摘要：随着人们生活水平的提高，人们对电力资源的要求越来越高。为了确保电力系统的安全稳定运行，配电网自动化系统发挥了关键作用，可以实现对所有电力设备的远程实时监控。配电网运行状态的改变、电力设备相关运行数据的采集以及对配电网的优化，均需要借助通信系统来完成。本文主义分析了配电光线通信技术在配电网自动化系统中的改进方案。
关键词：配电网自动化；通信系统；EPON；方案设计
中图分类号：TN929.11 文献标识码：A
引言：随着社会经济的高速发展，人们对电力供应的质量和可靠性要求越来越高。作为电力系统中直接面向用电客户的重要环节，配电网自动化系统的信息安全关系着整个电力系统的安全，而这又离不开通信系统的应用。因此，研究和分析光纤通信技术在配电网自动化系统中的应用具有重要的现实意义。
1 光纤通信技术的主要优点
光纤通信就是通过以光作为信息载体， 以光纤作为传输数据介质，因为光波频率要远远高出电波的频率，所以光纤的传输效率要远远高出电波的传输效率具有通信容量大、损耗低、传输距离长、抗电磁干扰能力强等优点。
1.1 通信容量大
光纤的传输带宽比铜缆大得多， 一根光纤的潜在带宽可达20THz。并采用波分复用技术传输的容量更大，把一根光纤中的不同波长作为传输的信道， 然后光信号分别在同一根光纤中不同的波长信道中传输， 就好像将一条马路划分多个车道一样，不同的车分别在不同的车道中行驶，这样大大增加了传输容量。
1.2 损耗低、传输距离远
目前，光纤和其它传输介质相比损耗是最低的，并随着新型光纤材质的出现， 理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这样就能保证信息传输的距离更远。
1.3 抗电磁干扰强
光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好， 不会受到自然界的雷电干扰、人为的电磁干扰等。由于光纤具有绝佳的抗干扰性，能够在军事领域和电气领域被广泛应用。
1.4 无串音，保密性强
传统的通信系统中， 电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，信息非常容易被窃听、被泄露，这样就导致传统的通信系统在信息保密方面存在许多的不足。而光波在光纤中的传输采用全反射的原理，故光信号被限制在光纤中传输，不会从光纤中泄漏，即使在转弯处，漏出的光波也非常微弱，只需要在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂就能够有效解决， 所以光纤内部能够实现无串音干扰的稳定运行， 也无法窃听光纤中传输的数据信息。
2 光纤通信系统的发展历程
2.1 光纤发展历程
1966 年英籍华人高锟提出了光纤理论，提出用光纤（石英玻璃纤维）传送光信号进行通信，从而可实现高容量、长距离的通信传输的理论。美国康宁公司1970 年首例制造出了30m 长、20dB/km 衰减的光纤样品。1980 年已研发出衰减低达0.2dB/km 的光纤。光纤也从最初的短波长研发出来长波长光纤。
2.2 光纤通信系统发展历程
1977 年， 全球第一条商用光纤通信系统的建设和使用是在美国芝加哥。1999 年，我国首先在青岛、沈阳和大连开通了光纤通信系统，在国内获得正式使用。
3 光纤通信技术的应用及重要作用
由于光纤通信技术存在诸多优点， 虽然光纤通信技术发展只有短短的三四十年， 但是所带来的重要作用却是非常深刻的，推动了人类科学技术的革命。目前光纤通信技术应用范围较广、领域较多，不仅仅应用在通信行业中，还可以应用在电力行业、军事领域等方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆光纤通信技术在通信行业主要有以下应用：
3.1 波分复用技术
波分复用技术就是将光纤低损耗窗口划分为多个不同波长的传输通道，通过波分复用器，将光信号分别在同一根光纤中不同的波长信道中传输， 当信号到达目的地再运用波分复用器进行分离。就好像将一条马路划分多个车道一样，不同的车分别在不同的车道中行驶。波分复用技术可大大增加光纤的传输容量。目前波分复用技术在长途网、城域网等得到了广泛的应用。
3.2 光纤接入技术
光纤接入是指利用光纤作为主要的传输媒质， 实现网络信息“最后一站”的宽带传送技术。根据光纤需要布放的位置，光纤接入技术可分为光纤到路边（FTTN）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到办公室（FTTO）、光纤到用户（FTTH）等几种方式。光纤接入技术的最终方式是FTTH，其功能是采用全光接入，即从局端到用户家中全是采用光纤传输，从而满足用户对无限宽带的需求。我国对于FTTH 的应用大概从2010 年起。目前FTTH 被广泛运用于家庭宽带、政企宽带的有线接入中。FTTH 必将作为新一代宽带接入方案被广泛应用，为用户提供高带宽、全业务的接入平台。
4光纤通信技术在配电网自动化系统改进方案
4.1 配电网自动化通信系统无保护组网方案
以某供电公司辖区内某配电网络为例，共有1个110 kV 变电站，5个10 kV 开闭所，采用链型组网部署。在该配电自动化网络通信系统搭建过程中，首先将OLT 设备放置在110 kV 变电站中，主要对其辖区内所有监控终端的实时数据进行采集，并实现终端与子站的通信。其次，在开闭站部署ONU 设备，并借助无源分光器，将其连接在主干光纤上。为了满足本企业灵活组网的要求，在ONU 部署过程中，应确保各设备之间相互独立，即便其中任何一个设备发生故障无法
工作，其他设备仍可以正常运行。最后，采用24 芯的OPPC 复合光缆实现开闭站与变电站之间的网络通信。为了减少主光路的损耗，可采用非均匀分光器实现网络的多级分路。基于该方式，通信网络的主干光纤采用的是单链路网络，不会产生多余光缆路由，因此无法提供网络保护功能。
4.2 配电网自动化通信系统全线路保护组网方案
基于同样的配电网自动化系统，全线路保护组网方案与无保护组网方案的区别在于开闭所的位置相对集中，采用星型组网部署。在对该配电自动化网络进行通信系统搭建时，首先采用与链型结构相同的部署方式，将OLT 设备布置在变电站中。在ONU 设备部署过程中，与配电网自动化系统的链型结构不同，采用双PON 口方式，并接入到变电站的OLT 中。因此，变电站的OLT 设备也具有了双PON 口功能，可以提供1:1 的主干光纤保护功能。
4.3 配电网自动化通信系统手拉手保护组网方案
当配电网自动化系统中存在2个110 kV 变电站、5个10 kV 开闭所时，可以采用手拉手保护组网的方式提高通信线路的可靠性。即在2个110 kV 变电站中分别布置OLT 设备，并实现所有ONU 采集终端的实时工作数据的汇聚，完成与终端的通信，并借助以太网接口与主站实现通信。
基于光纤通信技术的手拉手保护配网方式，其结构基本与配电网的输电线路结构一致，可以在不改变光纤网络结构的基础上，对全光纤网络进行保护倒换，实现多个OLT 设备的同时工作，确保当任何OLT 设备出现故障时，备用OLT 设备仍然能正常实现与ONU 设备的通信，有效提高配电网自动化系统运行的可靠性。
结束语：
光纤通信技术的发展虽然只有二三十年，但光纤通信的应用给人们带来了一场信息革命，使我国信息行业的发展得到了巨大的提升、使整个社会进入了一个信息高速发展的时代。但随着互联网高速发展，自动化、智能化、软件化技术的全面发展，光纤通信技术未来仍然有很大的发展空间，人类对光纤通信技术的研究应是一个长期持续的过程， 应该继续探索新一代光纤通信系统的实现，为人类造福。
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论文作者:吴思,景敏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/9
标签：光纤论文; 通信技术论文; 通信系统论文; 配电网论文; 变电站论文; 设备论文; 通信论文; 《防护工程》2019年第2期论文;