有線路投資,降低建設和維護成本,還可在建設和應用光子網絡方面發揮獨特的技術優勢。此外,它還將在發展超大容量的光傳輸、實現更為廣闊的區域范圍內的信息傳遞等方面發揮重要作用。
3.4 為日益增長的網絡規模提供擴展空間。由于具有透明性、可重構性、網絡生存性強等優點,未來的WDM光網絡將向基于光波長選路、光波長交換的靈活組網方向發展,并最終成為具有快速網絡恢復及重構能力的光傳輸網。
4 WDM發展趨勢
WDM是一種對光元件有很強依賴性的技術,這些光元件大部分是新開發的,投產量很低,因而價格昂貴。所以,必須要研究開發新的、性能更好的光元件,并開發低價的小型化集成光元件,如放大器、光交叉連接器(OXC)、光分插復用器(OADM)、濾波器、信號調節器、光背板、光存儲器和可變延遲線、發送器陣列和接收器陣列等項目的開發。另外,為了互通性和統一的服務質量,還必須將傳送協議和網管標準化。
隨著光纖網絡的不斷發展,以WDM為基礎的光網絡層將逐步實現用于端到端的全光網連接,實現用戶與光通信網絡的親密接觸。到時候,人們利用WDM技術,可方便、快捷地實現可視電視、可視會議和遠程技術支援,以及與Internet的連接,進行話音、數據和圖像等多媒體信息傳輸、處理和交換。毫無疑問,WDM技術的應用與逐步完善,將對電力系統通信及智能電網未來的發展起到積極的作用。
篇5
【關鍵詞】電力通信光纖技術SDHMSTP
近幾年來,隨著我國科技技術的高速發展,我國的電力系統的現代化建設中已經有很大的廣泛應用了,以光纖作為傳輸通道,可以傳輸大量的信息,利用光導纖維作為進行信號傳輸,是我國現在一種重要傳輸方法。在電力系統的現代化建設中,表現出了其相對于的價值以及潛在能力。光纖通信的制作材料一般是電氣絕緣體,并選用多芯組成電纜,從而在減小傳輸占用空間的基礎上保證了通信質量。光纖通信技術較之傳統的通信手段相比具有很大的優勢,如今光纖通信技術主要有三種類型:一是光纖傳感技術,主要借助于傳感器進行信息傳輸;二是波分復用技術,主要借助于不同信道光波;三是光纖接入技術,可以有效地應對各種窄帶業務及事故,從而提升各種媒體圖像及數據的處理。隨著近幾年MSTP技術和設備的日趨成熟,現在MSTP技術已經逐步成為汕頭地區電力系統城域傳輸網中的主流。
一、SDH技術的基本原理和優缺點
SDH是一塊用來承載欣欣的狀幀結構,這個狀幀每個字節含8b,分別由縱向270×N列以及橫向9行字節組成,是運用于的同步識字傳輸網絡,采用分組交換和時分復用(TDM)技術,由高準確度的主時鐘統一控制整個系統。主要輸運用于維護、管理和運行,想要接收時能正確分解并作相位調整,必須運用負荷區首字節在STM-N幀內的準確位置凈負荷區包括業務信息字節和少量通道開銷字節POH(PathOverhead)。整個SDH幀結構是分別由凈負荷區、開銷區和管理單元指針三部分組成。
進入SDH的各種業務信號都必須經過映射、定位和復用這三個步驟,映射是將各種速率及ATM信元與SDH的容器進行適配的過程,指針指示凈荷的第一個字節在幀內的位置就是定位了,而復用就是把多個低階通道轉變成高階通道或者將多個通道調整到復用層里面。SDH-N幀長為2430xN字節,每幀光纖重復周期為125μS,每秒的傳輸速度達到了800幀,STM-1的傳輸速率為19440×8000=155.52Mb/s,STM-4為622.080Mb/s,STM-16為2488.320Mb/s。他們的傳輸路徑都是從小到大,從左到右的順序依次排列進行。
SDH便于端到端業務管理,使網絡易于納入各種寬帶業務。SDH幀中安排了豐富的開銷比特(約占信號的5%)從而使網絡的OAM功能大大增強。而SDH技術采用了同步復用方式和靈活的復用映射結構,使各種不同等級的碼流在幀結構將負荷區有序排列,而凈負荷和網絡也是同步的,只需要使用軟件就可以將高速信號一次性地分插出低速信號,使上下電路十分方便。故障檢測、區段定位,端到端性能監視,單端維護能力等都是SDH幀中安排了豐富的開銷比特,才能使網絡的OAM功能大大增強。還可實現高可靠性的自愈環結構。SDH網與PDH網能完全兼容,并能納入各種新業務。
SDH技術上還是存在著比較大的缺點,例如傳輸容量比其他的技術差了點、通道開銷大,頻帶利用率低SDH多業務支持能力不足,目前的MSTP技術均已具備SDH的所有能力,使用上認為錯誤,軟件故障講害處加大,大規模使用軟件控制且業務集中于少數幾個高級鏈路及交叉點上。
二、MSTP技術的基本原理和優缺點
MSTP技術的出現是多業務的傳送平臺,能夠對多種技術進行優化組合,在SDH技術上,提供多種業務綜合支持能力,而SDH設備只是支持2Mbit/s、155Mbit/s等話音業務接口,而MSTP出現是在SDH技術上基礎基層了多種業務,實現對城域網業務的匯聚,如圖1所示。
第三代MSTP為以太網業務發展提供了全面的支持,其主要技術特征是引入了中間的智能適配層(1.5層)、采用GFP高速封裝協議、支持虛級聯和鏈路容量自動調整(LCAS)機制。MSTP支持以太網業務點到點的透傳,支持以太網業務的透明性,保證對所有的二層以上的協議透明,目前,MSTP技術發展到第三代,三代技術主要體現在對以太網業務的處理能力上。在一二代的前提下改良了發展出來的第三代。第一代MSTP的主要特點是支持以太網透傳功能,第二代MSTP的主要特點是支持二層交換功能,而到了第三代MSTP的主要特點是支持以太網業務QoS功能,可以支持多點連接,具有可擴展性、支持用戶隔離和寬帶工享,支持以太網業務QoS、SLA增強、阻塞控制,公平接入以及提供業務層環網保護。
MSTP技術上還是有著許多的不足之處,例如MSTP提供GE端口價格昂貴,缺少三層功能寬帶管理和映射方式的不同,所以目前還是有許多的廠家設備還是不能相互連通,而影響了端到端數據業務的提供,限制了MSTP在網絡中大規模的應用。但是MSTP技術的優勢還是顯而易見的,MSTP技術的優點是改善了分組數據傳輸的效率以及提供了更高的QoS的保證,符合ITU-TG.707(VC虛級聯),ITU-TG.7041(GFP)和ITU-TG.7042(LCAS)以及其他相關技術規范的要求。而且具有多環、子環、鏈狀、的呢過各種網絡結構,還具有強大的組網功能。
三、結束語
綜上所述,MSTP技術在電力系統通信網中發揮著越來越重要的作用,而且MSTP是延續了SDH技術在新技術條件下的發展,某程度來講屎延長了SDH的生命,甚至有人形容MSTP是新一代的SDH,但是MSTP還是有許多的不足之處,有得不能實現對數據業務的透明傳輸,而有的則具有二層交換能力;有的只支持以太網業務,而有的同時支持以太網,雖然MSTP技術有著許多的不足之處,但是與SDH技術相比較,它的優勢還是比較突出的。
參考文獻
[1]馮俊生,卜勝利.光孤子通信[J].安徽教育學院學報. 2002
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【關鍵詞】 電力通信 光纖通信 應用
電力通信作為電力安全性的可靠支柱,同時也是維持電網能夠安全運行的重要保障。近年來,電力工程在社會的各個方面都有運用,為了使電力通信系統的正常運行,就需要通信系統各方面的建設跟上。根據社會的要求以及際情況的具體要求,在電力通信的建設中,必須能夠做到擁有強大的抗電磁干擾能力,其次還需要重量小、容量大、自然損耗小的特點,光纖通信應運而生。光纖通信不僅可以滿足社會大眾日常的通信需求,并且能夠很好的滿足電力通信部門的需求。因此電力通信建設中幾乎已經離不開光纖通信的技術支持。
一、電力通信中的光纖通信技術的普遍使用
我國地域遼闊、地形地勢復雜,在不同的地區中,電力通信的建設并不相同,光纖通信工程的建設是一項非常具有難度的工程。而隨著社會的不斷發展、進步,對于電力通信系統的要求也是日益提高,相應的,光纖通信技術也必須做出相應的創新。目前來看,我國的電力通信中主要應用的光纖類型有OPGW、ADL、OPPC、ADSS、MASS、GWWOP。而應用最為廣泛的是OPGW和ADSS這兩種。
1.1 OPGW的應用
光纖復合地線(OptiealGroundWire)簡稱為OPGW,即是一種具有提供通信功能的在電力傳輸線路中的地線,由于這種地線是一種架空地線內含有光纖因此有被稱為光纖架空地線、地線復合光纜。光纖復合地線在使用的過程中,是一種良好的防雷線,它能夠保護輸電導線在輸電過程中抗霄閃放電,同時也可以通過光纖在復合地線中傳輸信息,具有方便、可靠、安全等優點。但是由于其造價高需要投資額度較大,因此只會應用于新建線路或者是更換舊線路的工程中。鋁骨架型、鋼管型、鋁管型是主要應用于光纖復合地線的三種類型。由于是地線因此不必頻繁的維護,在保護管以及金屬骨架中的光纖但愿具有可靠性和安全性的特點,適合于能夠架空地線的輸配電通信線路。
1.2 OPPC的應用
光纖復合相線簡稱(OpticalphaseConductor)簡稱為OPPC,是輸電線路相線在復合光纖各單元中的電力光纜中的一種,是電力通信線路中的一種極其重要的光纖類型。雖然在結構上講,光纖復合相線和光纖復合地線有相似之處,但是在根本的設計上、安裝中和運行過程中有著本質上的差別。光纖復合相線在設計中便考慮到了配盤、弧垂張力、檔距并且還設計掛點。在安裝過程中需要有光纖續借的高技術要求,并且在安裝的過程中對安裝環境的要求也很高要做到高壓絕緣。與其他光纜相比,光纖復合相線在終端和中間的接線頭和接線盒也有所區別。
二、電力通信中的光纖通信技術的發展方向
1.光接入網。隨著人類社會的持續發展,科學技術不斷創新,在數字化的信息時代下網絡技術也是日新月異的。網絡信息技術持續發展,智能化網絡作為有著高度集成數字化的網絡已經成為了未來網絡發展的主要趨勢。雙絞線憑借其優秀的傳輸質量,一直是在當下網絡的首選接入手法,但是應用光纖入網卻有著領先的地位,應用光纖入網可以在很大程度上縮小管理網絡和維護網絡的成本,并且能夠以形成光透明網絡的方式來實現多媒體。
2.光纖研發創新。IP業務量在當今的社會中不斷增加,要想滿足需求就需要創新能力的提高和電信網絡的發展,而新型光纖的研發便是發展的基礎。傳輸距離遠、傳輸質量高是新型光纖相對于老式的單模光纖的優勢之處。而干線網和城域網一直在不斷的提高要求,為了滿足電力通信系統建設發展的要求,必須研發新型的光纖。在社會的不斷發展下便產生了非零色散光纖和無水吸收峰光纖。
3.光聯網。網絡系統中的光網絡是一種具有網絡節點多、容量大、網絡范圍廣的特點。為了是連接不同的信號的效率更高就需要加大網絡的透明度,只有這樣才可以增加網絡的靈活性、使網絡的恢復時間縮短,保障了電力系統的正常運行。發達國家中已有不少都將大量的資金、人力投入到了光聯網的項目中,而我國也正在步入光聯網的道路上,光聯網將在電力通信中占據及其重要的地位。
三、結束語
電力通信中的光纖通信技術的應用,不但彌補了以往的通信技術的不足之處,還提高了電力通信能力,因此使得數字信息化進程的快速發展。不斷的對光纖通信技術進行科學研究創新以及最大程度的開發利用,能夠滿足電力通信的穩定發展的需求。可以使政府、企業、家庭能夠應用光纖通信技術,可以使電力通信中的光纖通信技術穩定的持續發展。
參 考 文 獻
[1]吳悅.電力光纖通信技術的發展研究[J].企業技術開發,2011,30(7)
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1現有通信網絡的問題
1.1有線通信網絡有線通信網絡的幾種通信方式中,各有其特點,但同時也存在一定問題。(1)SDH/MSTP通信方式保護機制健全,業務層次分明,可以實現統一管理,但拓撲結構復雜,難以成環,設備投資巨大,底層網絡容易出現帶寬浪費現象;(2)以太網交換機通信方式優勢在于網速快、帶寬大,工業化標準設計等特點,但是在環形組網形式中,難以滿足“點對多點”的需求,后期系統擴容性能以及系統魯棒性能較差;(3)光貓通信方式具有組網簡單、投資小以及終端配置靈活等特點,但是難以通過統一的網管進行管理和配置,且在組網過程中由于各層之間需要額外增加通訊協議轉換,容易導致傳輸過程中的誤碼和故障。
1.2無線通信網絡對于無線通信網絡中的幾種通信方式,則有以下特點和問題。(1)230MHz數傳電臺利用超短波通訊,節省投資,組網方便,但是該技術較為落后,對于電臺數量有強烈的依賴,通訊范圍較小;(2)基于GPRS的通信方式覆蓋面積大,可利用無線運營商網絡進行組網,但是在組網過程帶寬較小,難以滿足高速通信實現三遙功能的需求,穩定性差。
1.3小結通過以上分析可以看出,不同的通信方式都有其固有的優勢,但也不可避免的存在許多問題。依據國家電網對于通信系統帶寬以及安全性等的要求,光纖通信方式在所有的通信方式中具有明顯的優勢,從而確定了“光進銅退”的發展戰略。
2光通訊組網技術
2.1ASON技術ASON技術的核心是ASON信令網控制系統,在該系統控制下,實現網絡內的連接以及自動交換功能;其基本設計理念是采用控制平面對光傳送網絡進行實時分配,從而保證網絡資源的充分利用。ASON技術構架包括三個層次,分別為網管層、控制層以及設備層,整體采用分布式控制方式,將動態交換的理念首次引入。ASON技術的通訊協議為GMPLS協議,又稱廣義多協議標簽交換協議,其功能主要是實現對連接的多種操作,例如建立、刪除、恢復等。
2.2OTN技術OTN技術是以WDM作為基礎框架而形成的完整體系,能夠對客戶的所有信號進行透明化傳送,且其FEC糾錯能力較為強大,能夠對整個網絡進行分級管理,且管理機制健全。OTN技術的真正應用始于2007年,由電信運營商開始正式使用,而在電力通信系統中,尚未開始應用。
2.3EPON技術與OTN技術一樣,目前EPON技術尚未在電力通信領域得到應用。該技術應用WDM技術實現單根光纖的上下行傳輸,其中上行數據采用TDMA技術進行復用,而下行數據采用廣播技術進行復用。
3基于EPON技術的電力通信組網方案
3.1可行性研究與其他技術相比,EPON技術具有以下優勢:(1)維護簡便,該技術可不適用額外電源,后期擴容時,可相應增加分光器以及相應的ONU即可完成,維護成本較低;(2)帶寬較大,目前的EPON技術可以為上下行數據分別提供1.2G的帶寬,且后期升級潛力可達到10G,能夠滿足電力通信發展的需求;(3)網絡覆蓋面廣,EPON技術在電信運營商已得到應用,可進行大規模的組網,支持點對多點的應用,對于終端設備多的電力通信網絡適用性強;(4)安全可靠性高,該組網方案中,單個ONU與終端設備之間采用并聯方式進行通信,當某一ONU發生故障時,對于其他配對設備沒有影響,且通訊協議采用AES加密算法,對于信號傳輸的安全性有極大保障;(5)網絡層次簡單,由于采用了無源分光器,對于整個網絡的中繼系統進行了極大簡化。
3.2組網方案基于EPON技術的組網拓撲方案可以分為鏈形組網、全鏈路保護組網兩種方式,其中全鏈路保護組網又可分為兩種,其拓撲結構如下。
3.2.1鏈形組網。鏈型組網的拓撲結構如圖1,該結構的主要特點是將OLT設備配置在每個配電子站,而后通過PON接口與分光器進行連接,分光器可布置在分段開關處。該網絡拓撲的通信半徑約為20km,能夠滿足單電源供電范圍的需求。
3.2.2全鏈路保護組網(一)。該組網方案的網絡拓撲結構如圖2,主要特點是對于配電網中的“手拉手環網”具有天然適配性,將OLT設備分別置于兩個子站之間,ONU的每個上行鏈路均采用冗余設計,對系統進行保護,保證運行的穩定性。
3.2.3全鏈路保護組網(二)。該組網方式網絡拓撲結構如圖3,與手拉手型相比,該方案中,OLT設備的光方向一致,設備位置基本趨同。
3.3EPON組網可靠性分析基于EPON技術的組網方案中,采用并聯方式連接各無源光分光器與ONU設備從而形成光纖網絡,光信號自OLT設備傳出通過至各分光器,經過物理路徑,設備可靠性較高。當其中某一個或某幾個設備出現問題時,并不會影響其他設備的正常運行,網絡運行可靠性高。
4結束語
篇8
關鍵詞光纖光纜通信電纜ITU-T建議技術發展
1光纖技術發展的特點
1.1網絡的發展對光纖提出新的要求
下一代網絡(NGN)引發了許多的觀點和爭論。有的專家預言,不管下一代網絡如何發展,一定將要達到三個世界,即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量,這非光纖網莫屬,但高速骨干傳輸的發展也對光纖提出了新的要求。
(1)擴大單一波長的傳輸容量
目前,單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s,并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求,2002年的ITU-TSG15會議上,美國已提出對40Gbit/s系統引入一個新的光纖類別(G.655.C)的提議,并建議對其PMD傳輸中的一些問題進行深入探討,也許不久的將來就會出現一種專門的40Gbit/s光纖類型。
(2)實現超長距離傳輸
無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想,目前有的公司已能夠采用色散齊理技術,實現2000~5000km的無電中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標,采用拉曼光放大技術,可以更大地延長光傳輸的距離。
(3)適應DWDM技術的運用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統已經運用,64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統已在開發并取得很好的進展。DWDM系統的大量使用,對光纖的非線性指標提出了更高的要求。ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)最近也已完成,當光纖的非線性測試指標明確之后,對光纖的有效面積將會提出相應指標,特別是對G.655光纖的非線性特性會有進一步改善的要求。
1.2光纖標準的細分促進了光纖的準確應用
2000年世界電信標準大會批準將原G.652光纖重新分為G.652.A、G.652.8和G.652.C3類光纖;將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用,細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求(如有些光纖幾何參數的容差變小),明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統中使用的光纖的不同指標要求(如PMD值的規定),并提出了一些新的指標概念(如“色散縱向均勻性”等),對合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現及新子建議的起草,都意味著光纖分類及指標、測試方法有某些改進,或有重要的提升;都標志著要求光纖質量的提高或運用方向上的調整,是值得注意的光纖技術新動向。
1.3新型光纖在不斷出現
為了適應市場的需要,光纖的技術指標在不斷改進,各種新型光纖在不斷涌現,同時各大公司正加緊開發新品種。
(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖
主要是一些大有效面積、低色散維護的新型G.655光纖,其PMD值極低,可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10~40Gbit/s,并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大,使光信號的傳輸距離大大延長。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復合包層,用于10Gbit/s以上的DWDM系統中,據稱很適合于拉曼放大器的開發與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖,據介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總容量10.2Tbit/s的記錄。還有一些公司開發負色散大有效面積的光纖,提高了非線性指標的要求,并簡化了色散補償的方案,在長距離無再生的傳輸中表現出很好的性能,在海底光纜的長距離通信中效果也很好。
(2)用于城域網通信的新型低水峰光纖
城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本,還需要考慮非波分復用技術(CWDM)應用的可能性。低水峰光纖在1360~1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展,使CWDM系統被極大地優化,增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網的設計可能不僅要求光纖的水峰低,還要求光纖具有負色散值,一方面可以抵消光源光器件的正色散,另一方面可以組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖,利用它來做色散補償,從而避免復雜的色散補償設計,節約成本。如果將來在城域網光纖中采用拉曼放大技術,這種網絡也將具有明顯的優勢。但是畢竟城域網的規范還不是很成熟,所以城域網光纖的規格將會隨著城域網模式的變化而不斷變化。
(3)用于局域網的新型多模光纖
由于局域網和用戶駐地網的高速發展,大量的綜合布線系統也采用了多模光纖來代替數字電纜,因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖,是因為局域網傳輸距離較短,雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%~100%,但是它所配套的光器件可選用發光二極管,價格則比激光管便宜很多,而且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑,容易連接與耦合,相應的連接器、耦合器等元器件價格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準,但由于局域網發展的需要,它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖,即50/125μm的標準型多模光纖,其芯徑較小、耦合與連接相應困難一些,雖然在部分歐洲國家和日本有一些應用,但在北美及歐洲大多數國家很少采用。針對這些問題,目前有的公司已進行了改進,研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖,區別于傳統的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布,它將帶寬的正態分布進行了調整,以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用,這種改進可能會為50/125pm光纖在局域網運用找到新的市場。
(4)前途未卜的空芯光纖
據報道,美國一些公司及大學研究所正在開發一種新的空芯光纖,即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講,這種光纖沒有纖芯,減小了衰耗,增長了通信距離,防止了色散導致的干擾現象,可以支持更多的波段,并且它允許較強的光功率注入,預計其通信能力可達到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業界人士也十分關注這一技術的發展,越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實用,就能解決現有光纖系統長距離傳輸的問題,并大大降低光通信的成本。但是,這種光纖使用起來還會遇到許多棘手的問題,比如光纖的穩定性、側壓性能及彎曲損耗的增大等。因此,對于這種光纖的現場使用還需做進一步的探討。
2光纜技術的發展特點
2.1光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現
光纜的結構總是隨著光網絡的發展、使用環境的要求而發展的。新一代的全光網絡要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長、傳送更高的速率、便于安裝維護、使用壽命更長等。近年來,光纜結構的發展可歸納為以下一些特點。
1)光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇,如干線網光纖、城域網光纖、接入網光纖、局域網光纖等,這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求,具體運用的條件還有可依據的細分的標準及指標;
2)光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外,越來越多的與其施工方法、維護方法有關,必須統一考慮,配套設計;
3)光纜新材料的出現,促進了光纜結構的改進,如干式阻水料、納米材料、阻燃材料等的采用,使光纜性能有明顯改進。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結構的發展趨勢,新的光纜結構以及在現有結構上不斷改進的各種結構也在不斷涌現,出現了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜:所謂“干纜芯”即區別于常用的填充管型的光纜纜芯。這種纜的阻水功能主要靠阻水帶、阻水紗和涂層組合來完成,其防水性能、滲水性能都與傳統的光纜相同,但它具有生產、運輸、施工和維護上的一些優點。首先是方便,因為阻水材料不含粘性脂類,操作使用比較方便安全;其次,干式光纜重量輕、易接續、易搬運,設備投資小、成本低,生產使用中也顯得干凈衛生,在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對移動。特別是在接入網室內纜和用戶纜中,好處更加明顯。
·生態光纜:一些公司從環境保護及阻燃性能的要求出發,開發了生態光纜,應用于室內、樓房及家庭。現有光纜中使用的一些材料已不符合環保的要求,如PVC燃燒時會放出有毒性氣體,光纜穩定劑中有時含鉛,都是對人體及環境有害的。2001年ITU-T已通過了一項L45建議——“使電信網外部設備對環境的影響最小化”建議,通過對光纜、電纜光器件及電桿等基于壽命周期怦估(LifeCycleAnalysis,LCA)的方法來確定產品對環境的影響。由于環境因素正日益受到重視,對通信外部設備,特別是光纜產品規定這樣的指標已提到日程上來,如果不在材料和工藝上下功夫就難以達到環保的要求。因此已有不少公司針對此類問題開發了一些新材料,如對室內用纜,開發了含有阻燃添加劑的聚酞胺化合物,以及無鹵性阻燃塑料等。
·海底光纜:海底光纜近年來有根快的發展,它要求長距離、低衰減的傳輸,而且要適應海底的環境,對抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴格。
·淺水光纜(MarinizedTerrestrailCable,MTC):淺水光纜是區別于海底光纜而提出來的另一類結構的水下光纜,適合于在海岸邊上、淺水中安裝,無需中繼、通信距離比較短的水下(如島嶼間、沿海岸邊上的城市)敷設使用。這種光纜區別于海底光纜的環境,需要的光纖數不多(中等),但要求結構簡單、成本較低,易于安裝和運輸,便于修復和維護。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議,為建設類似的水下光纜提供了一組規范,隨后也有可能形成相應的國際標準。
·微型光纜:為了配合氣壓安裝(或水壓安裝)施工系統的運用,各種微型的光纜結構已在設計和使用中。對于氣壓安裝的微型光纜,要求光纜與管道之間有一定的系數,光纜重量要準確,具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動安裝的方式是未來接入網,特別是用戶駐地網絡中綜合布線系統很有潛力的一種方式,如在智能建筑中運用的智能管道中就非常適合這種安裝。
·采用了納米材料的光纜:近來,一些廠商已開發出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護套用聚乙烯(PE)及光纖護套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜,利用了納米材料所具有的許多優異性能,對光纜的抗機械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善,并可延長光纜的使用壽命。目前此類材料尚處于試用階段。
·全介質自承式光纜(ADSS):全介質光纜對防止電磁影響及防雷電都有優良的特性,而且重量輕、外徑小,架空使用非常方便,在電力通信網中已得到大量的應用。預計2000~2005年,每年電力部門對ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時也是電信部門在對抗電磁干擾及雷暴日高的敷設環境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時間內,如何在滿足要求的前提下,盡量減小ADSS光纜的外徑,減輕光纜的重量,提高其耐電壓性能是ADSS光纜研究改進的課題。
·架空地線光纜(OPGW):OPGW已出現了很長一段時間,近年來一直在改進和提高之中。OPGW的光纖單元中采用PBT,于套管外面再加上一層不銹鋼管,有的還在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠,不銹鋼管用激光焊接長度可達數十公里,光纖在這樣的多層保護管中得到了充分的機械保護。預計從現在到2005年,OPGW光纜的需求將會逐年上升,每年增加約2500km,到2005年預計可達到20000km。當然對OPGW光纖的防雷問題一直是業界十分關注的問題,也應配合具體環境和使用條件加以考慮,使之得到充分保護。
2.2光纜的自動維護、適時監測系統已逐漸完善,可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸
光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要。在已開通的光網絡中,光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的,一般通過監測空閑光纖(暗光纖)的方式來檢測在用光纖的狀態,更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。雖然ITU-T長時間收集和討論了國際上的最新資料,于1996年了L.25光纜網絡維護的建議書,對光纜的預防性維護和故障后維護規定了詳細的維護范圍和功能,但已經不能滿足當前的需要,目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會議通過的“光纜網絡的維護監測系統”(L.40建議)。為了進一步縮短檢測及修復時間,美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監控系統,能在1s內發出故障告警,3min內找到故障點,且工作人員可以遙控操作,據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖(纜)的快速反應能力。日本、意大利等國電信企業也提出了一些系統方案。
·日本NTT方案:在局內運用光纖選擇器與系統的測試設備和傳輸設備相連形成了一種可對光纖狀況進行實時監測的系統,保證有用信號在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸,對有故障的光纖可以預選監測出來及時傳送到維護中心進行適當處理,避免不良狀況進入有用的光傳輸信道,從而起到在運行中對整個光通信系統的支撐作用;在局外通過水敏傳感器裝置可監測外部設備光纜線路接頭盒浸水的位置,水敏傳感器安裝在空閑的光纖上,水敏傳感器中裝有吸水性膨脹物,當水滲人接頭盒時,吸水性物質會膨脹使得接頭盒中的光纖受力,也就是使得這一空閑光纖彎曲,從而使光纖的損耗增加,在監測中心的OTDR上就會反映出來。(整理)
·意大利的方案:此方案是一種綜合處理的新型連續光纜監測系統。主要特點是將光纜網絡、光纖及光纜護套的監測綜合在一起,既利用了OTDR系統周期性地對光纖的衰減進行監測,發現有衰減變化即發出警報,并進行故障定位,同時也能連續監測光纜護套的完整性,包括護套對地絕緣電阻的監測,發現問題(如護套進水等)即馬上告警,達到更全面地預告故障發生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護支撐系統的方案可見:日本方案在OTDR自動適時測試光纖的基礎上,加入了光纖選擇器,在外線上裝設水敏傳感器并進行護套監測,形成了一套較完整的自動維護、支撐系統,真正做到不中斷光通信的維護。意大利的方案中除監測光纖性能以外,還考慮了護套絕緣電阻的自動監測。由此兩例可以看出全自動的光纜維護應是一種發展方向。
3通信電纜的發展特點
3.1寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數字通信新業務服務
原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字新業務,但是在實際使用中并不是特別理想,在通信距離、速率及質量上仍有一定的限制。對于新的網絡當然是以光纖為主,對于光纖所不能達到的地方或因各種原因仍然要新建電纜網絡的地區,應該考慮新型寬帶結構的HYA電纜(銅芯聚乙烯絕緣綜合護套市內通信電纜),以便更能符合新業務發展的需要。一些公司對現有的電纜高頻特性作了測試,他們得到的結論是所研究的電纜(即現有的HYA市話電纜)不能達到5類電纜的技術要求,戶外電纜要實現j類電纜的特性,必須通過特殊的設計和制造來達到。但在20MHz以下,所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對絞通信電纜標準(ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997),包括非填充和填充兩種型式。傳輸頻寬已擴展到100MHz,可供數字網絡使用。IEC對此問題也進行過較長時間的討論,2001年,IEC62255-1文件“用于高比特頻率數字接入電信網絡的多對數電纜”提出了0.4~個0.8mm線徑、1~150對、最高頻率30MHz等指標的建議,此建議的提出也許會為這種電纜開辟一個新的空間,我國也開始了這方面的探討和研制,并正在建立相應的標準。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統發展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區對寬帶布線的要求愈來愈高,超5類和6類電纜己逐漸成為布線系統中的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz,但其具有雙向通信的能力,用戶可以同時收發寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性、絕緣電阻、對地電容不平衡性、傳輸速度等指標上都有提高,并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠端串音功率等一些指標,因此在工藝和結構上要做一定的改進才能達到。6類電纜在超5類的基礎上,又提高了傳輸頻帶,達到250MHz,其相應的指標也有較大的提高。同時,6類電纜要求不但有嚴格的工藝,而且不少廠商在結構上也有一定的改進和創新,如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結構隔離線對等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發展前景
由于移動通信的高速發展,無線電基路用物理發泡射頻同軸電纜,特別是超柔形結構的室內電纜、路由連結電纜都有了較大的市場需求。同時,隨著移動通信信號覆蓋面的不斷擴大,基站站數的增多,以及邊緣地區(電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內等用戶)對移動信號的要求不斷提高,預計這類電纜將會有較好的發展前景。但對電纜指標的要求(如駐波比、屏蔽衰耗等要求)已明顯提高,要求電纜的工藝及結構應不斷改進,以與之適應。
4光纖光纜及通信電纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
4.1積極創新開發具有自主知識產權的新技術
雖然這幾年來,我國光纜電纜技術有很大發展,有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內有近200家光纖光纜廠,但大多產品單一,沒有自主的知識產權,技術含量較低,競爭力不強。有資料統計,1997~1999年國內企業申請光通信專利的有132件,其中光纖38件,光纜只有19件,而同期外國公司在中國申請光通信專利達550件,其中光纖光纜37件。還有資料報道:從1997年以來,國內光通信核心技術專利是90件,我國自主申請的只有9件,僅占10%。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大,因此我們作為世界第二的光纜大國,應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重,爭取創造更多的光纖光纜專利。
4.2開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品
電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發現,光纜的結構越來越依賴于使用的環境條件及施工的具體要求,在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開發中,會對這一點有深刻的體會。而今后光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶駐地網的建設不斷展開,新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化,以便有限的敷設空間得到充分、靈活的利用。這當中也包含了若干光纜設計、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術課題。一些國家或公司已取得了一些經驗,正逐漸形成新的系統技術專利。我國的用戶眾多,接入網和用戶駐地網具有很多的特色,對接入光纜也會有更多的要求,為我們研究和創新接入網和用戶駐地網光纜結構提供了很好的機會。應該說,
多數光纜技術我們是跟在國外最新技術的后面,雖然緊跟了先進技術,但自我創新的成份太少。今后應當在這方面下些功夫,走自己的創新之路。在有中國特色的接入網及用戶駐地網中多采用一些有中國特色的光電纜產品。
4.3利用已有設備與技術,改善HYA市話電纜的相應特性,為數字業務提供更好的服務
對于已經敷設的銅電纜,我們只能在現有條件下盡量利用其特性開通數字新業務。而現有的HYA電纜,雖然亦可開通ADSL等一些新業務,但是容量有限,當ADSL數量增大到一定限度后還是會出現干擾問題,而且還會影響以前開通的業務。因此,對新敷設的銅電纜,希望能提出一些新的寬帶指標要求,為將來開通更多更好的新業務作好準備。現有的市話電纜生產廠商應深入研究自身的生產工藝,在不改變(或不大改變)生產設備的情況下,認真設計和精心制造,把現有電纜的技術水平提高一個檔次,以提供更寬頻帶的電纜,為更多更好地開拓數字新業務提供高質量的通道。
4.4改進光纜電纜的施工和維護方法
目前,為了適應城市施工的特點,國際上較重視不挖溝的方式施工光、電纜,采用小地溝或微地溝技術安裝光纜,同時對光纜網進行自動監測,保證光纜網絡不中斷通信維護。與此相適應的是需要開發相應的元器件、工具和設備,并且要在體制上作一些改進與之相適應。ITU對NH開發光纜用浸水傳感器、光纖自動測試時的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內定位的指標及意大利提出的光纖纖芯與光纜護套指標綜合監測等方案都十分重視。在現代化的光網絡中,這些方式已經起到明顯的作用。由此可見,為了保證光纜網絡工作的可靠性,在施工和維護中降低成本、節省勞力、節省時間,逐步推廣新的施工方法,逐步完善光纜網絡的自動監測維護系統和提高光纜網絡的不中斷維護水平已勢在必行。
4.5冷靜地審視當前電信市場的發展,促進光纖光纜和通信電纜產業的發展
2001年下半年以來,光纖光纜需求下降,這當然與世界電信行業的整體下滑以及寬帶網絡泡沫的破滅有很大關系,但更多的則是受到從1999年下半年起由于光纖緊缺而各大公司擴產過多的影響。據資料介紹,在2000年,全球光纖廠商的投資額達到26億美元,為1999年的6倍,按推算到2002年全球光纖的產能將達到1.65~1.75億光纖公里,遠遠超過了實際需求。加上當前電信基礎建設的不景氣,光纖過剩的現象不可避免。
光纖光纜及通信電纜的市場走勢雖然受到國際經濟大形勢發展的影響,特別是與整個電信行業的發展有密切的關系,但應看到,在擠出了網絡泡沫的水份之后,隨著光纖網絡從骨干網的擴建到接入網、城域網的擴散以及向用戶駐地網的不斷延伸,光纖光纜及寬帶數字電纜的市場必將增長。據KMI預計,2003年世界光纖市場將開始有較大的增長,而到2004年的市場規模將超過敷設量最高的2000年。
應該看到,信息通信業是一個充滿生機與活力的朝陽產業,網絡經濟有著強大的生命力,信息技術、網絡技術的發展,仍然是推動社會進步的重要動力,信息網絡化仍然是當今世界經濟、社會發展的強大趨勢。因此我們應樹立信心,在全球經濟好轉、通信市場復蘇及我國西部開發等有利條件下抓住機遇,促進光纖光纜和通信電纜技術與產業取得更大的進展。
篇9
關鍵詞:電子通信系統光纖通信關鍵技術
Abstract: With the development of electronic communication technology, it greatly changes people's life and the way. Electronic communication technology today belongs to a sophisticated and highly practical technology, science and technology development and the progress of a country's key technology of electronic communication level. The field and scope of electronic communication technology is wide, optical fiber communication because of its advantages of low loss, wide bandwidth, large capacityt. This paper puts forward the problems involved several optical communication optical cable line construction, for reference only.
Keywords: electronic communication system; optical fiber communication; key technology;
中圖分類號:F416.63 文獻標識碼:A文章編號:
電子通信技術不僅改變著人們,它還在改變著社會和國家,使得國家不斷發展,特別表現在衛星通信技術上。當然我國的電子通信技術還存在一些關鍵技術的問題,有待人們改善和加強。
一、電子通信技術概述
電子通信技術屬于現代通信技術中的一大部分。電子通信技術還是信息社會的主要支柱,是現代高新技術的重要組成部分,甚至是國家國民經濟的神經系統和命脈。在現代化信息社會,電子通信技術無處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領域,還有軍事和國民經濟各部門的各種信息系統都要運用到電子通信技術。
電子通信系統中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛星通信。其中移動通信就包括了衛星通信,此外還有蜂窩系統、集群系統、分組無線網、無繩電話系統、無線電傳呼系統等多個領域。
二、通信光纜線路的故障分析
1.按故障性質分為軟故障和硬故障
軟故障是指由于軟件系統錯誤而引發的故障。常見的軟故障有程序錯誤、病毒破壞、操作失誤,以及設置錯誤和盲目操作等。
硬故障是指設備硬件的物理損壞:一是人為和環境原因,如環境惡劣、供電不良、靜電破壞或違反操作規程等原因造成;二是電器構件原因,如元器件、接觸插件、印刷電路等損壞造成。
2. 按故障影響范圍和程度分為全局性、相關性、局部性、獨立性故障
全局性故障是指影響到整個系統正常運行的故障;相關性故障是指某一故障與其它故障之間有著因果或關聯關系;局部性故障是指故障只影響了系統的某一些項或幾項功能;獨立性故障特指某一元器件發生的故障。如電源熔絲熔斷,使設備不能啟動屬全局性故障,而造成原因可能是相關的某一部件短路,即故障的相關性。局部性、獨立性故障一般是統一的。
3. 按故障發生的時間、周期分為固定性故障和暫時性故障
固定性故障指故障現象穩定,可重復出現,其原因主要是由于開路、短路、機械部件損壞或某一元器件失效引起;暫時性故障是指故障的持續時間短、工作狀態不穩定、時好時壞的現象,其造成原因可能是元器件性能下降或接觸不良等引起的。
三、通信光纜施工的注意事項
1.光纜線路
①徑路應便于施工、維修和使用,對農、林業影響小,盡可能保持光纜的直線性;②減少穿越較大的河流、溝渠、鐵路和公路的次數,盡量避開穿越村鎮;③不論是山區或平原,盡量避開雷擊區,選擇好走路徑;④光纜進入城市應符合城市建設和規劃要求,并經城建局批準,最大限度的保證光纜安全,徑路為最短;⑤盡可能不穿越或少穿越城市繁華街道,有條件就利用現有的市話管道,直埋光纜時,徑路盡量選擇在人行道上。
2.光纜敷設應符合下列規定
(1)直埋深度、與其他建筑物最小間隔距離、防護措施應符合國家規定;(2)同溝敷設光、電纜時,先敷設電纜,后敷設光纜,光纜彎曲半徑不應小于光纜外徑的15倍;(3)光纜線路的防雷設施設置的地點、區段、數量、方式和防護措施應符合設計要求;(4)接頭處光纜接續后余留2~3m,中繼站引入口外兩個方向各余留2~3m,通信站引入口余留3~5m。
(5)架空光纜架掛時,滑車牽引最大速度應為15m/min,不得突然啟動或停止;(6)光纜的垂度應符合設計規定,每個桿上作余留,架空光纜線路在分歧桿、引上桿、終端桿、較深大于1m 的角桿及直線路每隔5~10跟桿,應裝設避雷地線;(7)鋼絞線吊線及光纜本身均應采用全懸浮式,鋼絞線接頭處應用塑料瓷絕緣隔電子作電氣絕緣,光纜接頭處鋼絞線吊線及光纜的金屬部分不接地。(8)光纜經過的全部人孔處,應設專人監管,拐彎處安裝滑輪,當人孔兩側管孔高度不一致時,應設專用工具或PE管予以引導;(9)光纜管孔內不得有接頭,并不得在人孔中間直接穿過,光纜及接頭,應放在人孔鐵架上予以固定保護;(10)完成敷設工作后,應檢查人孔中的敷設余量和彎曲半徑,管孔進出口應封堵嚴密。
3 光纜接續工藝流程及引人終端
光纜接續的質量好壞直接影響到施工質量,影響光通信質量。提高光纜接續質量在光纜線路施工中十分重要。
3.1光纖端面的制備
3.1.1光纜開剝。光纜外護套開剝的關鍵是掌握切割刀的進刀深度,否則很容易發生斷纖。
3.1.2光纖涂覆層的剝除。應掌握平、穩、快三字剝纖法。
3.1.3裸纖的清潔。一是講究清潔用料擇優原則,即選擇使用優質醫用脫酯棉,工業用優質無水乙醇。二是應用“兩次”清潔法,即剝纖前對所有光纖用干棉捋擦,并用酒精棉對尾纖5cm~6cm處重點清潔。三是注意與切、熔操作的銜接,清潔后勿久置空氣中,謹防二次污染。
3.1.4裸纖的切割。操作規范如下(以手動為例):光纖的放置,應講究“前抵后掀、先進后撤”,即手持光纖,稍超前刻度要求平放導槽中,后部稍向上抬起,使光纖前半部緊抵導槽底部,然后向后撤至要求刻度,從而確保光纖吻合“V”導槽并與刀刃垂直。切割時,動作要自然、平穩、勿重、勿急,避免斷纖、斜角、毛刺、裂痕等不良端面的產生。
3.2光纖熔接
光纖熔接是接續工作的中心環節。首先應根據光纜工作要求配備蓄電池容量和精密合適的熔接設備,操作中應狠抓“快、準、細、嚴”四字。光纖在導槽及熔接室中放置應準確、到位,以便于儀器校準調節。操作過程中觀察仔細,應做到“一瞧、二看、三分析”。同時觀察熔接中屏幕上有無氣泡、過細、過粗、虛熔、分離等不良現象的原因,若產生不良現象應檢查熔接的兩根光纖材料、型號是否匹配,切刀和熔接機是否被灰塵污染,并檢查電極氧化狀況,若均無問題,則應適當提高熔接電流
3.3光纜引人終端
(1)光纜引人室內時,應做絕緣接頭,室內室外金屬護層及金屬加強芯應斷開,并彼此絕緣。(2)室內光纜終端在光配線架上,安裝應該牢固可靠,裸光纖與尾纖的接續應符合規范要求,其接頭應加熱熔保護管保護并按順序加以排列固定。
4光纜工程測試
4.1光纜單盤測試
光纜敷設前必須確保光纜的技術性能,核對光纜規格、型號、盤號和盤長符合訂貨合同規定及設計要求。檢查光纜出廠的質量合格證和測試記錄,審查光纖的幾何、光學和傳輸特性、機械物理性能。應用OTDR對每盤光纜進行單盤測試光纖衰減常數,光纖長度及觀察有無反射峰、后向散射曲線的平滑度。
4.2光纜接續測試
加強OTDR的監測,對確保光纖的熔接質量,減少因盤纖帶來的附加損耗和封盒可能對光纖造成的損害,具有十分重要的意義。(1)熔接過程中對每一芯光纖進行實時跟蹤監測,檢查每一個熔點的質量;(2)每次盤纖后,對所盤纖進行例檢以確定盤纖帶來的附加損耗;(3)封接續盒前,對所有光纖進行統測,以查明有無漏測和光纖預留盤間對光纖及接頭有無擠壓;(4)封盒后,對所有光纖進行最后檢測,以檢查封盒是否對光纖有損害。
4.3光中繼段測試
用OTDR光時域反射儀對每個中繼段1550nm、1310nm波長進行反射曲線和中繼段長度進行測試,并存盤保存資料。光纜光特性主要控制三項指標。(1)光纖平均接頭損耗;(2)中繼段光纖線路衰減;(3)后向散射信號曲線。
篇10
【關鍵詞】電力通信;光纖通信技術;理論依據;實踐分析
現代社會的通信方式主要以光纖通信為主,它具有不可比擬的使用優勢。光纖通信的載體是光波,實施信息傳輸的媒介是光纖,基于現代信息技術的不斷發展,光纖通信技術也發揮著重要的功能和作用,成為現代通信行業的關鍵支柱。在通信網絡化的時代,光纖通信技術的水平也成為衡量社會發展水平的重要標志。光纖通信技術廣泛應用于各個領域中,為人們的生產和生活提供了極大的便利。
1.基于電力通信的光纖通信技術概況
基于電力通信的光纖通信技術通常是指利用光導纖維對各種信號進行傳輸的方式,傳輸的媒介主要就是光纖,它可以承載很多重要的信息,是現代社會最重要的一種通信方式,在生活與生產的各個領域也起著非常重要的影響。光纖通信技術的制作材料主要是電氣絕緣體,一般都會選擇多芯組成光纜,在保證通信質量的同時減小信息傳輸占用的空間。
光纖通信技術和以往的通信手段相比,具有很大的技術優勢和應用優點。如今的光纖通信技術主要有三種類型。第一種是波分復用技術,該種技術使用不同信道的光波。在實際操作中,多使用單模光纖低損耗區,結合寬帶資源,最后可以分成多個信道,通常使用分波器對不同的光波進行分離和耦合。第二種是光纖傳感技術,該種技術要利用傳感器來傳輸相應的信息,能耗量也比較小,主要的類型有功能型和非功能型兩種。第三種是光纖接入技術,該種技術可以有效處理各種窄帶業務的問題與事故,還可以高效解決各種多媒體圖像及數據信息的問題。
2.基于電力通信的光纖通信技術的實踐應用
在現代通信行業的很多方面都應用到光纖通信技術,提高了通信行業的便利程度,推動了社會的發展。現階段,通信行業大都以光導纖維作為傳遞信息的介質,從區域性質轉變成單體性質,極大地拓展了人們交流與溝通的空間。
在電力通信中也廣泛應用到光纖通信技術,電力通信的主干線一般包括衛星電路、微波、光纖等。光纖通信技術可以提高電力通信網絡的性能,并結合各種通信手段與方式共同組成多功能的電力通信網絡,為用戶提供更多便捷的服務。以光纖通信為基礎應用于電力通信中的業務不再僅僅是最初的保護、安全自動裝置等調度實時控制信息以及程控語音聯網信息等窄帶業務的傳輸,已逐漸發展到同時承載財務系統(FMIS)、營銷系統、客戶服務中心、地理信息系統(GIS)、人力資源管理系統、辦公自動化系統(OA)、資產管理系統、視頻會議、IP電話等多種數據業務的寬帶數據的傳輸。
在電力通信中,特種光纖的使用可以有效防止由于頻率資源,路由協調、電磁兼容等方面的原因而產生的運行矛盾,在對電力系統的資源利用上有著很大的靈活性,并擁有主動操控權。同時,電力系統也借助光纖通信的優勢,可以迅速建立起投資額度低,使用速度快、覆蓋面非常廣的具有安全可靠性的電力通信網絡,在500kV、220kV、110kV的線路上有著非常廣泛的用途。光纖傳輸的質量水平很高,信號也不容易受到外界的影響,還具有很強的抗電磁干擾的能力,從而提高了電力通信的整體質量。
現階段,電力通信網絡工程的設計內容主要包括傳輸、接入、交換三個部分,這三個部分處于一個統一的整體中。傳輸部分是一個綜合性較強的通信網絡平臺,也是電力通信中最關鍵的一部分。同時,穩定與安全的傳輸系統可以為光纖的接入與交換奠定良好的基礎,保證設備的順利運行。接入部分的各項設備是與傳輸部分的各種設備相互配套的,接入設備具有雙纖單向的通道保護裝置,并接入話音及相關的數據業務,接入通常情況下設備采用2Mbit/s的通道進行連接。交換部分采用的光纜在進行敷設的過程中,需要充分考慮到電力系統輸電線路資源的豐富程度,以及經濟成本。一般情況下,無金屬自承式光纜(ADSS)的市場價格比較便宜,在安裝過程中不用停電,通常在220kV以下的線路廣泛使用。總體來說,電力通信網絡工程的設計要綜合考慮各種因素,才能將光纖通信技術的優勢發揮出來。
光纖通信技術的應用改變了電力通信的面貌,電力通信網越來越朝著全光網的趨勢發展。全光網是光纖通信技術發展的最高級階段,有效地克服了通信網絡中信息轉換和輸送時的瓶頸問題,可以最大限度地提高通信網絡的信息吞吐量。光纖通信進行全光網的改造之后,信息傳輸的總量成百倍上升,一根光纖能夠傳輸的總帶寬可達40Gb/s,是以前使用ATM網傳輸帶寬的256倍,信息量無比浩瀚,極大地滿足了人們不斷增長的需求。建設全光網的關鍵技術主要包括以下幾點:一是光交叉連接技術,使用光交叉連接可以有效地提高波長資源利用效率。二是光分插復用技術,它可以對任意格式的信號進行處理,提高網絡運行的效率。三是管理控制操作技術,包括對全光網所有配置的管理、波長的分配管理、網絡的性能測試等。四是光交換技術,包括光路交換和分組交換。五是全光中繼技術。上海全光通信示范網已經投入運營,并取得了一定的成果,為國內全光網的建設提供了可供參考的藍本。