超长距通信技术在电力系统中的应用研究.docVIP

资金，维护费用，同时，可有效减少 电路故障环节，提高电路运行的稳定 性和安全性。 目前，适用于电力通信的超长距 无中继通信技术已逐渐成为许多厂家 及科研院所关注的焦点。本文主要将 就 目 前 最 新 的 一 些 技 术 进 展 进 行 介 绍，并结合现有的成熟产品及应用案 功率放大器 Ba 前置放大器 Pa 光发射机 机 主通道光 图1 EDFA应用基本示意图 Tx Rx 光缆线路 光接收 超长距通信技术 在电力系统中的应用研究 □ 光迅科技 周昊 黄丽艳 张学勇 刘家胜 韦龙再 1. 引言 计基本原则。 2. 主要技术 超长距无中继通信系统具有端到 端 直 达 通 路 ， 无 任 何 中 继 设 备 和 建 限制超长距无中继通信系统的因素 设，运营维护成本低等特点，对于像 有很多，总结起来，主要有功率因素， 我国这样幅员辽阔的地区，可有效解 色散因素，以及光信噪比（OSNR）因 决大城市间搭建长跨距直达路由，提 素等，针对这些限制因素，必须要有相 高通信效率；同时，可有效解决通信 应的技术突破才能得以攻克，我们经过 路由经过沙漠，沼泽，森林等无人区 多年的研究开发，并同相关电网公司做 的问题；特别是对于我国目前进行的 了多次试验和工程应用，对上述问题均 跨大区，特高压输电线路的通信系统 做出了有效的解决方案： 而 言 ， 无 疑 是 一 个 非 常 好 的 解 决 方 2.1 功率因素 案。因为，电力通信线路与普通的通 光波在媒质中传播时，由于光波 信线路不同，电力通信线路路由走向 和媒质的相互作用，不可避免地导致 一般都较偏僻，尽量避开人口稠密的 光能减弱的现象，当光信号能量减弱 地区，有电源的中继站的选址，建设 到一定程度时，接收端将不能从噪声 及运行都存在很大的困难，因此，减 中检测出信号，从而使得光通信无法 少中继站的数量，将节省大量的建设 正常的进行，此问题在超长距传输通 信中显得尤为突出。因此，必须采用 某种手段来进行功率的补偿以弥补信 号传输时衰减带来的损耗。其中最为 主要，也是最为常规的技术手段就是 采用EDFA放大器。在超长距无中继传 输系统中，主要是采用了功率放大器 （ EDFA-BA） 和 前 置 放 大 器 （EDFA-PA）两种产品，功率放大器 主要是配置在传输系统的发射端后， 用以最大限度地提升发射功率，如对 于普通2.5Gb/s系统，配置功率放大器 后，可将发射功率由SDH设备发出的 0dBm左右光信号提升至17dBm左右的 光信号；前置放大器一般是配置传输 设备的接收端前，用以提升接收灵敏 度，达到延伸传输线路长度的目的。 其基本应用框图如图1所示。 随 着 长 跨 距 的 跨 段 越 来 越 大 ，  图2 前置放大器基本结构示意图 线 路 损 耗 也 变 得 越 来 越 大 ， 普 通 的 BA+PA的手段很难完全满足要求，这 时，最为简便的方法就是尽力提高发 射端的发射功率。但是，在向较长的 光纤中发射激光时，如果超过了某个 最大临界功率，则由于线宽和光纤类 型的原因，可能会发生强烈的反射， 并 引 发 信 号 噪 声 （ 即 所 谓 的 SBS现 象），经计算及相关实验表明，对于 普 通 2.5G系 统 而 言 ， 发 射 端 功 率 一 般 只能到17dBm，10G速率系统一般则是 12dBm。 显 然 ， 为 了 使 光 纤 放 大 器 的 高 输 出 功 率 能 够 有 效 地 注 入 单 模 光 纤，必须提高SBS门限功率。采用的方 法主要是对信号光源作附加调制或对 外调制器作附加调相，使入射光的谱 宽增大。目前有的厂家的产品采用射 频信号调制相位调制器改变信号功率 谱 密 度 的 方 法 成 功 提 升 了 SBS功 率 门 限，采用SBS抑制技术后，2.5G系统的 发射端功率可提升至22dBm，10G系统 的 发 射 功 率 可 提 升 至 17dBm， 相 比 普 通的17dBm（2.5G）和12dBm（10G） 的发射入纤功率限制，SBS抑制技术大 大延长了长跨距传输的跨段距离。该 项 技 术 目 前 已 成 功 运 用 到 了 国 家 电 网、南方电网超高压输电公司等电网 公司的实际通信系统中。 2.2 色散因素 随着脉冲在光纤中传输，脉冲的 宽度会被逐渐展宽，当展宽超过一定 的容限后就会导致接收端误判“0”和 “1”，从而产生误码影响系统整体性 能。特别对长跨距传输而言，由于线 路长度很长，所以光纤传输系统中的 色散问题日益显著。 目前比较传统的办法就