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【關(guān)鍵詞】 光纖通信 電子信息 中國移動 發(fā)展前景
一、光纖移動通信技術(shù)的主要特點
當然,光纖移動通信技術(shù)有很多的優(yōu)點,首先是它的大容量,寬頻帶。由于技術(shù)改進,在移動通信技術(shù)中,引入了光波替代了電纜,這樣就使得信號傳遞的頻率得以大幅度提升,而且就損耗來講,光纖技術(shù)也要比電纜低很多。在信號傳輸過程中,光纖所傳遞的信號容量也達到了微波的近五十倍。由于信號頻率受到單波光纖終端接收設(shè)備的限制,光纖在帶寬的優(yōu)點根本無法體現(xiàn)出來。光纖當中信息量的增加目前主要靠的是波分復(fù)技術(shù),而在一系列的相關(guān)研究中證明,其它的信號傳播介質(zhì)根本無法達到光纖移動通信的超大容量信息以及超遠的信號傳遞距離。其次,光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢還體現(xiàn)在較低的施工成本和較低的光纖損耗上。在移動通信中最常被采用的光纖材料是石英光纖,這一方面是因為石英光纖跟其他介質(zhì)比起來,光纖損耗要低很多,這樣無形中就減少了通信施工的成本。另一方面還因為作為玻璃材質(zhì)的石英本身就是一種極佳的電的絕緣體,這樣施工的時候就不用考慮電路的接地和回路的設(shè)置,施工過程得到了簡化。再次,由于石英光纖的對電絕緣性能和具有耐腐蝕的優(yōu)點,在使用過程中,對于其他電磁的干擾有著極強的抵抗能力。它的信號傳遞能夠很暢通的到達接收方,不論是周遭的各種電纜還是紛雜的環(huán)境都造不成干擾,不會影響到通信信號傳輸?shù)男Ч?。第四,光纖的傳播能力超強,而且不會受到串音的干擾,很好地實現(xiàn)了通信的保密性能。在以往采用的電磁波通信技術(shù)中,信息的保密性做得不是很好,信息很有可能被別人截獲。而采用光纖通信技術(shù)之后,由于光纖本身較小的直徑和質(zhì)量、較小的空間占用和較長的使用壽命,所以它用起來具有非常好的纖維柔性和信息穩(wěn)定性,信號傳遞不受干擾,所以在全球范圍都在大力推廣光纖傳遞通信信息。
二、光纖移動通信技術(shù)在通信領(lǐng)域的使用及發(fā)展前景
目前我國光纖通信技術(shù)的使用包含以下幾種情況:
第一,單模光纖的采用。這是現(xiàn)價段使用最為普遍的一種產(chǎn)品,由于它采用的玻璃芯較細,只能夠傳輸單一光。在具體的使用過程中需要調(diào)整譜寬的寬度以保證其信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
第二,接入網(wǎng)光纜的采用。光纖接入網(wǎng)技術(shù)的實質(zhì)是通過光纖這種傳播介質(zhì)來實現(xiàn)信息信號的傳遞和輸送。目前可以改進的方面包括接入網(wǎng)光纜的距離長短縮進、光纜分支數(shù)量的控制和光纜分叉情況的梳理等。為了擴大光纖傳遞信息的容量,目前采用的方法通常是擴大光纖芯的面積和體積。另外還可采用的方法是提高光纖密度和減少光纖的粗度。這一般適合直徑較小的光纖管道。
第三,室內(nèi)光纜的采用。室內(nèi)光纜的優(yōu)缺點同樣明顯。優(yōu)點主要是質(zhì)量輕、成本低、信號傳輸速度快、信號傳輸質(zhì)量清晰、信號傳輸流量大以及信號傳輸穩(wěn)定性強,缺點則集中在保護層弱和抗拉效果不明顯。
第四,通信光纜的采用。常用的通信光纜一般由兩個部分組成:內(nèi)部的光纖芯和外部的保護膜,是在構(gòu)成上沒有金屬存在的介電質(zhì)。通過光纜線路中電流和信號之間的相互轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)信號的傳輸。
第五,塑料光纖的使用。塑料光纖是一種優(yōu)良的光纖材料,特點是材料價格低廉,成本較低,而且信息傳遞速度快。它對于信號傳遞的實現(xiàn)是通過光在光纖中進行折射和跳躍來進行的。它的采用一方面降低了光纖電纜的使用成本,另一方面還節(jié)省了通話花費的費用。所以使用起來較為實用,無論是在數(shù)據(jù)傳輸還是自動化領(lǐng)域都有著較為廣闊的前景。
三、結(jié)語
近些年來,作為一項領(lǐng)先世界的先進技術(shù),光纖通信技術(shù)已經(jīng)越來越被人們所接受并且廣泛地應(yīng)用到我國的移動通信領(lǐng)域,給人們提供了快速便捷的服務(wù),不但能給用戶輸送語音信息,還使得通信功能更加多樣化和個性化。我們相信,在將來的很長一段時期內(nèi),光纖移動通信技術(shù)都會隨著時代進步一直向前發(fā)展,我國的移動通信技術(shù)將會使人們的生活更加豐富多彩,并直接影響和改善到人們的生活節(jié)奏。
參 考 文 獻
[1] 劉世銀. 淺談移動通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 科協(xié)論壇(下半月). 2011年05期
【關(guān)鍵詞】電力光釬;通信分類;SDH
1 光纖通信
1.1 光纖通信分類
光纖通信是指利用激光作為載波信號,通過光纖來傳播信息的通信系統(tǒng)。是當今社會應(yīng)用最為廣泛的通信系統(tǒng)。單模光纖是指僅允許一個模式傳播的光纖通信,傳播路徑單一,適用于長距離傳輸。單模光纖芯徑小,寬帶大,無模間色散,同時需要使用半導(dǎo)體激勵器 LD 激勵。多模光纖是同時允許多個模式進行傳播,傳播路徑較多。光纖芯徑大,可使用發(fā)光二極管 LED作為光源。但是由于存在模間色散現(xiàn)象,只適用于短距離傳輸。
1.2 光纖的傳輸特性
1.2.1 損耗特征
光纖損耗的原因有吸收損耗、散射損耗和附加損耗等。吸收損耗是指光波通過光纖材料時,有一部分光能會變成熱能,造成光功率的損耗。由于光纖的材料、折射率等的缺陷或不均勻,造成光纖中傳導(dǎo)的光與微小粒子相碰撞發(fā)生散射,引起的損耗稱為散射損耗。附加損耗主要有微彎損耗、連續(xù)損耗和彎曲損耗等。
1.2.2 色散特征
光纖通信中的信號是通過不同的模式成分攜帶的,其傳輸速率也不同,到達光纖端時有時間差異,從而引起的一種波形畸變的現(xiàn)象成為色散。光色散因不同顏色的光折射率不一樣、折射角不同而分開。色散又可分為:模間色散、波導(dǎo)色散和材料色散。
1.3 光纖通信的優(yōu)缺點
1.3.1 容量大
光纖通信路如同寬闊的馬路,準許通過的車輛多,運輸能力強。通信線路的頻帶寬,容許傳輸?shù)男畔⒍?,通信量大?/p>
1.3.2 損耗低
石英光纖在 1.55 mm 波長區(qū)內(nèi)的損耗極小,可以低到 0.18Db/km。同軸電纜通信的中繼距離只有短短的幾公里,而光纖通信系統(tǒng)的最長中繼距離已達到數(shù)千公里,甚至數(shù)萬公里,遠遠優(yōu)于同軸電纜通信。
1.3.3 保密性強
普通電子通信較容易被人偷聽,光纖通信具有很強的保密性能。因為光在光纖的傳輸過程中不會離開光纖和向外輻射電磁波,即使在拐彎彎度大的地方,漏出包層的光也微乎其微。
1.3.4 抗干擾能力強
光纖屬于絕緣體。不怕雷電和高壓,電磁源干擾影響小,抗核輻射能力強等原因都使光纖具有強抗干擾能力的特性。
1.3.5 體積小,重量輕
光纖體積小、重量輕、柔軟易彎曲,運輸、鋪設(shè)非常方便。1 kg 的高純度石英玻璃相當于成千上萬公里的光釬重量。
1.3.6 光纖材料豐富
普通電線主材主要是銅、鉛等有色金屬,屬于有限資源,受儲藏量、開采量的影響。而光主材是普通的石英砂,地殼化學(xué)成分有一半是石英砂,儲存量大,價格也較低。
1.3.7 其他優(yōu)點
光纖材料耐腐蝕力強,架在空中、埋于地下都可以。再者,具有較強的耐高溫能力。適用范圍廣,可實現(xiàn)多功能傳輸、傳輸多種信息的功能。
1.3.8 光纖通信的缺點
光纖通信也有其缺點,如易折斷、連接困難、耐低溫性較差、防潮性差。我們在使用光纖的過程中,要努力克服這些困難,將光纖的優(yōu)點發(fā)揮至最大化。
2 光纖通信發(fā)展趨勢
2.1 收發(fā)模塊
光纖通信是現(xiàn)代社會信息通信的主要手段。光收發(fā)模塊作為光纖接入網(wǎng)的核心器件,在推動了光纖網(wǎng)絡(luò)的配置更加完備合理優(yōu)化、光纖傳輸向低成本方向發(fā)展等方面起到重要作用。通信設(shè)備在不斷發(fā)展,體積越來越小,要求的接口板包含的接口密度越來越高。為獲得利潤最大化,要求光纖向低成本、低能耗方向發(fā)展。光收發(fā)模塊未來發(fā)展方向是超高頻、超高速、超大容量、遠距離等。
2.2 真正實現(xiàn)光纖接入(FTTX)
在 FTTX 領(lǐng)域中,我國仍處于起步階段。發(fā)展前景優(yōu)良。三網(wǎng)融合、光電子器件的進步發(fā)展,光收發(fā)模塊和光纖的價格正在逐步降低等情況都加速了 FTTH 的實用性發(fā)展。FTTX 將是光通信市場的主要需求之一。
2.3 新型光纖光纜
為求得更大運輸量,更大傳輸率,發(fā)展新型光纖光纜成為光纖傳輸發(fā)展方向之一?,F(xiàn)代信息社會已出現(xiàn)兩種不同的新型光纖。即非零色散光和無水吸收峰光纖,可適應(yīng)不同的干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需求。從長遠的發(fā)展方向看,XPON 技術(shù)是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向。但是當前的技術(shù)發(fā)展、高成本等情況遠遠不能滿足大面積使用新型光纖。發(fā)展新型、低成本、高頻率的光纖是光纖通信的發(fā)展需求。
2.4 光互聯(lián)產(chǎn)品
網(wǎng)絡(luò)鏈路層為了直接連到高性能路由器的光纖波分復(fù)用(WDM)“專用”的互聯(lián)網(wǎng)被稱作光互聯(lián)網(wǎng)。光互聯(lián)網(wǎng)可滿足用戶日益增長的寬帶需求和預(yù)計網(wǎng)絡(luò)發(fā)展而產(chǎn)生的大容量需求。光互聯(lián)產(chǎn)品主要有:光發(fā)放大器、轉(zhuǎn)換器、光交叉連接器、光交換路由器等。使用光聯(lián)網(wǎng)具有更大的靈活性。隨著光交換和全光路由技術(shù)的發(fā)展成熟,光互聯(lián)網(wǎng)會發(fā)展越來越廣泛。
2.5 全光網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)意義的光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化,但網(wǎng)絡(luò)結(jié)點處仍采用電器件,限制了通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高,因此真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題。全光網(wǎng)是光纖通信術(shù)發(fā)展的最高目標,理想階段。全光網(wǎng)絡(luò)是以光節(jié)點代替電節(jié)點,信息始終以光的形式進行傳輸與交換,交換機對用戶信息的處理不再按比特進行,而是根據(jù)其波長來決定路由。減少節(jié)點間損耗,提高傳輸速度。
目前,全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期發(fā)展階段,但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看,形成一個真正的、以WDM 技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層,建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò),消除電光瓶頸已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢,更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心,也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級別,更是理想級別。
3 SDH 設(shè)備常見故障與原因
3.1 故障定位原則
故障定位一般應(yīng)遵循“先外部,后傳輸;先單站,后單板;先線路,后支路;先高級,后低級”的原則。
3.1.1 先外部,后傳輸
在確定故障時,應(yīng)先排除外因造成的故障,例如檢查光纜連接是否完好、網(wǎng)管系統(tǒng)是否正常、是否是交換故障等。
3.1.2 先單站,后單板
排查故障時,首先要準確判斷故障是出自哪個站,然后再具體定位故障是出在該站的哪一塊板。
3.1.3 先線路,后支路
在 SDH 設(shè)備中,線路板的故障經(jīng)常會引起支路板的異常告警。在故障定位時,需要遵循“先線路,后支路”的原則。
3.1.4 先高級,后低級
定位故障時,先分析告警級別,首先處理高級別的告警(如危急告警、主要告警),因為這些告警已經(jīng)嚴重影響通信,所以應(yīng)馬上處理;然后再分析較低級別的告警(如次要告警和一般告警)。
3.2 在運行維護工作中故障定位及排除的常用方法
一般情況下,當故障發(fā)生時,首先可通過登錄 SDH 設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)進行查看,對告警事件、性能數(shù)據(jù)和信號流向分析,初步判斷設(shè)備故障范圍。筆者將常見的設(shè)備故障檢查方法歸納為 6 種:告警性能分析法、環(huán)回法、替換法等。
3.2.1 告警性能分析法
告警性能分析法是通過 SDH 設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)獲取告警和性能信息,分析信息數(shù)據(jù),進行故障定位。此方法可以全面了解全網(wǎng)設(shè)備的當前或歷史告警信息;一般告警燈常有紅、黃、綠三色,紅色表示緊急告警及重要告警;黃色表示次要告警及一般告警;綠色表示系統(tǒng)正常運行。也可通過機柜頂部指示燈和單板告警信息,定位故障。將故障分級,及時處理高級告警。
3.2.2 環(huán)回法
環(huán)回法是 SDH 設(shè)備故障定位最常用的方法之一。環(huán)回法有多種方式,例如:內(nèi)環(huán)回與外環(huán)回、線路環(huán)回與之支路回環(huán)、遠端環(huán)回與本地環(huán)回等。維護人員進行回環(huán)操作時,應(yīng)先進行環(huán)回業(yè)務(wù)通道采樣工作。從多個有故障的站點中選擇一個站點,再從所選站點的多個有故障的業(yè)務(wù)通道中選擇其中一個。畫出所采業(yè)務(wù)的路徑圖。圖中需表明業(yè)務(wù)源、通道所經(jīng)站點等,最后逐段環(huán)回,定位故障站點或單板。
3.2.3 替換法
當維護人員不確定某一器件是否有故障時,可用一個正常工作的器件替換它。得以定位故障,排除故障。本文所說的器件可以是模塊、芯片,甚至是一段光纖。該方法較適用于排除外部因素。如光纖中斷、交換故障等問題。故障定位到站時,可用替換法排除單板的問題。
3.2.4 配置數(shù)據(jù)分析法
分析設(shè)備當前的配置數(shù)據(jù),例如:時隙配置、板位配置、復(fù)用段的節(jié)點參數(shù)、線路板和支路板通道的環(huán)路設(shè)置、支路通道保護屬性等,分析以上的配置數(shù)據(jù)是否正常,來定位故障。若配置的數(shù)據(jù)有誤,需進行重新配置。
3.2.5 儀表測試法
儀表測試法顧名思義,是指采用各種儀表、光功率計、光反射造儀、SDH 分析儀等來定位故障。例如:用 2 M 誤碼儀測試業(yè)務(wù)通斷、誤碼;用萬用表測試供電電壓,檢查電壓過高或過低問題。
3.2.6 經(jīng)驗處理法
在一些特殊的情況下,通過復(fù)位單板、單站的掉電重啟、重新下發(fā)配置等手段可有效及時地排除故障,恢復(fù)業(yè)務(wù)。但建議此方法應(yīng)盡量少用,因為該方法不利于故障原因的徹底清查。遇到這種情況,除非情況緊急,一般還應(yīng)盡量使用前面介紹的幾種方法或請求支援,盡可能地將故障定位出來,以消除設(shè)備內(nèi)外隱患。
4 光纖通信設(shè)備維護內(nèi)容
SDH 光傳輸系統(tǒng)的維護內(nèi)容,包括光纜設(shè)備、電源、配線架等附屬設(shè)備的維護。具體要求如下:
4.1 保證設(shè)備工作條件
保證通信設(shè)備的正常工作環(huán)境。例如供電條件、傳輸設(shè)備工作的直流電壓――48V±20%,允許的電壓范圍――38.4~-57.6V。SDH 網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)和本地維護終端用的計算機是專屬設(shè)備,禁止挪用,以免病毒侵害。
4.2 故障排除
判斷處理系統(tǒng)故障。根據(jù)告警指示和故障現(xiàn)象,進行排除,故障地位,找出故障原因。在最短時間內(nèi)解決故障,確保通信設(shè)備正常運行。
4.3 集中維護
通信設(shè)備維護常采用集中維護方式,可成立維護中心,將維護人員和必要的維護儀表集中在一個主要站,設(shè)備較少的站可不設(shè)值日維護人員。
5 運行維護人員工作要求
光纖系統(tǒng)的運行維護是一項細心縝密的工作,要求維護人員嚴格按照規(guī)定操作。
5.1 做好安全、清潔工作
處理光接口信號時,不得將光發(fā)送器的尾纖端面或其上面的活動連接器的端面對著眼睛,并注意尾纖端面和連接器的清潔。
5.2 做好防靜電工作
在操作機盤前,必須戴上防靜電手腕,同時保證其有良好的接地。更換機盤時,也需要戴上防靜電手腕。將換下的機盤及時裝入防靜電塑料袋,并置于防靜電環(huán)境。
5.3 加強操作技能
熟練掌握工作人員所維護傳輸設(shè)備的基本操作。熟練掌握組網(wǎng)拓撲情況、保護屬性、業(yè)務(wù)分配情況、時隙配置情況等。做好設(shè)備日常巡視工作,最大化地保證設(shè)備安全運行。
參考文獻
1 唐占遠、蘇子康、秦毓順.淺談光纖通信[J].大科技?科技天地,2011(01)
關(guān)鍵詞:配電自動化;通信技術(shù);傳輸;線路
中圖分類號: E965 文獻標識碼: A
前 言:
隨著社會的發(fā)展和進步,配電自動化建設(shè)的技術(shù)和水平要求也越來越高,現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)逐漸普及到配電自動化建設(shè)中來,例如:音頻有線、光纖通信、電力載波、無線通信等,在配電自動化建設(shè)中被廣泛應(yīng)用,進一步促進了配電自動化建設(shè)的發(fā)展和進步,下面我們就對配電自動化建設(shè)中現(xiàn)代通信技術(shù)的應(yīng)用進行分析和研究。
1.光纖通信在城市配電網(wǎng)中的應(yīng)用
現(xiàn)代通信技術(shù)中的光纖通信在社會各行各業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用是比較廣泛的,在配電自動化建設(shè)中也是最主要的通訊方式,光纖通信的最大優(yōu)勢就是安全性和可靠性比較高,配電自動化建設(shè)本身就存在很大的風(fēng)險,既需要安全性較高的通訊技術(shù),尤其是光纖通訊受外界因素干擾較小,環(huán)境因素對光纖通信幾乎沒有影響,而且它的適應(yīng)性比較強,在使用的過程中可以和其他各種標準的設(shè)備相配合,配電自動化建設(shè)的過程中,通訊設(shè)備難免會遇到雷雨和雷電天氣,但是光線通訊設(shè)備抗雷擊能力較強,這就有效加強了配電自動化建設(shè)的抗雷擊能力,這一特點最適合在電力系統(tǒng)中的廣泛使用。光纖通訊在配電自動化建設(shè)中主要被應(yīng)用于語言、數(shù)據(jù)和圖像的傳輸,其應(yīng)用過程中不僅方便快捷,而且根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)的分析和研究,其誤碼率小于10-9,這一點就遠遠由于其他的通信方式和設(shè)備,這是當前配電自動化建設(shè)中比較好的通信方式。
2.音頻有線是配電自動化中比較實用的通信方式
音頻有線通信技術(shù)主要是應(yīng)用于城市規(guī)劃電網(wǎng)建設(shè),城市規(guī)劃中配電網(wǎng)的數(shù)量比較多,常用音頻有線通信技術(shù),主要是因為音頻有線技術(shù)和設(shè)備的造價比較低,在布局和連接上沒有特殊的要求,但是在使用音頻有線技術(shù)時需要注意的是其容易受到環(huán)境因素的影響,這就需要在使用的過程中要考慮環(huán)境因素,特別是在高壓配電線路中的應(yīng)用,要注意自然因素的影響,如雷雨、雷電等影響通信效果。隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,城市建設(shè)的步伐也在加快,配電自動化建設(shè)必然要提高水平,城市建設(shè)的面積逐年增加,這就要求配電自動化建設(shè)通訊設(shè)備的數(shù)量大大增多,為了節(jié)省財力的消耗,采用音頻有線通信技術(shù)是最佳的選擇,現(xiàn)代通信技術(shù)各有各的優(yōu)勢和弊端,但是從整體來看,音頻有線是比較適合城市建設(shè)中的配電自動化建設(shè)的應(yīng)用,每個區(qū)域或領(lǐng)域都有自身的特點或?qū)傩?,這就要求在實踐的過程中要根據(jù)實際情況,采取有效的通信方式能夠更好的促進配電自動化建設(shè)的發(fā)展。
3.電力載波是配電自動化常用的通訊方式
在配電自動化建設(shè)中常見的現(xiàn)代通信技術(shù)就是電力載波,近幾年對電力載波通訊技術(shù)的使用過程中已經(jīng)積累了較多的經(jīng)驗,相關(guān)的變電所之間的使用效果也是比較好的,但是這個好的效果目前還是僅限于無斷點電的線路,如果在多臺配電變壓器和線路中,柱上會有開關(guān)斷電,那么這就很容易使電力載波通訊效果受到嚴重的干擾,所以在斷點線路中應(yīng)用還需要進一步分析和研究。電力載波通信技術(shù)的最大優(yōu)點就是在電力線路中被廣泛的利用,因為電力載波在使用的過程中是不需要專門布置線路的,這就在很大程度上節(jié)省了布線的費用,但是由于電力載波通信技術(shù)的可靠性較差,在配電自動化建設(shè)中主要是應(yīng)用于實時性要求較低的領(lǐng)域,常見的有小區(qū)抄表等。
4.擴頻通訊技術(shù)的應(yīng)用
微波通訊技術(shù)在配電自動化建設(shè)中并不是很常見,因為配電自動化建設(shè)中有的采用的是多點通訊點,這對于微波通訊是比較難的,而擴頻通訊技術(shù)在社會的各行各業(yè)被廣泛的應(yīng)用,尤其是在配電自動化建設(shè)中的長距離通訊時,更加能夠體現(xiàn)出擴頻通訊技術(shù)的優(yōu)勢,擴頻通訊技術(shù)的優(yōu)點有抗干擾能力較強、誤碼率較低、保真性高,同時還可以實現(xiàn)碼分多址復(fù)用,發(fā)射的功率比較低。雖然擴頻通信技術(shù)擁有以上這些優(yōu)勢和特點,但是在高樓林立的城市規(guī)劃中,柱上的變壓器和開關(guān)的位置在高建筑物上很難確定好通信環(huán)境,信號不好的情況下,就會對噴射信號的發(fā)射和回收產(chǎn)生影響,所以在應(yīng)用擴頻通訊技術(shù)的優(yōu)勢時,還要充分了解其存在的弊端,否則會對其效果產(chǎn)生不良的影響,任何通信技術(shù)都會有他自身的優(yōu)勢和不足,要具體問題具體分析,把每一種現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用于適合的領(lǐng)域范圍之內(nèi),使其優(yōu)勢得到最大限度的發(fā)揮,從而也能夠減少不科學(xué)的使用出現(xiàn)安全隱患,保證整個配電自動化建設(shè)的科學(xué)有序的進行,促進我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展和進步。
小 結(jié):
綜上所述,在配電自動化建設(shè)中,現(xiàn)代通信技術(shù)被廣泛的應(yīng)用,包括光纖通信技術(shù)、音頻通信技術(shù)、電力載波通信技術(shù)以及擴頻通信技術(shù)等,本文分析了現(xiàn)代通信技術(shù)在配電自動化建設(shè)中優(yōu)勢的應(yīng)用,有力的促進了整個配電自動化建設(shè)項目的順利進行和發(fā)展,同時還要注意不同通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍,不同的通信技術(shù)其自身的優(yōu)缺點是不同的,這就會導(dǎo)致不同的通信技術(shù)的使用范圍是不一樣的。另外本文分析和研究之后,在實際的實踐過程中仍然存在著很多不足之處,這就要求在以后的實踐中不斷的探索,總結(jié)經(jīng)驗,更好的克服每一種現(xiàn)代通信技術(shù)的缺點和不足,促進現(xiàn)代通信技術(shù)在配電自動化建設(shè)中得到更好的發(fā)展。
參考文獻:
[1]馬君華;李洪新;岳振東;配電自動化系統(tǒng)載波通信方式的實用化研究[A];2012中國電機工程學(xué)會電力系統(tǒng)自動化專委會供用電管理自動化分專業(yè)委員會成立暨第一屆學(xué)術(shù)交流會議論文集[C];2012年
[2]李長江;程治亞;樊曉虹;曹曉東;變電站綜合自動化系統(tǒng)中通信技術(shù)的應(yīng)用與分析[A];第十六屆全國煤炭自動化學(xué)術(shù)年會、中國煤炭學(xué)會自動化專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年
【關(guān)鍵詞】高頻通道;光纖通道;線路保護
隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展,輸電系統(tǒng)也發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,在輸電距離、輸電容量等方面的變化很明顯,高電壓線路的使用范圍也越來越廣泛。目前,我國在高電壓線路保護方面還存在著不少問題,保護措施和方法也亟待完善。高頻通道和光纖通道是保護高電壓線路的兩種重要技術(shù)措施,它們具有各自的特點和應(yīng)用范圍,現(xiàn)對其進行簡單的論述。
1 高頻通道的特點及其在高壓線路保護中的應(yīng)用
1.1 高頻通道的特點
高頻保護的傳輸媒介是輸電線路,在保護高電壓線路的過程中對輸電線路的依賴性很高,具有很明顯的優(yōu)缺點。第一,高頻通道的優(yōu)點。高頻通道以輸電線路作為通道,實際投資較少,成本較低。由于高頻載波通道附設(shè)于高壓線路上,它具有良好的絕緣水平,機械強度也很大,在繼電保護方面得到了很廣泛的應(yīng)用。另外,它還能滿足220KV以上保護雙重化的要求,在線路旁路代供中也發(fā)揮著重要作用。第二,高頻通道的缺點。由于依賴于輸電線路,同時又受線路阻波器、結(jié)合濾波器、高頻電纜的綜合影響,高頻通道在應(yīng)用過程中很容易發(fā)生故障。線路阻波器作為高頻通道的主要組成部分之一,在維護和檢修時需要停運整個線路,給輸電工作帶來不便。另外,對高頻通道的實時監(jiān)測很難實現(xiàn),而且抗干擾性能比較差,開關(guān)設(shè)備操作、天氣狀況不好以及絕緣子放電都會產(chǎn)生相應(yīng)的噪聲干擾,情況嚴重的時候甚至?xí)垢哳l通道無法正常運行,這樣一來就不能滿足實際使用的需要。
1.2 高頻通道在高電壓線路保護中的應(yīng)用
在對高電壓線路進行保護的過程中,由加工設(shè)備、電力線路以及收發(fā)信機構(gòu)等組成的有線通信通道利用高頻通道構(gòu)成了一個線路縱向的聯(lián)動保護,這種聯(lián)動保護即為高頻保護。高頻通道可以用兩相導(dǎo)線構(gòu)成一個相間通道,也可以用一相導(dǎo)線與地面構(gòu)成一個通道。前者在使用過程中成本較高,而且高頻電流較小,采用度很低。相地通道在運行中容易受到干擾,但是較為經(jīng)濟,目前在我國應(yīng)用很廣泛。
2 光纖通道的特點及其在高壓線路保護中的應(yīng)用
2.1 光纖通道的特點
光纖通道在高電壓線路保護中的應(yīng)用范圍比較廣泛,有力的保證了電力系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定運行。在優(yōu)點方面:光纖通道比較安全可靠,在傳輸?shù)倪^程中不會產(chǎn)生輻射和電磁脈沖;抗干擾性強。由于光纖屬于絕緣體,而且光纖通信網(wǎng)絡(luò)比較獨立,可以有效的防止雷電、電磁等方面的干擾,在抑制噪聲的同時還保證了傳輸信息的可靠性;光纖通道具有容量大、誤碼率低、速度快、損耗小等一系列優(yōu)點,在進行繼電保護的時候可靠性非常高。另外,使用光纖通道可以有效的節(jié)約成本,其靈敏度高,適應(yīng)環(huán)境的能力很強,運行的可靠程度也很高。在缺點方面:光纖通道的施工工藝較為復(fù)雜,對施工質(zhì)量的要求很高,如果達不到要求可能會影響到光纖通道的正常運行,有的時候甚至?xí)构饫w通道停止保護并退出運行。在通道雙重化方面也存在著較大的問題,直接影響了光纖通道推廣使用的范圍。而且光纖通道目前在技術(shù)和施工方面沒有統(tǒng)一的標準,為光纖保護的可靠運行帶來了隱患。另外,在旁路代路上的可操作性不強,也影響了光纖通道的推廣使用。
2.2 光纖通道在高壓線路保護中的應(yīng)用
在高電壓線路保護的應(yīng)用中,光纖技術(shù)是將電信號變?yōu)楣庑盘?,利用光纖進行信號的傳遞。光纖傳輸具有衰減小的特點,可以傳遞更多的信息。同時它可以防護線路故障、雷電等帶來的電磁干擾,因此具有很明顯的優(yōu)勢。在高壓電網(wǎng)的地線中設(shè)置光纜即能完成對光纜的敷設(shè),在構(gòu)成一個電路上的光纖通信網(wǎng)之后就具備了通信與地線的功能,目前在國內(nèi)的使用范圍很廣。
專用模式以及復(fù)用模式是光纖與繼電保護的兩種配合模式。專用線路的可靠性很強,但是在實際保護中應(yīng)用范圍很小;復(fù)用通道可以大大提高光纖的利用效率,在資源相對緊張的情況下更是如此。由于選擇了光端設(shè)備,在傳輸距離上也得到了有效的保證。但是復(fù)用通道增加了很多中間環(huán)節(jié),給管理帶來了困難,一旦出現(xiàn)故障,維護的工作量也會加大。
3 兩種通道的合理配置和應(yīng)用
由于高頻通道和光纖通道的優(yōu)缺點都非常明顯,人們對兩種通道進行了合理配置,希望能在高電壓線路的保護中取得較好的效果。但在實際的運行中,我們發(fā)現(xiàn)載波保護很明顯的受到了通道的干擾,在很大程度上影響了保護效果,具有很明顯的制約性。隨著信息量的不斷增大,這種模式也不能適應(yīng)系統(tǒng)的實際需要。在抗干擾性能上,光纖通道具有無可比擬的優(yōu)勢,隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展,它的應(yīng)用范圍也會越來越大。
為了適應(yīng)電網(wǎng)保護的要求,光纖系統(tǒng)取代載波通信的趨勢也越來越明顯,多條線路的變電站也會越來越多。在不久的將來,光差動保護在高電壓線路保護中將發(fā)揮重要的作用。目前,只有解決了旁路代供光纖保護通道相互切換的難題,就能有效的實現(xiàn)線路保護的雙光纖通道。在雙通道配置的基礎(chǔ)上,還可以采用旁路代供使兩種技術(shù)得以共同發(fā)揮作用。除了旁路保護之外,另外還可以增加一套光保護設(shè)備,這樣就實現(xiàn)了對系統(tǒng)的雙層保護,一個是縱聯(lián)距離保護,一個是光纖差動保護。如果代線路是高頻距離保護,則要按照以往的方式將其切換為旁路;如果帶線路是光差動保護則要以光纖分配裝置對光纖通道實現(xiàn)切換,這時光纖通道即為旁路。
4 總結(jié)
綜上所述,在對高電壓線路的保護過程中,高頻通道和光纖通道具有各自的優(yōu)缺點。高頻通道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,出現(xiàn)故障的頻率也比較高,在安全性和可靠性方面得不到保障,但是它的成本不高,是一種較為經(jīng)濟的技術(shù)手段,目前在我國得到了廣泛的應(yīng)用。光纖通道雖然成本較高,但是它的優(yōu)勢很明顯,不但傳輸質(zhì)量可靠、抗干擾性強,而且誤碼率低、信息量也較大同時還可以采取多種運行方式。從日后的發(fā)展趨勢來看,光纖通道的應(yīng)用范圍將會越來越廣泛,成為高電壓線路保護的主流模式。
參考文獻:
[1]郭占春.高頻和光纖通道在高電壓線路保護中的作用[J].科技傳播,2013(7).
【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)自動化;通信方式;無線;光纖;GPRS
一、配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)特點
(一)終端節(jié)點數(shù)多
系統(tǒng)的終端監(jiān)測節(jié)點數(shù)量比同一地區(qū)輸電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)要大一個數(shù)量級。一般在我國一個中等城市,本系統(tǒng)需要的通信終端節(jié)點數(shù)量可達上千個。
(二)通信節(jié)點分布極其分散
單點的信息量較小,對實時性有一定的要求,需要進行雙向通信。這就要求設(shè)計時必須在以上多個因素之間進行權(quán)衡,才能保證通信方案的有效性和經(jīng)濟性。
(三)單個節(jié)點的通信數(shù)據(jù)量小
配變監(jiān)測終端監(jiān)控對象是大量的配電變壓器,通信數(shù)據(jù)量較少,配網(wǎng)自動化系統(tǒng)對通信的要求包括:滿足數(shù)據(jù)傳輸需要,可不考慮圖像信息傳輸;速率應(yīng)滿足事故處理時通信的要求;每一級通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡可能選用單一信道通信;信道維護量少、擴容方便、可靠、造價低。
二、配電網(wǎng)自動化對通信系統(tǒng)的要求
配電網(wǎng)自動化對通信系統(tǒng)的要求,主要取決于要實現(xiàn)自動化網(wǎng)絡(luò)的整體規(guī)模、接線的復(fù)雜程度、自動化系統(tǒng)的功能要求、預(yù)期達到的自動化水平等,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
(一)通信的可靠性
配電網(wǎng)自動化的通信系統(tǒng)是在戶外運行的,容易導(dǎo)致材料老化,故要求能經(jīng)受起惡劣氣候的考驗。另外,通信系統(tǒng)還要經(jīng)受噪音、電磁、雷電等的干擾,保持穩(wěn)定運行。在電力設(shè)備發(fā)生故障時,應(yīng)能抵抗事故所產(chǎn)生的瞬間強電磁干擾,完成故障診斷、故障隔離和恢復(fù)非故障區(qū)段供電的通信任務(wù)。
(二)通信的實時性
配電網(wǎng)自動化的重要功能就是能夠?qū)崟r監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運行、進行在線分析,實時性對通信傳輸速率提出了較高的要求。正常運行時,主站系統(tǒng)在3s內(nèi)需刷新全部RTU、FTU等終端的數(shù)據(jù);發(fā)生故障時,主站系統(tǒng)和RTU、FTU終端之間需要交換的數(shù)據(jù)較正常情況下多得多。因而,除了考慮刷新速度外,還要考慮能夠快速及時傳送大量故障數(shù)據(jù)的問題。同時,還需考慮今后發(fā)展的需要,今后發(fā)展可能不僅要傳送數(shù)據(jù),還要傳送現(xiàn)場實時圖象等。
(三)通信的雙向性
對主站來說,不僅向終端下發(fā)控制命令,也需接收終端上傳的數(shù)據(jù)。配電自動化系統(tǒng)中的各項功能均要求雙向通信,如故障區(qū)段隔離和恢復(fù)正常區(qū)域供電的功能,遠方的FTU必須能向主站上報故障信息以供主站確定故障區(qū)段,主站必須再向FTU下達控制命令,才能實現(xiàn)故障區(qū)段隔離和恢復(fù)非故障線路的正常供電。因而,配電自動化系統(tǒng)各層次之間的通信是雙向的,通信系統(tǒng)必須具有雙向通信的能力。
(四)通信的靈活性
配電自動化系統(tǒng)中的通信系統(tǒng)點多面廣,規(guī)模龐大,這就要求通信設(shè)備具有較強的靈活性,選擇標準的通信設(shè)備,便于安裝、調(diào)試、運行和維護。通常采用多種通信方式相結(jié)合,需要盡可能地簡化系統(tǒng)的使用與維護,選擇標準的通信協(xié)議,提高系統(tǒng)的兼容性和靈活性。
三、配電網(wǎng)自動化的通信方式
(一)有線通信方式
1、光纖通信
光纖通信是以光波作為信息載體,以光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的先進通信手段。與其他通信手段相比,光纖通信具有以下優(yōu)點:
(1)傳輸頻帶很寬,通信容量大。
(2)傳輸?shù)乃p小,適合長距離的數(shù)據(jù)傳輸。
(3)體積小,重量輕,敷設(shè)方便。
(4)輸入與輸出間有電隔離,不怕電磁干擾。
(5)保密性好,無漏信號和串音干擾。
(6)抗腐蝕和抗酸堿,光纜可直埋地下。
目前,光纖通信技術(shù)已經(jīng)成熟,隨著光纖技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)成本的不斷下降,光纜的性價比將繼續(xù)提高。因此,在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中,作為通信干道,光纖通信將被廣泛采用。
2、配電線載波
配電線載波通信是以6- 10KV 配電線路為傳輸信道,采用FSK 和調(diào)頻技術(shù)相結(jié)合的調(diào)制方式,應(yīng)用先進的 DSP 數(shù)字信號處理技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)話同傳的通信方式。其特點是:
(1)實施方便。由于傳輸介質(zhì)為配電線路,因此電力線路設(shè)備到什么地方,通信就可以到什么地方,無需額外的通信線路。
(2)組網(wǎng)靈活。利用現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò)作為通信信道,以變電站為中心形成一個子網(wǎng),并由多個子網(wǎng)構(gòu)成一個完整的電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
(3)具有開放透明的通信網(wǎng)絡(luò),能夠與任何具有標準通信接口( 如 RS-232、RS- 485)的監(jiān)控終端設(shè)備相連。
(4)監(jiān)控節(jié)點的電氣連接同樣確保了該節(jié)點的通信連接,在配電主站內(nèi)可隨時和任一節(jié)點實時通信。
(二)無線通信方式
1、GSM的 GPRS 技術(shù)
中國移動 GPRS 是在現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)上開通的一種新型無線分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。GPRS 技術(shù)用于配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信的優(yōu)點包括:
(1)接入快
數(shù)據(jù)終端一通電開機就能夠附著到GPRS 網(wǎng)絡(luò)上,一旦有接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的要求可以立即收發(fā)。
(2)頻率資源利用率高
GPRS 系統(tǒng)在無線資源分配上采用動態(tài)信道分配方式,僅在真正發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時才占用物理信道資源,大大提高了頻率資源的利用率。
(3)通信速率高
它采用異步傳輸方式,同時每個數(shù)據(jù)包會自動選擇最優(yōu)的途徑來傳送,在理論上可以達到 9.05- 171.2kbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率。
(4)成本低
利用公網(wǎng),不需要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)及運行維護,按流量計費。
(5)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面寬。
GPRS 網(wǎng)絡(luò)是在 GSM系統(tǒng)上承載和建設(shè)的,完全能夠覆蓋配電網(wǎng)自動化終端及其管理中心站。
(6)安全性高
鑒權(quán)的主體是SIM卡,SIM卡的設(shè)計使它很難被復(fù)制或偽造。
2、3G通信
3G通信系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動媒體業(yè)務(wù),對于靜止狀態(tài)數(shù)據(jù),其傳輸速率可以達到2Mbps,能滿足省級和地調(diào)數(shù)據(jù)網(wǎng)主要生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸需要。但除主要生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)外,電力系統(tǒng)更大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是管理信息,隨著管理向現(xiàn)代化和信息化方向快速發(fā)展,這類信息還會大量增加,故3G仍不能取代電力通信專網(wǎng),更適合作為一種備用通信方式。
3、WIMAX通信
WIMAX技術(shù)采用在城域網(wǎng)范圍內(nèi)一點對多點進行無線接入方式,可以提高距離最遠至50km的無線信號傳輸,最大帶寬為75Mbit/s,具備QoS保證能力,在不同距離上可調(diào)節(jié)帶寬分配,滿足多種不同帶寬的應(yīng)用要求。但其技術(shù)與設(shè)備的成熟度還難以與現(xiàn)有無線公網(wǎng)技術(shù)相比。如果這項技術(shù)將來發(fā)展成熟,將成為配電網(wǎng)通信最佳的通信方式。
四、配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信方式選擇
各種通信方式均有其優(yōu)缺點,根據(jù)不同通信方式的特點,結(jié)合具體配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)實條件,合理選擇,最大限度地利用各種有利條件,是建設(shè)優(yōu)良配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的前提條件?;旌贤ㄐ欧绞绞禽^好的選擇,能以比較經(jīng)濟的方式滿足配電網(wǎng)的具體要求,不同層次采用不同的通信方式。選擇方式如下:
根據(jù)配電網(wǎng)自動化通信網(wǎng)所采用的分層架構(gòu),即主干通道與分支通道的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),主干道宜采用光纖、無線擴頻、數(shù)字微波等方式與主站通信;分支則選用有線、配電線載波、現(xiàn)場總線、無線、電話線等方式通信。
對于開閉所、開關(guān)站、柱上斷路器等需要實現(xiàn)“遙控”功能的重點站點,建議首先選擇光纖網(wǎng)絡(luò)通信方式,在光纜不能達到的區(qū)域,可以采用配電線載波通信方式作為補充。
對于桿變、箱變等不需要實現(xiàn)遙控功能的站點,首選光纖網(wǎng)絡(luò)通信方式,在光纜不易鋪設(shè)或光纜鋪設(shè)成本過大的區(qū)域,可以采用無線(專網(wǎng)、公網(wǎng))通信方式作為補充,應(yīng)用時應(yīng)該符合電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定的要求。
根據(jù)不同站點實現(xiàn)一遙、二遙、三遙業(yè)務(wù)的差異,選擇不同的通信方式。一遙站點采用成本最低的無線通信,二遙、三遙站點采用光纖或電力載波通信。
五、結(jié)語
綜上,隨著電網(wǎng)的發(fā)展,如何解決電網(wǎng)安全運行、提高供電可靠性、保障供用電是電力系統(tǒng)急需解決的問題。因此,要實現(xiàn)配網(wǎng)自動化必須解決好通信的問題,就要選擇可靠的通信系統(tǒng),這樣才能保證配電自動化系統(tǒng)的正常運行。
參考文獻:
[1]李題印,劉永勝,包拯民.新型配網(wǎng)自動化通信方式[J].農(nóng)村電氣化,2011.4.