下面是兩篇光纖通信類技術(shù)論文，第一篇論文介紹了光纖通信式高速公路隧道供電解決方案，介紹了光纖備自投功能設(shè)計(jì)和系統(tǒng)運(yùn)行方式的識(shí)別，第二篇論文介紹了光纜光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代化通信支柱的地位非它莫屬，光纖通信技術(shù)也被稱為信息技術(shù)革命的重要標(biāo)志之一。

　　《光纖通信式高速公路隧道供電解決方案》

　　摘要高速公路的中長距離的隧道多采用隧道兩端雙電源供電方式，一端電源失電時(shí)，需要人工倒閘至隧道另一端電源供電，時(shí)效性較差且不利于實(shí)現(xiàn)無人值守。本文根據(jù)某高速公路隧道工程的實(shí)際供電情況，提出了基于光纖通信的備用電源自投方案，從而提高隧道供電的可靠性和實(shí)時(shí)性。

　　關(guān)鍵詞：高速公路;隧道供電;光纖通信;備用電源自投

　　1案例概述

　　廣東省某高速公路隧道長度約7km，隧道兩端各分布一處變電所，每個(gè)變電所設(shè)有兩個(gè)環(huán)網(wǎng)柜(G04、G05)，分別給隧道左洞、右洞供電，如圖1所示。正常運(yùn)行時(shí)，只允許一端變電所的10kV環(huán)網(wǎng)柜給隧道左洞或右洞供電，而對(duì)端(另一端)變電所的對(duì)應(yīng)的10kV環(huán)網(wǎng)柜處于熱備用狀態(tài)。兩端變電所各備有380V等級(jí)的ATS應(yīng)急發(fā)電機(jī)電源。隧道及隧道兩端變電所均有光纖互聯(lián)，并聯(lián)接至該高速公路管理中心，通過光纖通信將隧道及隧道變電站的視頻安防、電氣設(shè)備運(yùn)行等數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)方的高速公路管理中心后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。該隧道變電站運(yùn)行模式定性為無人值守、定期巡檢。鑒于用電安全考慮，當(dāng)隧道原供電變電所或環(huán)網(wǎng)柜失電時(shí)，先由應(yīng)急發(fā)電機(jī)電源給隧道就近的洞口加強(qiáng)照明燈具供電，再由人工把對(duì)端變電所對(duì)應(yīng)的環(huán)網(wǎng)柜合上。高速公路隧道多處于山區(qū)，當(dāng)發(fā)生失電事故時(shí)，運(yùn)行人員從高速公路管理中心到隧道現(xiàn)場(chǎng)處理電源倒閘操作的響應(yīng)時(shí)間較長，至少需要幾十min以上時(shí)間;較長時(shí)間由ATS應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)電源供電，存在安全隱患，也不經(jīng)濟(jì)。從上述分析可知，該隧道供電存在的主要問題是，隧道供電電源發(fā)生故障時(shí)的備用電源切換倒閘操作時(shí)間長，不能滿足無人值守條件。針對(duì)這個(gè)問題，可以靠安裝安全自動(dòng)裝置來解決。

　　2解決方案

　　由于隧道較長，線路會(huì)將信號(hào)衰減，因此通過硬接線采集對(duì)端變電所對(duì)應(yīng)環(huán)網(wǎng)出線的二次側(cè)電流、電壓及開關(guān)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)備用電源自投的方法是不可取的。文獻(xiàn)[2]中對(duì)采用TCP/IP、GPRS和光纖通信作為遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)傳輸作了論述分析。光纖通信是解決變電站之間傳輸控制數(shù)據(jù)信息的優(yōu)良手段。如圖2所示，在兩端變電所環(huán)網(wǎng)柜上各加裝一臺(tái)光纖備用電源自投裝置(簡稱備自投)，隧道工程已建有光纖設(shè)施，且纖芯為12芯，有充足的光纖通道資源，故采取合用現(xiàn)有光纜的專用纖芯方式，通過光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，實(shí)現(xiàn)兩端數(shù)據(jù)交互，由兩端備自投裝置實(shí)現(xiàn)虛擬硬件電氣互鎖和備用電源自投等智能操作，操作實(shí)時(shí)性高、安全性好。

　　3光纖備自投功能設(shè)計(jì)

　　備自投裝置采集母線電壓、給隧道供電的環(huán)網(wǎng)柜出線電流、環(huán)網(wǎng)柜斷路器的雙點(diǎn)(斷路器的輔助常開觸點(diǎn)和輔助常閉觸點(diǎn)，以下相同)位置狀態(tài)、洞內(nèi)電纜帶電狀態(tài)(通過電壓取樣或表征帶電的狀態(tài)信號(hào))以及外部閉鎖備自投信號(hào)等，并把數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳輸至隧道對(duì)端備自投裝置。備自投裝置結(jié)合兩端的電流、電壓、開關(guān)狀態(tài)等信息進(jìn)行綜合判斷。自投動(dòng)作采用母線失壓、洞口電纜無電壓、無電流判據(jù)。正常工作僅有一端環(huán)網(wǎng)柜處于工作狀態(tài)，兩端環(huán)網(wǎng)柜運(yùn)行方式為互備或主備模式。在主備模式下，主供柜可選Ⅰ號(hào)環(huán)網(wǎng)柜(A變電所環(huán)網(wǎng)柜)或Ⅱ號(hào)環(huán)網(wǎng)柜(B變電所環(huán)網(wǎng)柜)。環(huán)網(wǎng)柜是否有電通過采集母線PT(電壓互感器)電壓判斷。分布于隧道兩端的備自投裝置，硬件、軟件完全相同，其中一臺(tái)做主機(jī)，另一臺(tái)做從機(jī);主、從設(shè)置通過人機(jī)接口來設(shè)定。主機(jī)與從機(jī)每隔20ms交換一次實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)幀，分別將各自的電流、電壓、開入量狀態(tài)等傳輸至對(duì)端。數(shù)據(jù)幀格式見表1。數(shù)據(jù)交換由主機(jī)發(fā)起，從機(jī)應(yīng)答。備自投動(dòng)作邏輯由主機(jī)來實(shí)現(xiàn)，從機(jī)依據(jù)主機(jī)的遠(yuǎn)控指令完成本端斷路器的分、合閘操作。光纖備自投裝置實(shí)現(xiàn)的主要功能如下。

　　3.1系統(tǒng)運(yùn)行方式的識(shí)別

　　1)Ⅰ柜正常工作運(yùn)行方式。Ⅰ柜帶隧道內(nèi)高壓電纜獨(dú)立運(yùn)行，Ⅱ柜熱備用。(1)兩端環(huán)網(wǎng)柜的母線電壓均正常(PT電壓正常)。(2)Ⅰ柜斷路器在合閘位置，Ⅱ柜在分閘位置(通過斷路器雙點(diǎn)位置來判斷)。2)Ⅱ柜正常工作運(yùn)行方式。Ⅱ柜帶隧道內(nèi)高壓電纜獨(dú)立運(yùn)行，Ⅰ柜熱備用。(1)兩端環(huán)網(wǎng)柜的母線電壓均正常(PT電壓正常)。(2)Ⅱ柜斷路器在合閘位置，I柜在分閘位置(通過斷路器雙點(diǎn)位置來判斷)。

　　3.2備用電源自動(dòng)投入

　　1)互備模式在Ⅰ柜正常工作運(yùn)行狀態(tài)或Ⅱ柜正常工作運(yùn)行狀態(tài)下，工作柜失電欠流、失壓、洞內(nèi)電纜失壓，而且備用柜電壓正常，工作柜上的備自投裝置經(jīng)T1跳閘延時(shí)對(duì)失電工作柜發(fā)跳閘命令，確認(rèn)失電的工作柜斷路器跳開后，備用柜上的備自投裝置經(jīng)T2合閘延時(shí)對(duì)備用柜斷路器發(fā)合閘命令，原備用柜變?yōu)榱斯ぷ鞴瘛Ｈ绻щ姷墓ぷ鞴駭嗦菲鳑]有跳開，就不會(huì)合備用柜斷路器。2)主備模式(1)自投動(dòng)作過程：在主供柜正常工作運(yùn)行狀態(tài)，主供柜失電欠流、失壓，洞內(nèi)電纜失壓，而且備用柜電壓正常，經(jīng)T1跳閘延時(shí)對(duì)失電主柜發(fā)跳閘命令，確認(rèn)失電的工作柜斷路器跳開后，經(jīng)T2合閘延時(shí)對(duì)備用柜斷路器發(fā)合閘命令，然后備用柜帶隧道電纜運(yùn)行。如果失電的主供柜斷路器沒有跳開，就不會(huì)合備用柜斷路器。(2)自復(fù)動(dòng)作過程：處于備用柜工作狀態(tài)時(shí)，在主供柜電壓恢復(fù)后，備自投將經(jīng)T3延時(shí)確認(rèn)后，經(jīng)T1跳閘延時(shí)跳備用柜，確認(rèn)備用柜斷路器跳開后，經(jīng)T2合閘延時(shí)對(duì)主柜斷路器發(fā)合閘命令，然后恢復(fù)主柜帶隧道電纜運(yùn)行，即自復(fù)功能。如果備用柜斷路器沒有跳開，就不會(huì)合主供柜斷路器。(3)緊急自復(fù)動(dòng)作過程：處于備用柜工作、主供柜有壓狀態(tài)時(shí)，備用柜失電、無壓無流，洞內(nèi)電纜失壓，經(jīng)T1跳閘延時(shí)跳備用柜，確認(rèn)備用柜斷路器跳開后，經(jīng)T2合閘延時(shí)對(duì)主供柜斷路器發(fā)合閘命令，主供柜帶隧道電纜運(yùn)行。如果備用柜斷路器沒有跳開，就不會(huì)合主供柜斷路器。(4)在運(yùn)行過程中如主供柜已拉開，而備供柜無法合上時(shí)(排除閉鎖條件滿足情況)，在檢測(cè)到主供柜恢復(fù)送電后，會(huì)經(jīng)T4延時(shí)自動(dòng)合上主供柜開關(guān)。T1、T2、T3、T4延時(shí)可以通過備自投裝置面板人機(jī)接口操作來設(shè)定，設(shè)定范圍0.2s～60min。

　　3.3備自投閉鎖

　　備自投功能可通過控制字選擇經(jīng)由外部接點(diǎn)閉鎖、洞內(nèi)電纜過流閉鎖、PT斷線閉鎖等;光纖通信中斷時(shí)將閉鎖備自投。一旦閉鎖條件滿足，備自投功能就將處于退出運(yùn)行狀態(tài)。剛動(dòng)作完一次后，備自投自行退出或進(jìn)入備用運(yùn)行方式，只有再次滿足正常運(yùn)行條件15s后，才再進(jìn)入的正常運(yùn)行狀態(tài)。

　　4結(jié)論

　　方案采用了斷路器位置雙點(diǎn)(常開、常閉)狀態(tài)判斷，加上母線電壓判斷、環(huán)網(wǎng)柜電流判斷、洞口高壓電纜有電狀態(tài)檢測(cè)，兩端數(shù)據(jù)交互后，能清晰無誤地判斷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，多重條件判定，使得裝置不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)的情況。在出現(xiàn)光纖通信中斷或PT斷線或狀態(tài)檢測(cè)斷線時(shí)，最壞的情況是備自投裝置處于閉鎖而拒動(dòng)，這種情況下可由人工操作來完成電源切換。方案以光纖通信式備用電源自投解決了中長距離隧道的雙端電源供電切換問題，最快可在500ms內(nèi)就地實(shí)現(xiàn)備用電源切換，解決了山區(qū)隧道供電需要人工倒閘操作的問題，提高了隧道供電的安全性、可靠性和實(shí)時(shí)性，在隧道供電應(yīng)用上具有很好的實(shí)用性。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]谷昕.利用光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸繼電保護(hù)信號(hào)[J].電力系統(tǒng)通信,2004,25(7):34-37.

　　[2]唐海軍.基于光纖通信的遠(yuǎn)方備自投設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].繼電器,2006,34(4):80-82,85.

　　[3]侯文凱,蔣漢貴.高速公路隧道環(huán)網(wǎng)供電解決方案[J].電工技術(shù),2013,10(10):79-81.

　　作者：李才勇 劉宏 單位：珠海市恒瑞電力科技有限公司

　　《光纜光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)》

　　【摘要】光纜通信在我國使用的時(shí)期較長，其使用歷史為20多年。這20年也就是光纜通信技術(shù)在我國的發(fā)展時(shí)期。光纖通信優(yōu)點(diǎn)較多，損耗低是它的主要優(yōu)點(diǎn)之一，傳輸頻帶寬與容量大也是它的優(yōu)點(diǎn)，且因?yàn)槠潴w積小和重量輕，方便了對(duì)它的接入工作，還有其具有抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，因此被眾人所喜愛。光纖通信技術(shù)具有較快的發(fā)展前景。

　　【關(guān)鍵詞】光纜光纖通信技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

　　1引言

　　當(dāng)前，光纖通信技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中具有良好的發(fā)展空間，被譽(yù)為最有前途的通信技術(shù)之一，如今，信息量如天上繁星不可勝數(shù)且復(fù)雜多變，光纖通信技術(shù)已被人們當(dāng)成主要的傳輸媒介，對(duì)于信息網(wǎng)架構(gòu)的整體面貌具有深刻的影響。光纖通信技術(shù)在當(dāng)今信息社會(huì)發(fā)揮無比倫比的作用，前程似錦。本文主要對(duì)光纖通信在我國發(fā)展的現(xiàn)狀及其具體的發(fā)展趨勢(shì)做具體闡述[1]。

　　2光纖通信的概況

　　提出具有低損耗特點(diǎn)的光纖能夠被應(yīng)用于通信領(lǐng)域中，從而由此打開光纖通信領(lǐng)域的大門的時(shí)間是1966年，美籍華人高餛與霍克哈姆對(duì)此發(fā)表論文，由此光纖通信技術(shù)越來越被人們所重視。光纖通信技術(shù)的開始階段是在1970年，美國康寧公司首次研制出光纖，其損耗為20dB/km。光纖通信的載波是1014Hz的光波，傳輸媒質(zhì)為光纖。光纖通信因?yàn)樗哂械蛽p耗和傳輸頻帶寬以及容量大的優(yōu)點(diǎn)，而且其具有體積小和重量輕以及抗電磁干擾強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此被眾人所喜愛。

　　3光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

　　3.1波分復(fù)用技術(shù)

　　以能獲得較多的寬帶資源為目標(biāo)，波分復(fù)用技術(shù)通過對(duì)單模光纖低損耗區(qū)進(jìn)行充分利用，最終效果明顯。光纖的低損耗窗口具有多個(gè)信道，它的劃分是根據(jù)每一信道光波的波長來達(dá)到劃分的目的。光波是信號(hào)的載波，在發(fā)送端應(yīng)用合波器的方式來合并規(guī)格各異的信號(hào)光載波，一根光纖中就合并規(guī)格各異的信號(hào)光載波，以這種方式進(jìn)行信號(hào)傳輸。在接收端口，應(yīng)用分波器對(duì)其進(jìn)行區(qū)分，由一根光纖變?yōu)槎喔饫w。除了在光纖非線性時(shí)的情況下，因?yàn)椴煌ㄩL的光載波信號(hào)可以當(dāng)作是相互獨(dú)立單獨(dú)存在的個(gè)體，因而一根光纖中能夠?qū)崿F(xiàn)多渠道光信號(hào)的復(fù)用傳輸?shù)哪康摹?/p>

　　3.2光纖接入技術(shù)

　　光纖接人網(wǎng)技術(shù)，其意義和價(jià)值非常重大，它也被稱為信息高速公路的“最后一公里”。如果要達(dá)到信息高速傳輸，且要滿足更多受眾需求的目的，其寬帶具有主干傳輸網(wǎng)絡(luò)是重要環(huán)節(jié)，但用戶接人部分更是關(guān)鍵的部分。光纖接人網(wǎng)技術(shù)，其信息傳輸達(dá)到高速化。在光纖寬帶接入過程中，因光纖到達(dá)不同的位置，其應(yīng)用也有很多種類，例如FTTB、FTTC和FTTCab以及FTTH等應(yīng)用。這些應(yīng)用被稱作為FTTx。光纖到戶，其簡稱為FTTH，F(xiàn)TTH是光纖寬帶接入的最終方式。FTTH提供全光的接入，所以，對(duì)光纖的寬帶特性加以充分利用，從而滿足受眾不受限制的帶寬要求，對(duì)于寬帶接入的需求也可以充分滿足。當(dāng)前，國內(nèi)可以向受眾提供FE或GE兩種寬帶，它可以很好地滿足大中型企業(yè)用戶。因此，這種接入方式比較理想[3]。

　　4光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于光纖通信的要求也越來越高，其超高速度和超大容量以及超長距離傳輸就是人們對(duì)光纖通信技術(shù)所追求的具體目標(biāo)，全光網(wǎng)絡(luò)更是人們所持之以恒追求的目標(biāo)。

　　1)傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)能夠滿足超大容量與超長距離傳輸?shù)囊螅瑢?duì)于光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量具有巨大的提高，在將來的跨海光傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用前景更加廣闊。這些年，波分復(fù)用系統(tǒng)取得了較快的發(fā)展，當(dāng)前的1.6Tbit/WDM系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在商用領(lǐng)域，在此過程中全光傳輸距離擴(kuò)展幅度也較高。提升傳輸容量，采取光時(shí)分復(fù)用，也是應(yīng)用OTDM技術(shù)的一種很好的辦法，與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)。這種方式可以明顯提高傳輸容量，而且這種方法合理科學(xué)。以提高單信道速率的理念，提高傳輸容量，這種理念與現(xiàn)實(shí)相符，這同時(shí)也是OTDM技術(shù)的主要內(nèi)容，OTDM技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率較普通速率高達(dá)640Gbit/s。

　　2)單通過OTDM與WDM對(duì)光通信系統(tǒng)的容量提高，傳輸容量畢竟有限，另外一種方式是對(duì)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用，最終對(duì)傳輸容量會(huì)有較大幅度的提高。應(yīng)用偏振復(fù)用，簡稱為PDM技術(shù)，其對(duì)于減弱相鄰信道的相互作用所取得的效果顯著，見效快。主要是因?yàn)樵诔咚偻ㄐ畔到y(tǒng)的基礎(chǔ)上，歸零(RZ)編碼信號(hào)沒有較大的占用空間，其對(duì)于色散管理分布的要求在一定程度上會(huì)有所降低，而且在對(duì)光纖的非線性情況下，光纖的偏振模色散中，RZ編碼方式具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，所以，超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)所使用的傳輸方式一般都是RZ編碼。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)在系統(tǒng)本身就可以找到需要解決的關(guān)鍵技術(shù)[4]。

　　3)光孤子通信。光孤子與其他光脈沖相比較，它的存在較為特殊，例如ps數(shù)量級(jí)的超短光脈沖就是較為特殊的例子。光纖的反常色散區(qū)，光孤子就存在這種區(qū)域之中，群速度色散和非線性效應(yīng)互相平衡，光纖進(jìn)行傳輸時(shí)需要長距離傳輸，波形與速度沒有變化。光孤子通信技術(shù)，對(duì)光孤子加以利用，把光孤子作為載體，通信過程中可以實(shí)現(xiàn)長距離無畸變的通信，如果其在零誤碼的狀況下，其傳輸?shù)男畔⒕嚯x非常遙遠(yuǎn)。

　　4)全光網(wǎng)絡(luò)。它是人們一直所追求的信號(hào)傳輸方式，它所要解決的技術(shù)問題是以光節(jié)點(diǎn)來代替電節(jié)點(diǎn)。可想而知，其節(jié)點(diǎn)之間也是全光化的，信息在進(jìn)行傳輸時(shí)，信號(hào)在進(jìn)行互相交換時(shí)，在運(yùn)行的過程中它是以光的形式在進(jìn)行的，用戶應(yīng)用交換機(jī)對(duì)信息進(jìn)行處理操作的過程中，按比特運(yùn)行的這種方式已不存在全光網(wǎng)絡(luò)中，它的路由是由波長所決定的。在傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)間以全光化的形式存在，雖然已被實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處卻一直采用電器件，對(duì)于當(dāng)前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康睦^續(xù)提高有所限制，因此如何實(shí)現(xiàn)真正的全光網(wǎng)越來越被人們所關(guān)注。

　　5結(jié)束語

　　光通信技術(shù)對(duì)于信息技術(shù)具有支柱性作用，雖然在發(fā)展路程中會(huì)有許多難走的路，但它是通信領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來看，光纖通信更是將來通信領(lǐng)域的王者。人們所追求的全光網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)的腳步也會(huì)越來越近。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]于虹霞.光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].黑龍江科技信息,2012(8):107.

　　[2]劉贊娟.淺析我國光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技信息,2012(6):276-277.

　　作者：楊健 單位：廣州南沙信息港有限公司

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