电力通信技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

1、电力线载波通信

电力线载波通信是电力系统传统的特有通信方式。它以输电线路为传输通道，具有通道可靠性高、投资少见效快、与电网建设同步等电力部门得天独厚的优点，曾经是电力通信的主要方式。

利用载波机将低频话音信号调制成40KHz以上的高频信号，通过专门的结合设备耦合到电力线上，信号会沿电力线传输，到达对方终端后，再采用滤波器很容易将高频信号和工频信号分开；而对应于40KHz以上的谐波电流，是50Hz工频电流的800次以上谐波，其幅值已相当小，对话音信号的干扰已减至可以接受的程度。这样，利用电力线既传送电力电流，又传送高频载波信号，称电力线的复用。

除此之外，电力线载波通信中还有利用电力线路架空地线传送载波信号的绝缘地线载波等。与普通电力线载波比较，绝缘地线载波不受线路停电检修或输电线路发生接地故障的影响，而且地线处于绝缘状态可减少大量电能损耗。

2、光纤通信

由于光纤通信具有抗电磁干扰能力强、传输容量大、频带宽、传输衰耗小等诸多优点，它一问世便首先在电力部门得以应用并迅速发展。除普通光纤外，一些专用于电力系统的特种光纤也在电力通信中大量使用：

1）地线复合光缆（OPGW），即架空地线内含光纤。这种光缆使用可靠，不需维护，但一性次投资价格较高，适用于新建线路或旧线路更换地线时使用。

2）地线缠绕光缆（GWWOP），是用专用机械把光缆缠绕在架空地线上。这种光纤芯数少，容易折断（枪击、啄木鸟害等），经济，简易，也具有较高的可靠性。

3）无金属自承式光缆（ADSS）。这种光缆可以提供数量大的光纤芯数，安装费用比OPGW低，一般不需停电施工，还能避免雷击。因为它与电力线路无关，光缆重量轻，价格适中，安装和维护都比较方便，仅容易产生电腐蚀。

4）其它。如相线复合光缆（OPPC）、金属艳装自承式光缆（MASS）等等。

电力特殊光缆受外力破坏的可能性小，可靠性高，虽然其本身造价相对较高，但施工建设成本较低。经过十多年的发展，电力特殊光缆制造及工程设计已经成熟，特别是OPGW和ADSS技术，在国内电力特殊光缆已经开始大规模的应用，如三峡工程中的长距离主干OPGW光缆线路等。其次体现在本地传输方面，城市内电力系统的杆路、河道资源也可以为通信服务。特种光纤依托于电力系统自己的线路资源，避免了在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾和纠葛，有很大的主动权和灵活性。

3、微波通信

在光纤通信发展成熟前，微波通信曾做为远距离传输的主要手段得以大力发展，目前微波通信在我国电力通信传输网中仍居主导地位，但其发展速度正在减缓，作用也开始由主网速渐向配网、备用网转变；各地方小网还有很多一点多址小微波组成地区网。

4、无线通信

无线通信主要用于农电通信及电力施工检修、城市集群、寻呼等。

5、其它

电力通信网中还有传统的明线电话、音频电缆及新兴的扩频通信等方式。

第二节 产品工艺特点或流程

和公用通信网及其它专网相比，电力系统通信有如下特点：

1、要求有较高的可靠性和灵活性

电力对人们的生产生活及国民经济有着重大的影响，电力供应的安全稳定是电力工作的重中之重；而电力生产的不容间断性和运行状态变化的突然性，要求电力通信有高度的可靠性和灵活性。

2、传输信息量少但种类复杂、实时性强

电力系统通信所传输的信息有话音信号、远动信号、继电保护信号、电力负荷监测信息、计算机信息及其它数字信息、图象信息等，信息量一般都较少，但一般都要求有很强的实时性。目前一座110KV普通变电站，正常情况下只需要一到二路600-1200Bd的远动信号，一到二路调度电话和行政电话。

3、具有很大的耐“冲击”性

当电力系统发生事故时，在事故发生及波及的发电厂、变电站通信业务量会骤增，通信的网络结构、传输通道的配置应能承受这种冲击；在发生重大自然灾害时，各种应急、备用通信手段应能充分发挥作用。

4、网络结构复杂

电力系统通信网中有着种类繁多的通信手段和各种不同性质的设备、机型，它们通过不同的接口方式和不同的转接方式，如用户线延伸、中继线传输、电力线载波设备与光纤、微波等设备的转接及其它同类、不同类通信设备的转接等，构成了电力系统复杂的通信网络结构。

5、通信范围点多面广

除发电厂、供电局等通信集中的地方外，供电区内所有的变电站、电管所也都是电力通信服务的对象。很多变电站地处偏远，通信设备的维护半径通常达上百公里。

6、无人值守机房居多

通信点的分散性、业务量少等特点决定了电力通信各站点不可能都设通信值班。事实上除中心枢纽通信站外，大多数站点都是无人值守。这一方面减少了费用开支，另一方面又给设备的维护维修带来了诸多不便。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

电力通信网未来的发展方向是，在传输手段上由以数字微波为主转为以光缆为主；电力通信网将建设成多媒体、多业务、宽带化、综合化信息通信网络平台，满足电力系统对电力通信实时性、准确性、可靠性的特殊要求。

未来光纤通信技术领域的主要发展热点有超高速传输系统、超大容量波分复用系统、光联网技术、新一代的光纤、IPoverSDH与IPoverOptical以及光接入网等。

1、向超高速系统的发展

从过去20多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。现在商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了2000倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不但增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。现在10Gbps系统已开始大批量装备网络，全世界安装的终端和中继器已超过5000个，主要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。我国也将在近期开始现场试验。需要注意的是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已敷设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的需要，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。

2、向超大容量WDM系统的演进

波分复用系统发展十分迅速。假如认为1995年是起飞年的话，其全球销售额仅仅为1亿美元，而2000年预计可超过40亿美元，2005年可达120亿美元，发展趋势之快令人惊讶。现在全球实际敷设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps（2*16*10Gbps），美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps（80*2.5Gbps）或400Gbps（40*10Gbps）。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps（13*20Gbps）。预计不久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。能够认为近2年来超大容量密集波分复用系统的发展是光纤通信发展史上的又一里程碑。不但完全研发了无穷无尽的光传输键路的容量，而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网灵活光节点的基础。

3）实现光连网——战略大方向

实用化的波分复用系统技术尽管具备巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。假如在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光的分插复用器（OADM）和光的交叉连接设备（OXC）均已在实验室研制成功，前者已投入商用。

4）新一代的光纤

近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展，而构筑具备巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，研发新型光纤已成为研发下一代网络基础设施的重要组成部分。现在，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤（G.655光纤）和无水吸收峰光纤（全波光纤）。

5）IPoverSDH和IPoverOptical

以IP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地支持IP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。现在，ATM和SDH均能支持IP，分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。随着千兆比特高速路由器的成熟和IP业务的大发展，IPoverSDH将会得到越来越广泛的应用。

6）解决全网瓶颈的手段——光接入网

过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都已更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络。而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的（90%以上）、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约全网进一步发展的瓶颈。现在尽管出现了一系列解决这一瓶颈问题的技术手段，如双绞线上的xDSL系统，同轴电缆上的HFC系统，宽带无线接入系统，但都只能算是一些过渡性解决方案，唯一能够根本上完全解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。无源光网络技术主要是在德国和日本受到重视。在未来的无源光网络技术中，APON将会占据越来越大的份额，成为21世纪的宽带投入技术的主要发展方向。
 

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