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摘要：信息技术的飞速发展推动着社会信息化的进程，在电力通信系统向高速信息网络的过渡中，光通信网的地位和作用显得越来越重要。基于此本文以电力通信系统为研究对象，结合光通信技术的相关理论，主要研究了相干光通信技术在电力通信系统的应用。
关键词：光通信技术；电力通信系统；应用
前言
当前社会已经进入信息时代，以通信技术和计算机技术为标志的高新科技的发展，给人们的生活带来了日新月异的变化。并且随着光纤光缆、光器件及光系统的品种更新和性能完善，已使光纤通信成为信息高速公路的传输平台，并且应用越来越广泛。随着我国电力系统的不断发展和完善，光通信技术在电力系统中所占的比重也越来越大，如何充分利用原有网络资源基础，建设、改进、优化和扩展电力通信光网络，就成了当今电力通信领域重要的研究课题。
1光通信技术的应用优势分析
和其它通信技术相比，光通信技术具有以下应用优势：
1）通信容量大：相比较传统的明线、同轴电缆、微波等方式，光通信从理论上和实践上来说，传输容量都可高出它们上千倍以上。并且一根光缆包含了几十根甚至上千根的光纤，如果再利用波分复用技术把一根光纤当做几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。
2）中继距离长：由于光纤具有极低的衰耗系数，若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百千米以上。
3）保密性能好：对通信系统的重要要求之一是保密性好，传统的通信系统很容易被特别的接收装置所窃取。而光波在光纤中传输时只在其纤芯区进行，基本上没有光“泄漏”出去，因此其保密性较好。
4）适应能力强：主要是指光通信不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀、抗弯性强等。
5）重量轻，便于施工：芯数相同的条件下，光缆的重量要比电缆轻很多，并且光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可采用水底和架空方式敷设，为工程施工提供了便利[1]。
2光通信技术分析
光纤通信发展的目标就是要提高通信容量，满足社会需求。随着传输系统容量需求的快速增长。光纤通信新技术不断涌现就，以下本文以相干光通信为对象，进行相关技术及应用分析。
2.1理论分析
2.1.1工作原理
相干光通信的基本工作原理是：在发送端，采用外光调制方式将信号以调幅、调相或调频的方式调制到光载波上，再经光匹配器送入光纤中传输。当信号光传输到达接收端时，首先与一本振光信号进行相干混合，然后由探测器进行探测。相干检测原理如图1所示。
2.1.2相干光通信的关键技术
（1）外光调制技术
由于对半导体激光器光载波的某一参数直接调制时。总会附带对其他参数的寄生振荡，如ASK直接调制伴随着相位的变化，而且调制深度也会受到限制。另外，还会遇到频率特性不平坦及张弛振荡等问题。因此，在相干光通信系统中，除FSK可以采用直接注入电流进行频率调制外，其他都是采用外光调制方式。
（2）偏振保持技术
在相干光通信中，相干探测要求信号光束与本振光束必须有相同的偏振方向，也就是说，两者的电矢量方向必须相同，才能获得相干接收所能提供的高灵敏度，否则会使相干探测灵敏度下降。因为在这种情况下，只有信号光波电矢量在本振光波电矢量方向上的投影，才真正对混频产生的中频信号电流有贡献。若失配角度超过60°，则接收机的灵敏度几乎得不到任何改善，从而失去相干接收的优越性。因此，为了充分发挥相干接收的优越性，在相干光通信中应采取光波偏振稳定措施，如：保偏光纤和普通的单模光纤[2]。
（3）频谱压缩技术
为了满足相干光通信对光源谱宽的要求，通常采取谱宽压缩技术，主要有以下两种实现方法：一是注入锁模法。即将一个以单模工作的频率稳定、谱线很窄的主激光器的光功率，注入到需要宽度压缩的从激光器，从而使从激光器保持和主激光器一致的谱线宽度、单模性及频率稳定度；
二是外腔反馈法。它是将激光器的输出通过一个外部反射镜和光栅等色散元件反射回腔内，并用外腔的选模特性获得动态单模运用，以及依靠外腔的高Q值压缩谱线宽度[3]。
2.2实际应用研究
近年来，延长光通信距离的技术的发展，大幅提升了光通信的传输距离。随着科技的不断进步，在数字无线通信中广泛应用的相干传输技术已被应用于高速率光通信，但对于较低速率的电力光传输系统，还没有成熟的应用。由于相干光通信具有灵敏度高的优势，如果能够开发出适用于电力系统通信的产品，将能够为电力系统的超长距光传输提供又一技术手段。
2.2.1技术难点
对于较低速率的相干光通信设备的开发，主要有以下技术难点：
1）相干光通信是比较新的技术，尤其是接收端的数字信号处理技术，我国目前大多数研究算法研究、技术仿真的阶段，真正掌握的厂家屈指可数；
2）相干接收之后DSP部分的算法复杂，包括接收端的时钟恢复算法、将两个偏振态分开的恒模算法、去除光源频偏带来的相位误差的频偏估计算法、去除光源线宽带来的相位误差的线宽算法、去除噪声和干扰的其他算法等，都有比较大的技术难度。
3）对于高速率偏振复用正交相移键控调制而言，由于其是骨干网的主流技术，芯片厂家己将DSP的核心技术封装在芯片中，以降低下游设备厂家的开发难度。但对于较低速率的PM-QPSK传输，尤其对于2.5Gbit／s和10Gbit／s速率而言，市场上则没有成熟的芯片方案，因此DSP中实现的所有算法均要重新开发，难度大大增加。
由此经过充分理论分析研究和论证，研制开发适合于安装维护的紧凑型相干光通信设备的通信系统具有重要的现实意义。
2.2.2系统试验及其运行情况
（1）系统结构
利用我国某两省两个站间现有的OPGW光缆线路，搭建了综合利用FEC和相干技术、EDFA、拉曼放大技术的超长距离光传输试验系统。现
本次试验是对相干光技术应用于电力通信的初步探索，为低速相干光传输系统的实用化积累了宝贵的实践经验。并且通过将相关设备应用于超长距光传输后，可以提高2~3dB的功率预算，这对于某些特殊地区的超长距通信具有较大意义。
结语
总的来说，光通信技术在电力通信系统的应用，能有效的提高通信系统的安全性与可靠性，并且对于节约建设成本也有着重要意义。因此为进一步提高电力运输的稳定性，相关研究者还应不断研究光通信技术，不断探寻经济、科学的发展方式，并充分发挥光通信传输速度快、容量大等优势，为电力通信系统的稳定运行提供技术支持。
参考文献：
[1]曾繁宇.光纤通信技术在电力通信系统中的应用研究[J].通讯世界.2015(12).
[2]郭颂.光通信技术在电力通信系统中的应用与组网方案研究[J].通讯世界.2015(21).
[3]谭世钊.光通信技术在电力通信系统中的应用与组网分析[J].黑龙江科技信息.2015(35).
作者简介：罗绍华（198-）, 男（苗族），广西百色人，大学本科，从事电力通信工作。
论文作者:罗绍华
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/1
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