時間:2023-06-05 10:15:50
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光纖通訊原理,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
近年來,信息技術的飛速發展,對信息的傳輸速率和傳輸穩定性的要求也要求也越來越高,傳統通訊技術已經遇到瓶頸,很難達到人們對通訊速率和穩定性的需要,所以新型的光纖網絡通訊技術逐步取代了傳統的通訊技術。光纖網絡憑借其特有的優點發展逐步壯大,逐漸成為了現在主要的有線通訊技術之一,確保了通訊的穩定性和高效性。
1 簡析光纖網絡
1.1 光纖網絡技術的定義
光纖網絡技術是利用了光的全放射原理。光從光密介質進入光疏介質時,如果入射角大于或等于折射角,此時光在介質的接觸面上只會發生反射不會發生折射,光的波長和能量不發生變化。在光纖網絡技術中,其傳輸介質多使用玻璃或樹脂制成的纖維進行光的傳播,這些介質就叫做光纖。人們先把原有的電信號轉化成對應的光信號在光纖中進行傳播,在接收到光信號后再把光信號解析成對應的電信號從而得到所需的信息。由于光的傳播速度非???,發生全反射時能量損失非常小,且不會受到各種電磁波的干擾,所以光纖網絡技術具有高效、穩定的特點。
1.2 光纖網絡技術的主要硬件構成
光纖網絡技術涉及到一些列電子和光學的內容,其支撐構件也非常多,如光電信號轉換裝置、光纖、光信號的發射器、光信號接收器以及中繼器等。光信號的發射器和接收器分別位于光纖的兩端,用于發射光信號和接收光信號,同時接收器往往還會附帶信號放大的和信號檢測的作用便于還原光信號。光纖就是光信號的傳播介質,類似于傳統通訊技術中的雙絞線之類。光電信號轉換裝置的作用就是進行光電信號的互相轉化以便接收端和發射端可以識別。這些硬件的有機結合形成了光纖網絡,而其技術原理基礎就是我們說到的光纖網絡技術。當前最主要的有線通訊技術就是上述提到的光纖網絡技術。
2 光纖網絡技術在通訊工程技術中的應用現狀
據調查顯示,目前我國累計鋪設光纜線路已有四百多萬千米,光纖的累計使用量已經達到了八千多萬公里。光纖通訊的發展也經歷了一定的歷史,從最初的單模光纖到后來的各種多模光纖,尤其是本世紀以來多模光纖的信息傳輸量飛速提升,各相關企業紛紛參與開發研制新型高速光纖,光纖網絡技術以其頻帶寬、傳輸容量大、損耗小、準確性高、體積小、重量輕、剛干擾性強等獨特的優勢被廣泛應用于通訊工程技術中。
3 優勢介紹
3.1 抗電磁干擾性能強
隨著各種無線信息傳遞技術的發展和使用,環境中存在各種各樣的電磁波,傳統依靠電流電壓信號進行信息傳遞的方式往往容易受到電磁波的干擾,從而使得信號質量不佳,由此需要配套的進行加裝一些防止電磁波干擾的設備,這樣以來,一方面增加了設備的成本投入,更重要的是難以很好地隔離掉各種各樣的干擾源,信號傳輸質量并不太理想。而光纖網絡使用光信號進行信息傳遞,一般不會受到電磁場的影響,所以抗干擾性能強。
3.2 損耗低、中軸距離長且誤碼率低
電信號衰減一直是電信號傳遞技術中的一個極大難題,隨著傳輸距離的增加其衰減程度不斷增加,要解決這個問題必須在中途設立信號放大增強設備,這些設備資金的投入非常高,使得信號傳播的成本居高不下。而光纖技術因為使用了光的全反射技術,且光纖介質的信號吸收率極地,所以其衰減系數非常之小,目前已經達到了0.25db/Km以下,其中軸距離可達到100km以上,這使得成本較傳統通訊技術有了巨大的縮減。
3.3 泄露小、保密性高
光纖以介質纖維為傳播通道,外層設有多層保護材料,且其利用光的全反射原理不可以像傳統電信號一樣使用并聯的方式讀取信號,必須切斷光纖才能讀取信號,而切斷以后通信也會隨之中斷,很容易收到反饋,從而保證信息不被泄露。所以說光纖網絡通信具有很好的保密性能。
4 重點技術介紹
4.1 網絡基站
網絡基站是光纖通訊工程的中心工程和信息交換樞紐。光纖網絡通信系統由各種各樣的用戶終端和網絡基站以及傳輸光纖組成。網絡基站的作用是將各終端設備的信號進行收集處理并加密后發送對應反饋信息。其在整個通訊系統中處于中樞地位,是通訊系統的核心。
4.2 復用技術
復用技術就是把盡可能多的信息壓縮在同一根光纖上進行傳遞。其通過波形、頻率等的復用極大的優化了信息傳遞的速度,是信息高速傳遞的保障。
4.3 色散處理技術
雖然光纖信號的中軸距離較長,但長距離傳輸后信號還是會有一定的衰減,也會存在一定的誤碼率。所以,色散處理技術對保證光纖傳輸的可靠性有著重要的作用。該技術可以很大程度上降低光信號的衰減,從而保證長距離傳輸的速率和穩定性。
5 應用前景
5.1 光纖入戶
光纖的傳輸速度極快,民用的入戶光纖往往都可以達到百兆,這使得從網絡主干到用戶終端的全程都得以體驗到光纖通訊的高速性。隨著光纖網絡的普及,光纖入戶的成本也逐步降低。目前,我國除偏遠山區外基本都已達到光纖入戶,相信“光纖中國”的目標已經越來越近。
5.2 發展全光網絡
所謂全光網絡,就是指在網絡主干的運營部位全部使用光節點,把傳統的電節點逐步淘汰,從而使得信息在全網的傳遞中都能保持極高的速率。雖然目前我國的還沒有實現這一目標,但這必然是未來的發展趨勢,其簡單、快捷、高效的運營模式具有無限的潛力。
6 總結
光纖網絡是新時代科技進步的優秀成果,其獨有的特點為代替傳統的有線通訊工程建立了良好的基礎,隨著科技的不斷發展光纖網絡的優勢將更加明顯的體現,光纖網絡通訊技術必將逐步替代傳統通訊技術。
參考文獻
[1]陳丹.通訊工程技術中的光纖網絡應用[J].硅谷,2014(20):98+76.
關鍵詞:光纖通訊技術;優勢;分類
所謂的光導纖維通信是指通過利用光導纖維的方式,發射出信息數據傳輸信號,是一種常見的通訊方式,我們一般將其稱之為光纖通訊,這種光纖通信方式不僅能夠快速的將信息數據傳輸給接收端,還能充分保證信息數據的安全穩定性,對于通訊行業的生存和發展有著重要的影響。然而,我國目前光纖通訊技術中仍舊存在很多的不足和問題,使得光纖通訊技術無法得到進一步提升。那么,本文就以光纖通訊技術為重點研究內容,對光纖通信技術的特點進行詳細分析,總結出一些自身的見解。
1. 光纖通信技術
光纖通信技術是將光作為信息數據的承載者,以光纖的方式進行數據的傳輸。并且,在整個通訊系統中,光纖通訊系統中的光波頻率大大超過了電波頻率,這時,光纜的損耗程度將會逐漸降低,從而確保數據傳輸的連續性和實用性。通常情況下,由于光纖的組成大多是以玻璃材料為主,其本身具備較強的絕緣性能,可以對接地回路問題進行有效的控制,再加之光纖通信技術能夠對數據進行嚴密的保護,從而避免了數據發生泄漏、被盜等情況。此外,光纜的直徑很小,占地面積小,很適合在一些地下管道工程中應用。
2. 光纖通信技術的優勢
(1) 頻帶極寬,通信容量大。
光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。
(2) 損耗低,中繼距離長。
目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低;若將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。
(3) 抗電磁干擾能力強。
由于光纖的原材料是一種絕緣性能較高的材料,有著很好的耐腐蝕能力,最為突出的一個特點就是光波導能夠充分抵抗其他電磁波的干擾,不會輕易受到雷電或不確定因素的影響,更是對認為的電磁干擾有一定的免疫力,形成非常牢固安全的光纜,這對于通訊系統的正常運行起到了重要的作用,在我國軍事領域中,光纖通信技術同樣受到了廣泛的應用。
(4)無串音干擾,保密性好。
電波在進行實際的傳輸過程中,由于受到其他因素的干擾,常常導致電磁波發生泄漏,使得每一個傳輸管道受到影響,很容易使數據在傳輸過程中被竊聽,造成非常嚴重的后果。但是,光纖通訊技術的出現,能夠徹底解決這一問題,這是因為光波導結構能夠及時將光信號控制在合理范圍內,其發生泄漏的射線會被光纖包皮迅速吸收,這樣就會有效防止了光波的泄漏,從而避免了其他傳輸管道出現串擾的現象,再加之光纜是處于光纖的外部,無法再對光線中的數據進行竊聽,起到了嚴密的保護作用。
3. 光纖通信技術的分類
3.1光纖光纜技術。
光纖技術的進步可以從兩個方而來說明:一是通信系統所用的光纖;二是特種光纖。早期光纖的傳輸窗口只有3個,即850nm(第一窗口) 、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近幾年相繼開發出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纖)以及s波段窗日。其別重要是無水峰的全波窗日。這些窗日開發成功的巨大意義就在于從1280nm到1625nm的廣闊的光頻范圍內,都能實現低損耗、低色散傳輸,使傳輸容量幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長。這一技術成果將帶來巨大的經濟效益。
3.2光有源器件。
我國對于光有源器件的研發給予了高度的重視與支持,也取得了非常好的成績,但是,隨著社會體制的不斷變革,越來越多新技術的出現,以往傳統的光有源器件已經無法在滿足于現代光纖通信技術的要求,這無疑會對光有源器件的活動范圍產生一定的影響。再加之超晶格結構材料與量子阱器件的完美結合,形成了一種新型的光有源器件,相關制造工藝也逐漸完善,得到了通訊行業的廣泛應用。
3.3光無源器件。
光無源器件與光有源器件同樣是不可缺少的。由于光纖接入網及全光網絡的發展,導致光無源器件的發展空前地熱門。常規的常用器件已達到一定的產業規模,品種和性能也得到了極大的擴展和改善。所謂光無源器件就是指光能量消耗型器件、其種類繁多、功能各異。早期的幾種光無源器件已商品化,其中,光纖活動連接器無論在品種和產量方面都已有相當大的規模,不僅滿足國內需要,而且有少量出口。
3.4光復用技術。
光復用技術種類很多,其中最為重要的是波分復用技術和光時分復用技術。光復用技術是當今光纖通信技術中最為活躍的一個領域,它的技術進步極大地推動光纖通信事業的發展,給傳輸技術帶來了革命性的變革。波分復用當前的商業水平是273個或更多的波長,研究水平是1022個波長,近期的潛在水平為幾千個波長,理論極限約為15000個波長。
3.5光放大技術。
光放大器的開發成功及其產業化是光纖通信技術中的一個非常重要的成果,它大大地促進了光復用技術、光孤子通信以及全光網絡的發展。顧名思義,光放大器就是放大光信號。在此之前,傳送信號的放大都是要實現光電變換及電光變換,即O/E/O變換。有了光放大器后就可白接室現光信號放大。
4. 結束語
綜上所述,我們大概對光纖通訊技術有了一個全面的掌握,在現代通訊系統中,光纖通訊技術是一種常用的通信方式,由于其具備高效率、低消耗、傳輸速度快的優點,受到了廣大用戶的青睞,不僅能夠確保數據的傳輸質量,還可以有效防止數據在傳輸過程中受到破壞,造成用戶的巨大損失,本文也具體論述了光纖通訊技術的優勢以及分類,從中我們可以看出,光纖通訊技術已經成為必然的發展趨勢,逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分。因此,要不斷加強和完善光纖通訊技術,逐步提高光纖通訊技術水平,促進光纖通訊技術長期穩定的發展。■
參考文獻
關鍵詞:電力通訊自動化設備工作模式
Abstract: according to many years' experience, the electric power communication automation equipment are analyzed; Now the power system automation communication of the rapid development of electric power communication equipment that is more and more complicated, so the electric power communication automation equipment and working models are discussed, it is extremely important.
Keywords: electric power communication automation equipment work patterns
中圖分類號:TM247 文獻標識碼:A 文章編號:
電力系統通訊自動化的迅速發展使得電力通訊設備越來越復雜,通訊線路也越來越多,這就給通訊設備管理帶來了嚴峻的挑戰。
1 電力通訊自動化設備及工作模式
1.1 微波通訊設備
當前,一場新的技術革命正在興起,微電子、計算機與通訊相結合的電子信息技術則是這場新技術革命的核心和先導,世界經濟的發展正在從工業化階段進入信息化階段,作為信息社會基礎之一的通信產業,其發展水平已成為衡量一個國家的通信技術水平,經濟現代化水平的重要標志。微波通訊具有造價低、工期短、見效快、占地面積小、易維護和不需人值守等特點,在通信行業中有特殊的地位。
目前,微波通信技術的發展主要表現如下。
(1)由模擬制向數字制方向發展。
(2)由小容量向大容量發展。
(3)通信頻率段由低頻段向高頻段發展。
(4)組網方式由人工網向自動剛發展。
1.2 光纖通訊設備
基本的光纖通信系統由數據源、光發送端、光學信道和光接收機組成。光纖通信的原理是:在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號,然后調制到激光器發出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化,并通過光纖發送出去;在接收端,檢測器收到光信號后把它變換成電信號,經解調后恢復原信息。光纖通信系統基本構成如下。
1.2.1 光發信機。
光發信機是實現電-光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于電端機的電信號對光源發出的光波進行調制,成為已調光波,然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機就是常規的電子通信設備。
1.2.2 光收信機。
光收信機是實現光-電轉換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號,經光檢測器轉變為電信號,然后,再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平,送到接收端的電端汲去。
1.2.3 光纖或光纜。
光纖或光纜構成光的傳輸通路。其功能是將發信端發出的已調光信號,經過光纖或光纜的遠距離傳輸后,耦合到收信端的光檢測器上去,完成傳送信息任務。
1.2.4 中繼器。
中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個:一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減;另一個是對波形失真的詠沖近行政性。
1.2.5 光纖連接器、耦合器等無源器件。
由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制,且光纖的拉制長度也是有限度的(如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是,光纖間的連按、光纖與光端機的連接及耦合,對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
1.3 電力載波通訊設備
電力載波通訊設備是一種在高壓輸電線上傳輸話音及非話音信號的載波終端設備。電力線載波(PLC)是電力系統特有的、基本的通信方式,電力線載波通訊是指利用現有電力線,通過載波方式將模擬或數字信號進行高速傳輸的技術。由于使用堅固可靠的電力線作為載波信號的傳輸媒介,因此具有信息傳輸穩定可靠,路由合理、可同時復用遠動信號等特點,是唯一不需要線路投資的有線通信方式。
電力線載波通訊技術可以進行模擬(語音信號)或數字信息(如:家居控制信號)雙工傳輸,可廣泛應用于家居自動化、小型辦公室、家庭辦公室通訊(互如聯網、內部信件、游戲、音頻(MP3)、視頻)等領域,具有普及效果、節省費用、安裝方便、應用廣泛等特點。作為通訊技術的一個新興應用領域,電力載波通訊技術以其誘人的前景及潛在的巨火市場而為全世界所關注,成為世界各大公司及研究單位爭相研究的熱點。
電力載波通訊設備主要有以下幾種。
(1)明線載波機。
采用明線作為傳輸媒介的載波機。傳輸線為線徑3mm的銅線。明線載波機復用頻率可達到500kHz,可傳輸40個話路。明線載波機通常采用雙帶二線制。
(2)對稱電纜載波機。
采用對稱電纜作為傳輸媒介的載波24 科技資訊SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION機。電纜為線徑0.9ram~1.2ram的高頻對稱電纜。對稱電纜載波機在通信容量、抗干擾和保密性等方面均優于明線載波機。電纜載波機大部采用單帶四線制。
(3)同軸電纜載波機。
采用同軸電纜作為傳輸媒介的載波機。鐵路通信使用的小同軸電纜,同軸管尺寸為1.2/4.4,即內導體的直徑為1.2mm,外導體內直徑4.4mm,物性阻抗為75Q,一股由60kHz開始使用。小同軸電纜載波通信采用單帶四線制。鐵路通信使用的小同軸電纜載波機有300~U960路,其增音距離分別為8km;~D4km。
1.4 數字通信設備
數字通信設備包括一個帶有混頻器的接收器并且該混頻器和一個本機頻率產生裝置相聯接;一個聯接至接收器的解調器;一個和解調器聯接的微型控制器,用來提供一個頻率偏移值,而該頻率偏移值是一個代表本機頻率產生裝置的輸出頻率的頻率值和一個代表欲選頻率的頻率值的差值;一種根據頻率偏移值來調整本機頻率產生裝置的頻率調整裝置,其特征在于,微型控制器處理頻率偏移值,使得長期頻率偏移和短期頻率偏移相分離,并且此頻率調整裝置還包括一個隨被分離出來的長期頻率偏移而不斷更新的頻率調整參考值。
[摘要]文章闡述了變電站綜合自動化系統產生故障的基本分析方法,并且進一步討論了變電站綜合自動化系統基本的處理故障的措施以及維護的主要內容,以保證電力系統的安全、平穩、經濟運行。
[關鍵詞]綜合自動化;故障;分析;處理
一、變電站綜合自動化系統故障分析方法
(1)整體分析法。變電站綜合自動化系統一般包括站控層、間隔層以及通信層三大部分。在對系統故障進行處理的時候必須清楚系統是由哪幾個部分構成的及其工作原理,每一個子部分又由包括了哪些設備,每臺設備所發揮的作用是什么。這就要求相關技術人員在工作實踐過程中進一步積累經驗,熟練掌握了系統中的所有設備的作用,從而快速判斷出某個設備失效將會對系統產生怎樣的影響,也能夠判斷當系統產生故障時是由哪個設備造成的。(2)簡單排除法。這是一種不是A就是B的判斷方法。由于自動化系統一般非常復雜,并且它還和變電站的一次、二次設備聯系緊密,因此首先通過簡單排除法判斷自動化系統中的A設備或者是B設備存在故障,還是A、B設備都存在故障,這就要求相關技術人員在工作實踐中注意積累經驗。(3)檢查電源法。一旦設備出現故障,首先需要采取整體分析法以及簡單判斷法判斷出存在故障的設備,然后對該設備的電源電壓是不是正常運行進行檢查,是不是存在線路板接觸不好、熔斷器損壞、電源電壓變化比較大等,這些都會造成設備產生故障。(4)信號追蹤法。變電站綜合自動化系統中的各種信號是無形的,必須依賴于毫伏表、電腦以及光纖檢測器等各種設備才能檢測出來,利用檢測設備能夠判斷出信號產生異常的大致位置,從而能夠采取有針對性的措施對故障進行處理。為了確保變電站綜合自動化系統持續穩定運行的,一旦產生故障必須及時進行處理。因此,變電站必須配置一定數量的備用設備。如果某臺設備產生故障而又不能及時修復的話就必須及時更換該設備,從而使得自動化系統能夠先恢復正常運行。
二、變電站綜合自動化系統故障的處理方法
(1)通訊柜電源故障。一旦變電站通訊出現中斷,首先必須對該變電站內所有通訊柜的電源指示是不是正常進行檢查,如果沒有電源指示,應當檢查送通訊柜電源的熔斷器是不是被燒斷,電源線是不是已經松動,在找到故障點之后更換熔斷器或者壓緊電源線也能夠恢復正常運行。如果通訊柜的電源電壓變化非常大,宜在通訊柜中加裝一臺穩壓器,以降低電壓的波動。(2)通訊設備故障。通訊設備當中的交換機、通訊管理機、光纖轉換器的任一設備存在故障都會使得通訊中斷,在正常運行的時候,通訊設備的信號指示燈呈現出有規律的閃爍,如果指示燈持續常亮或者閃爍沒有規律的時候,首先切斷設備的電源,然后切斷主電源,再恢復送電,重新啟動各設備,從而能夠恢復通訊。如果重新啟動各設備之后通訊仍不還是不能恢復正常,可以利用筆記本電腦實施信號追蹤,查出存在故障的具體設備,然后更換該設備以便恢復通訊。(3)通訊線纜故障。通訊系統中的傳輸線纜通常選用光纖及485網線。一旦斷線或者插頭出現松動也會導致通訊中斷,利用筆記本電腦或者光纖測試儀對信號進行追蹤,判斷出故障點。如果是插頭松動造成的故障可以將485網線的水晶插頭或者光纖插頭重新插好。如果是485網線存在斷芯問題必須將其更換,如果光纖斷芯,查出故障點之后可以制作光纖的中間接頭。(4)主、備機切換故障。主機和備機共用相同的局域網,一旦當主機存在問題,備用機切換當作主機。如果兩臺電腦都當作主機或者主、備機頻繁切換的話,必須對兩臺電腦間的485網線是不是斷線或者水晶插頭是不是已經松動進行檢查,重新制作網線使得主、備機能夠有效連接,先開啟主機然后再開啟備機,從而消除故障。(5)多功能表故障。如果變電站內某一回路的通訊中斷的話,首先應當排除是不是因為通訊設備運行不正常所導致的故障,可以對該回路的通訊電纜是不是存在松動、斷線進行檢查,其次,對該回路多功能表的信號是不是能夠正常傳輸進行檢查,并對多功能表內設置的站號以及系統數據庫內的站號是不是存在出入進行檢查,如果是因為多功能表存在問題引起導致的通訊故障,必須對多功能表的技術參數后重新進行設置以便將故障消除。(6)控制回路故障。針對35Kv側以及6Kv側供電系統存在的控制回路斷線故障,應檢查手車行程開關輔助接點是不是出現錯位,二次插頭是不是已經松動,TV斷線應檢查TV一、二次熔絲是不是被燒斷,保險座有沒有出現松動。
切實做好變電站綜合自動化系統所產生故障的處理以及日常檢查與維護工作,對于電氣設備的平穩運行以及電力系統的安全性與可靠性有直接影響。因此,變電站的值班以及管理人員必須在工作實踐中注意積累經驗,以便對自動化系統產生的故障及時進行處理,保證電力系統的安全、可靠、經濟運行。
參考文獻
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【關鍵詞】光纖通道;繼電保護;存在問題;對策
由于光纖通道本身具有抗電磁干擾能力強、傳輸速度快、傳輸頻帶寬、傳輸容量大、損耗低等優點,被業內人士所青睞,其發展速度非???。近年來,隨著科學技術和通信技術的迅猛發展,縱聯保護通道的使用由傳統的載波通道逐漸向光纖通道方式轉變。光纖通道以其自身的優勢得到了越來越廣泛的應用,其應用為線路保護提供了豐富的光纖通道資源,在通信技術中發揮的作用是越來越明顯。
1 光纖通道在繼電保護應用中的保護信號傳輸方式
1.1 專用光纖通道
專用光纖通道為繼電保護的使用提供的是專用光纜或專用纖芯,其實際上就是應用光纖將兩個變電站之間的保護設備連接在一起,光纖的數量為兩根,一根的主要任務是發送信息數據,另一根的主要作用是接收信息數據。在保護設備中,普遍采用的是半導體光源,半導體光源的發光功率很小,不能實現長距離的通信,受到光傳輸的影響,易發生光纜接頭質量出現問題,進而造成保護通道告警的現象,所以,光纜的長度不能超過30千米。由此可見,要實現長距離的通信,必須增加裝置光放大器或將信號轉接到通信大功率的光端機。專用光纖的可靠性依賴于點與點通道之間的實際連接,如果光纜斷開,保護信號就會全部中斷,并且沒有替代的傳輸路由。
1.2 復用光纖通道
復用光纖通道能夠有效的應對長距離的信號傳輸。復用光纖通道可利用2M接口接入數字網絡PDH和SDH或者利用64KB/S數字接口經PCM設備,這樣,數字網絡中的每個節點都能接收到傳輸的信號,進而使光纖形成自動愈合和修復的功能,當傳輸光纜斷開,造成傳輸信號中斷或傳輸性能損壞的時候,電路就可以實現自行切換,保證信號的正常傳輸。
2 光纖通道在繼電保護應用中的存在問題和解決對策
2.1 光纖通道雙重化
隨著220 kV及以上電網的廣泛應用,光纖通道雙重化問題也日益嚴重。對于專用光纖通道,可根據光纜的形式來判斷同一光纜的不同纖芯能否構成通道雙重化。專用光纖通道中的ADSS光纜的可靠性比較差,同一光纜的不同纖芯不能視為通道雙重化,而對于高可靠性的OPGW光纜,如果光纖網絡還沒有形成環網,可將同一光纜的不同纖芯視為通道雙重化,這樣,當光纖網絡形成環網后,一條光纜受損,信號仍可以通過另一條光纜正常傳輸。
在復用光纖通道中,有很多220 kV及以上的變電站只有一套光傳輸設備,多個保護信號包括主保護信號都只能通過一個光端機進行傳輸,光端機在這個時候就容易出現故障,而當光端機出現故障,雙套主保護的退出就會出現異常,嚴重的話甚至會引起事故的發生。所以,對于復用光纖通道設備雙重化的問題,應考慮PCM設備、PDH光端機、SDH的雙重化。
對于通信設備的電源,最好使用雙重化,雙重化的設置要考慮一路電源斷開不會影響另一路通信設備的正常運行,在電源的配置上,必須使保護走同一路由或者光端設備的電源應是由同一段直流母線提供,禁止保護設備和通道設備電源之間的交叉現象;對于新建變電站來說,則需要建設兩套光端設備;對于舊變電站的擴建,可以采用一套保護專用光纖、另一套保護復用本線光纖通道的方式;對于220Kv變電站繼電保護的技術改造工程,可保留一套載波通道保護設備的運行,一套使用OPGW光纖專用通道或光纖復用通道。
2.2 光纖接口允許信號的接線
光纖接口允許式縱聯保護的發訊方式可分為保護發訊、斷路器位置發訊和其他保護動作發訊,允許對側跳閘。斷路器位置發訊的設置是為了防止本側斷路器的斷開引起側斷路器融合時線路發生區的故障;其他保護發訊包括母差保護發訊和失靈保護發訊,其設置的主要目的是當斷路器與電流互感器之間發生故障的時候,實現對故障的瞬間切除。目前,光纖接口與縱聯保護之間的二次接線不能夠完全實現,這主要是由于在母線接線的線路中,有些保護設備不具備接入其他保護發訊的功能或邏輯,使得斷路器與電流互感器之間的故障不能瞬間切除,其故障的切除只能通過對側線路的二段保護跳閘來實現。
對于上述問題,可以并聯縱聯保護的發訊與其他保護動作的接點,對光纖接口允許信號的接線進行改進。需要注意的是,如果保護設備不具備接入其他保護發訊的邏輯,為了避免光纖通道的保護作用受到影響,不能將繼電器與保護發訊并聯,所以,在進行二次接線的時候,應對光纖接口的內部其他保護動作發訊邏輯進行相應的完善和改進。
2.3 光纖通道設備的抗干擾
光纖通道的抗干擾能力很強,一般不會受到電磁的干擾,信號好壞也幾乎不會受到天氣變化的影響,其可靠性遠遠高于載波通道和微波通道,能夠在一定程度上保證電力系統運行的穩定性。一般,光纖接口和保護設備都是安裝在繼電保護室內,兩者之間的節點無需經過較長的電纜,因此,繼電保護室到通訊機房能夠通過光纖通道進行信號的傳輸,不會受到電磁的干擾,但是,通訊機房內光纖設備的抗干擾存在一定的問題。這主要是因為接口、保護設備、斷電器、電流互感器、光端機等都設置在通訊機房內,使得各種設備的工作處于弱電的狀態,而通訊機房周圍的設備放電、雷電、倒閘操作等都會產生電弧,電磁場空間能將電弧輻射到通訊機房,進而干擾到機房內的各種通訊設備。
針對上述問題,可采用屏蔽或接地的方式達到抑制電磁干擾的目的。對于光纖接口屏和光端機屏,可裝設截面面積為100平方方米的接地銅排,必須保證接口裝置接地端子接地的可靠性,并將接地端子與光端機設備接入同一地網中;對于2M接口收訊和發訊連線,必須選用同軸的專用電纜,將屏蔽層的兩端可靠接地;對于64k接口的收訊和發訊連線,應采用屏蔽雙絞線,雙絞線的長度不應大于15米,將接收端浮空,屏蔽層在發送端進行可靠接地。上述策略能夠有效的解決光纖通道異常中斷的問題。
3 結語
總之,光纖通道本身所具有傳輸量大、抗干擾能力強等優點,在一定程度上提高了繼電保護裝置的可靠性和安全性,它作為新的保護方式,能夠實現實現縱聯保護,必將促進新保護原理、理論和實踐的發展。雖然在現階段,光纖通道在繼電保護應用中還有著一系列問題和局限性,但是,只要對這些問題進行深入的分析和研究,并不斷總結經驗,提高施工工藝水平和保護產品的技術水平,相信,隨著網絡技術和通信技術的不斷發展和完善,光纖通道將成為繼電保護中最重要的應用趨勢。
參考文獻:
[1]李海洋.談光纖通道在繼電保護中的應用[J].企業家天地,2011(8).
[2]孟斌.淺談光纖通信在繼電保護中的應用[J].商情,2011(30).
關鍵詞:電力 通訊 自動化 系統 構成 工作原理
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
1 電力通訊自動化系統
1.1 微波通訊自動化設備
目前,根據微波通訊站功能和作用的不同,其擔任的任務也有所差異。根據不同的功能和職責,可以分為不同的類型,并且,根據電力通訊設備的不同,其劃分的標準也有所不同。 但是,一般來說,都包含以下幾種設備:信號收發機、電源系統、計算機終端系統、天饋線、蓄電池等。信號收發機是微波通訊設備的重要組成設備,微波接受和發送信號的機械設備的主要作用就是在微波信號和電力線路群路信號之間進行所需頻率的變更,同時,在信號的發送通道,其頻率會發生兩種變化:一是“上變頻”,即是在電力信號的發送過程中,通過信號收發機,把群路信號轉變為微波信號,這就是上變頻;二是“下變頻”,即是在電力信號系統的傳輸過程中,通過信號收發機,把信號的頻率向低處轉變,把微波信號轉變為群路信號。
1.2 載波通訊自動化設備
根據功能的不同,電力通訊自動化設備中的載波機主要由四大部分構成:載供系統,調制系統,自動電平調節系統和振鈴系統。由于載波機的類型迥異,所以各種類型的系統實現原理是不同的,其實現的方式也存在差異。此處以典型的兩種為例,比如,自動電平調節系統,設置此系統的目的是改善各個因素帶動的傳輸電平的變化,調節波動。在單邊帶載波機的設置中,要注意中頻調節,發信的一端要利用高頻調幅器的放大功能將中頻載頻傳至載波頻道,而且要送至中頻調幅器,收信的一方則是利用窄帶濾波器通過篩選得出中頻,經放大整流,實現對收信支路的增減控制,從而達到自動電平調節的目的。在雙邊帶載波機中,完成發送載頻的分量,在接收端,檢波、整流可以體現增減變換的載頻分量,從而實現增益高載放大器,最終達到目的;調制系統,單邊帶載波機,即單邊有遏制載頻的信號,為了實現原始信號的線路頻譜,此過程需要兩到三級的調制。雙邊帶載波機,即上下兩個邊有載頻的信號,在實現原始數據的線路頻譜時,只需要一級調制即可完成。在載波通訊中,如果變電站距離調度所較遠,為了實現高質量和準確的通訊,可以在調度所的側面安裝音頻架,并用電纜連接,安裝之后的載波機,由于用戶線路變短,不但提高了通訊質量,而且也便于調節通訊信號的電平。
對于電力通訊設備中的調制系統來說:一般來講,雙邊帶的載波機所傳輸的信號和單邊帶機的傳輸信號是不同的,通過設置抑制載頻,僅僅是需要通過這一個初級的調制,就可以滿足需求,把原始的信號傳輸到所需要的線路頻譜之上;但是,與此不同,單邊帶的載波機傳輸信號方式不同,單邊載波機所傳輸的信號要抑制載頻。這樣的信號,一般經過一級簡單的處理還不能為我們所用,需要經過兩級或是三級以上的調制,將原始中的一些不能使用和傳輸的信號,進行變通,傳輸到主要的電力線路的頻譜之上。除此之外,對于電力通訊自動化系統來說,自動電平調節系統在此得到了廣泛的應用。設置自動化電平調節系統是為了彌補一些缺陷,這些缺陷是由于其它原因所引起的電平的波動。一般對雙邊帶載波機來說,由于其載頻的分量是經常發送的,因此,在其電力信號的傳輸過程中,通過雙邊帶載波機進行發送,需要我們在接收端進行接受。在接受的過程中,將一些能夠反映其衰減性的載頻分量進行科學仔細的檢測,并對波動進行核查、整流分析,之后,使用高載放大器的增益效果,就能夠實現這個目標;而在單邊帶載波機中,要設置中頻的載波調節和控制系統,其發送的方式和雙邊載波機有所不同,需要在信號的發送終端進行輸送設備的調幅器設置,而且,還需要經過高頻的放大器進行載波的通路調節。
1.3 光纖通訊自動化設備
光纖通訊自動化設備由光端機、數字通訊設備和光中繼機組成。光端機是光纖通訊自動化設備中最主要的一部分,由光接收機和發送機組成。在整個傳輸系統中處于 PCM 電端機和光纖傳輸線路間。在實際的工作過程中,為了更好地實現光端機的可靠性能,一般采用熱備用的操作方法,實現系統能夠在主備狀態下工作。正常的情況下,系統是在主用部分工作,而當主用部分發生故障時,系統能夠自動的完成備用部分的切換工作,現階段應用最多的方式是一主一備的形式。光中繼機,在長距離的光傳輸過程中,光端機的傳輸距離不是可以隨意變化的,會受到一定的限制,比如發送的光頻率的限制,接受機器靈敏程度的限制,光纖線路的效率限制等,然而光中繼機可以很好地改善這些問題,而且光中繼機的組成部分包括光接收機、定時、再生和光發送機,在通常情況下,被視為不存在輸入輸出接口的光端機,因此,比光端機簡單、實用。為了達到雙向傳輸的目標,每個傳輸的方向都要安裝一個中繼,而一個系統中的收、發設備,公務部分是可以作為公共部分的。
2 電力通訊的工作模式探究
電力通訊在實際的工作中其模式是多種多樣的,根據工作環境和工作內容的不同,演變出了很多工作方式。每種工作方式都有不同的適用范圍,最終的目的是為了實現電力通訊的目標。以上提到的三種電力通訊自動化設備有其不同的適用范圍和特點,因此在實際的工作中要根據工作的具體要求選擇設備設計模式。電力通訊的研究目的是為了更好地實現信息的傳送和交換。信息組成中最重要的成分是信息源,信息源一般是非電信號,電力通訊工作的目的首先是實現其轉換為電信號,此時需要一種輸入設備來實現。發送設備的任務是通過對電信號的進一步處理,使之能夠滿足信道的傳輸條件,并且能夠有效地利用這種傳輸通道。交換設備是一種接續裝置,目的是實現輸入設備和發送設備的連接。其作用是能夠提高發信裝置的使用率。信道作為一種媒介,分為有限信道和無線信道,在傳輸中承載著信息轉換的通道作用。
信號在傳輸的過程中會受到很多因素的干擾,比如噪音、無用信號等,都會影響有用信號的傳輸。接收設備的作用是,接收線路中的信息,發送設備的作用是將處理過的信號恢復原始信息形式,完成通訊。目前,電力通訊自動化設備的應用中,使用最廣泛的是光纖傳輸。隨著電力通訊事業的不斷發展,很多電站的不斷建設,電網的模式越來越復雜,就需要更先進的通訊技術,更加完善的裝備做支撐。移動通訊、高頻通訊等在電力通訊自動化設備的設計起到了重要的作用。
電力通訊網絡工作模式,是為了實現電力信號的傳輸和交換,更好的促進電力通訊網絡的發展。有些信息的形式雖然不一樣,比如一些語音、問題或是圖像等,但我們發現,這些電力通訊信號一般的通訊系統都可以概括為:信息的產生,信息的傳輸,信息的接受和處理,信息的分析。因此,我們為了實現電力信息的傳送和接受,就需要一種變換的處理設備,即是輸入設備,同時,一些交換設備的設置時溝通輸入的連接裝置,能夠更好的實現信號的傳輸,提升信號發送和信號接受處理的質量。
3 結語
隨著我國電力通訊業的不斷壯大,所需要的技術水平和設備要求也越來越嚴格。為了滿足電力事業的發展要求,建立一個全面、有效的電力通訊自動化系統,我們要不斷的研究電力通訊自動化設備的設計,并在實際的工作中總結工作的模式,整理出一套符合電力通訊業發展的工作模式。在復雜繁多的電力系統中,實現高質量、高可靠的服務,也是我們研究的重要方向。
《中國石油和化工雜志》2015年第二期
1.環網結構監控系統設計
結合對常規的聯合站監控系統建設模式的經驗總結、油田生產對聯合站監控系統提出的新需求與國內外技術發展情況,本文提出一種新的油田聯合站監控系統建設模式“環網結構監控系統”。
1.1光纖環網結構光線環網也可稱之為自愈網,既當網絡出現故障時,可自動選擇備用路由,完成網絡通信,保證通信效果。其結構種類較多,本文采用二纖單向通道保護環網方式設計,組成站內主干網絡,將各個單元信息進行匯總與展示。二纖單向通道保護環網結構的基本工作原理可理解為“并發優收”,既建立兩條互逆的單向網絡通道,分別定義為工作纖和保護纖。工作時,同時在兩條光纖上傳輸數據,擇優接收。其基本工作原理為:正常工作時,業務信息經過光纖進行環形傳遞,如圖3.2所示,業務信息經S1纖順時針傳遞A-D-C-B-A,同時也經P1纖逆時針傳遞A-B-C-D-A。定義S1為工作纖、P1為備用纖,當數據通信正常時,系統默認接收工作纖所傳遞業務信息。工作異常時,假設B、C點間光纜被挖斷,如圖3.3所示,業務信息經S1纖順時針從A經D傳遞至C,線路正常,業務信息傳遞經工作纖進行,但從C經B傳遞信息至A通路異常,無法正常通信,則路由器自動將接受信息路徑切換至P1纖,由C逆時針傳遞至A接受。這樣即使系統某段光纖出現異常也不影響系統正常使用。
1.2官一聯合站監控系統設計官一聯合站生產參數監控系統采用上述環形網絡結構建立主通信通道,實現站內各項信息的共享及中控室的數據集中展示(見圖3.4、圖3.5)。整體系統遵循“分散控制,集中監管”原則,主要監控單元包括:油水總機關、系統加熱單元、油氣處理單元、原油穩定單元、脫水泵房、外輸泵房、摻水泵房、原油儲罐區、污水處理單元、注水單元。新建PLC就地控制系統4套分別設置于加熱爐值班室(1#PLC)、油氣分離值班室(2#PLC)、原油外輸值班室(3#PLC)、污水處理值班室(4#PLC)。1#PLC:油水總機關、加熱爐;2#PLC:分離器區;3#PLC:原油穩定單元、污油池、倒灌閥組、原油儲罐、外輸泵房、摻水泵房、脫水泵房;4#PLC:污水外輸泵房、濾后水罐、污水池。站內控制系統通訊:基于站內現有通訊電纜桁架新建站內光纖環網分別在1~4#PLC及注水配電室與中控室內設置光纖環網交換機,形成光纖環網結構,實現站內各站點生產信息的可靠穩定通訊。
利舊系統數據接入:污水處理自控系統:污水撬裝處理裝置自控系統(含PLC2套西門子);泵站能耗系統:官一聯合站泵站能耗系統(RTU2套、PLC1套AB)。中控室設置監控計算機2臺,實現站內生產信息的集中監管,主要功能:生產流程動態展示、實時/歷史數據查詢、報表自動生成、異常工況的實時報警等。另設置數據整合服務器一臺,硬件防火墻一套實現站內數據上傳至油田公司站庫生產信息采集與管理平臺。
2.結束語
本文以官一聯合站自動化系統改造為例,提出了光纖環網結構結合PLC就地控制的自動化系統設計方法,實現了設備的就地控制與數據的集中監管,與目前油田常規的自動化系統設計方式相比較,節省了大量電纜與人工成本,加快了工期。環網結構的提出也進一步提高了系統的穩定性,該系統抗干擾能力強,數據整個程度高,且便于后期運行維護管理,可為今后油田聯合站生產信息采集系統設計提供參考。
作者:方睿毛軍軍單位:大港油田采油工藝研究院北京雅丹石油技術開發有限公司
【關鍵詞】光纖光柵;Bragg原理;在線檢測;切削力
0 引言
隨著光纖光柵制造技術的進步和性能的改善,光纖光柵傳感器在傳感器領域中會處于越來越重要的地位。傳統的 “干涉型”光纖傳感器缺點日益明顯,而以光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating, FBG)為主的光纖光柵傳感器最主要的優點是傳感信號為波長調制以及復用能力強,避免了干涉型光纖傳感器相位測量模糊不清等問題。光纖布拉格光柵感測技術滿足了抗電磁干擾強、可靠性高、易于實現數字通訊方面的測試要求,在切削系統測試數據的自動化管理等方面有廣闊的應用前景。
本文首先對基于Bragg原理的光纖光的理論和工作原理作了具體的介紹;然后從技術路線方面分析了在線切削測量主要環節的技術核心;最后對切削力指數公式進行了曲線擬合,得出均方差值,驗證了測量重復性;光纖光柵在線檢測方法為切削力的精確測量提供了保障,在現代化機加工領域起著重大的作用。
1 基本理論
2 測量原理
光源將某個特定波長的光傳輸到光纖中,例如,波長的范圍在1310nm~1390nm??虒懺诠饫w內部的布拉格光柵反射該特定波長的光,這部分的光被傳輸到解調儀中,而另一部分沒有被布拉格光柵反射的光到達了光纖的另一端。當光纖Bragg光柵的某一部分受到切削力時,切削力會改變布拉格光柵反射的光的波長,有效折射率neff和光柵平面的周期間隔?撰會受到應力及溫度T的影響,引起反射光波長的偏移,波長由λB增加到λ'B。從式(6)可以看出光柵對應變和溫度的影響是不一樣的。實際應用時,測力裝置粘貼FBG位置遠離刀尖,幾乎不受切削熱影響,因此認為FBG的溫度不變化,波長的偏移量λB只受切削刀具應變改變的影響,則光纖光柵反射波長的偏移可用式(7)表示。如圖1所示為光纖Bragg光柵感測原理圖。
3 系統設計與技術分析
通過建立并標定光纖Bragg光柵的應變響應與切削力產生的應變的關系,由Bragg波長的變化測量出應力的變化。光纖布拉格光柵感測系統由光源、FBG、光學變換、光電探測、解調濾波器、PC機、網口和顯示輸出裝置組成,光纖光柵解調最直接的方法是利用虛擬光譜儀。系統的基本構成如圖2所示。
加工過程中產生的切削力通過刀桿傳遞給測力裝置內嵌的彈性元件,彈性元件表面粘貼的FBG采集應變量信息,刀具切削引起的應變ε作用于光柵上。同時,光源將光入射到光纖中,由于纖芯折射率周期性變化,使光纖中向前和向后傳輸的電磁波耦合。光柵周期?撰發生變化,這樣就改變了中心布拉格波長λB的大小。布拉格的中心波長λB光譜峰值的移動通過光譜儀中的成像反光鏡成像在陣列接收器的接收面上,形成光譜譜面。讓整個光譜中任一個微小譜帶照射到光電探測器的像元上,探測器將移相后的光信號轉換成電信號。然后經過解調濾波,由PC機進行數據處理和分析,最后顯示器顯示輸出或者通過網口實現遠傳,就可以直接在計算機上確定應力σ的數值。
4.2 測力系統重復性分析
為了驗證相同切削用量條件下測量結果的可重復性,試驗中主軸轉速取200r/min,刀具進給量0.13mm/r,切削深度為0.25mm進行動態切削實驗。x、y、z三個方向加載后應變值的測量數據見表5。
5 結論
研究結果表明,Bragg光柵光纖切削力在線檢測的測量結果的均方差值很小,測量精度高、可重復性好、分辨能力強。Bragg光柵調制技術創造性地將傳感、在線檢測、遠傳原有的技術有機組合,是一種新型的創新技術。接下來的工作將致力于光纖光柵的溫度補償領域,從而使這種先進的技術能夠更有效、廣泛的應用于高溫機加工等工作溫度環境十分惡劣的條件。
【參考文獻】
[1]劉兆妍,雷振山.應用光纖光柵和虛擬儀器的切削力測量技術[J].工具技術,2005,39(10):3.
筆者在這篇文章中,首先針對光纖通信工程技術的概念進行闡述,并在此基礎上,分析光纖通信技術相關的特征,最后解析了當下我國對于光纖技術的使用,并且結合現有資料,對光纖通信技術的未來前景進行了展望。筆者希望憑借自身多年從事通信行業的相關經驗,給與從事該行業的相關從業人員一些有價值的參考,并以此起到拋磚引玉的作用。
【關鍵詞】
光纖通信;優勢;應用;展望
隨著我國通訊行業科學技術水平的不斷提高,在近幾年中,光纖通訊技術開始更多地進入到了尋常百姓家,互聯網的連接已經逐漸實現了數字化、光纖化和寬帶化。并且隨著數字化時代的來臨,越來越多種類的多媒體業務也得到的迅速的發展,許多用戶的家庭網絡的業務要求也不單單只是原來的語音通話服務,而開始朝著多媒體與數據信息服務轉移。在數字化時代下,明確通訊行業發展的必然態勢,通訊部門傳統的語音服務對于數字化時代之下信息的快速傳播產生了很大程度的限制,使寬帶技術的發展突破了這一障礙。所以,使用光纖通信技術,能夠更加快速地幫助信息進行傳播。
1光纖通信工程技術簡介
隨著數字化時代的到來,光纖這個詞語開始更多地被老百姓所認識和接受,這里說到的光纖指的是光導纖維。在技術層面上,光纖通信的本質為使用光纖作為信息數據傳播過程中的介質,并在此基礎上,使用光纖開展信息的運輸,這與我國互聯網的傳統通信方式之間存在有很大的不同。光纖通信技術的運行原理是:把所需要進行傳送的數據信息及在信息發送端口轉換成電信號,并把電信號進行處理,轉變到激光器所發出的激光束當中,并依照電信號的特點對激光束的強度進行控制,再使用光導纖維把電信號進行發送。所發出的光信號到達接受端口之后便開始被接收,第一步是光信號將通過檢測器并轉變為電信號,之后針對電信號進行調解開展對所發送信息的還原。總的來說,光纖通信從技術層面來講主要分為五大環節,分別是信號的發送、波信號、傳送放大信號、信號分離與接收信號。對于光纖通信系統來講,光纖通信在容量上遠遠大于傳統的微波通訊技術,因為用于承載信息的光波在頻率上將會明顯高于電波,并且成為數據傳輸媒介的光纖在進行信息傳送過程中產生的損耗也要遠遠低于導波管和電纜。并且,由于光導纖維的制作材料為玻璃,因此從導電性能來說,光纖是電的絕緣體,光纖在進行使用的過程中不必對其回路進行注意。因為其材質的特殊性,光纖產生串擾的概率極低,并且在信息安全保護層面上,光纖對于信息的保護能力遠高于電纜和導波管。因為光纖的信息傳送依賴的是光波,如果只是單純的光信號泄漏,不會引發信息的竊取問題。因為光導纖維的內芯很細,所以這些光纖內芯構成的電纜的直徑會較大,使用光纜開展信息的傳送,空間占用幅度也會很大程度上降低,由此大大緩解在信息傳送高峰時通訊管道擁擠的問題。所以,使用光纖通信技術所體現的諸多優點是傳統的信息傳輸模式所無法比擬的,光纖技術的不斷發展也是數字化時代下,社會進步的必然走向,同時伴隨著光纖通信技術的不斷進步和改良,更多光纖技術的使用范例也會走向尋常百姓的生活當中,為人們的生活帶來更多的方便。在原來,許許多多從事通訊技術研究的專家學者就開始致力于嘗試使用光信號進行語音信息的傳播工作。無奈受到科學技術水平的限制,無法消除外界原因對光纖產生的干擾,因此在進行實驗的過程中,往往光纖會因為氣象原因使得光信號受到干擾。在很長的一段時間當中,人們無法利用光波開展穩定的通信。直到近20年來,在光通信領域才開始有了突破性進展,并在現在逐漸發展成為一種新型通訊技術。
2光纖通信工程技術的特征
2.1光纖通信頻帶更寬、通信容量更多
在使用光纖進行信息傳輸的過程當中,人們發現和電纜或者銅線進行對比,光纖的傳送帶寬都要遠遠高于前兩者一個檔次。并且在進行光纖通信的過程當中,因為光源擁有可控制、光纖色散等特點,針對單波長光纖通信技術來說,光纖的終端設備存在電子瓶頸效果,使得光纖無法以最大程度對光纖寬帶的作用進行發揮。并且面對增加信息傳輸數據量來講,當下我國最常見的辦法是使用諸多復雜技術,如密集波分復用技術對光纖信息的數據傳送容量進行加強。
2.2有較強的抗電磁干擾能力
從整體情況來看,在我國通信領域所使用的光纖其原材料為石英制作的絕緣體。因為石英自身擁有極佳的絕緣能力,并且光纖傳輸能力強,不容易受到酸堿等惡性環境的影響產生腐蝕。石英的材料特性也使得光纖在進行數據傳輸的過程當中,很少受到電磁環境的影響。在此之中,最為主要的特點就是光導波不會受到電磁的影響,這些影響涵蓋有自然環境當中的雷電現象、太陽黑子運動和電離層變化等,也包含有人為原因引起的電磁干擾。這樣就能夠讓光纖在進行數據傳輸的過程中,不會因為自身同高壓輸電線是平行架設的關系而受到干擾,正常開展數據的傳輸。還可以使用光纖和電力導體組合而成的復合電纜,這些在工作環境位于強電磁干擾的行業中有重要的意義。除此之外,還可以把光纖通信技術使用于電力系統當中。
2.3光纖通信不會產生串音干擾,具有良好的安全性
傳統的電波通信技術在進行數據傳送的過程中常常會發生因為電磁波信號的泄漏而產生在信息傳輸過程中的串擾,并且不法分子常常利用這一點來進行個人隱私信息的竊取。因此在安全性上,電波通信技術存在有較大的安全隱患,而使用光纖進行數據傳輸的過程當中,因為光信號可以完全在光導波結構當中進行活動,即便是光纖的拐彎位置,也幾乎不會產生光波泄漏的情況。在光纜內部存在有數量龐大光纖,因此不會對信息的傳輸帶來明顯的干擾,并且針對光纖傳輸數據的竊取是非常困難的,因此光纖通信的安全性遠高于電波通信。
3光纖通信工程技術的使用和展望
3.1光纖通信工程技術的使用
在數字化時代的腳步下,光纖通信在諸多領域都有使用,其中最為重要的光纖使用當屬市話中繼站。這是因為在光纖通信技術當中,很多優點都可以在此處給與呈現,并且在使用效果上,光纖通信技術遠高于其它通信技術。在市話中繼站中,光纖通信技術才開始被大規模普及和使用。在原有的長途線路通信的過程之中,主要是依賴于微波、電纜和衛星開展通訊任務,而到了現在,光纖技術因為其諸多特點,逐漸取代了上述的通信技術。并在此基礎上,發明了比特數據傳輸法,在國際范圍內都備受好評,比特輸入法的適用范圍為全球通訊網絡和全球公共電信網絡等。如今,光纖通訊技術在高質量彩色電視機的信息傳送與工業項目基地的監視中也開始被人們所使用。在城鎮當中隨處可見的有線電視局域網等,也有光纖技術活躍的痕跡,整體來講,隨著光纖通信技術的不斷成熟,在民用、軍事、工業、電力等諸多領域,光纖通信技術開始逐漸被人們所重視,它憑借自身的諸多優點,在人們的日常生活的工作當中,逐漸取代了傳統的通信模式,成為了數字化時代通信技術的引領。
3.2展望
伴隨中國科學技術的不斷增強,針對光纖通信技術領域的研究也正在不斷獲得新的突破和進展,基于當下我國光纖通信技術迅猛的發展態勢,筆者認為光纖通信技術還會在以下方面獲得更大的突破:首先是信道容量方面,由上文可知,光纖通信技術自問世以來,發展到今日已經取得了巨大的進步。而相關科研人員仍在不懈的努力,相信在不遠的將來,更大信道容量的光纖技術也會走入人們的生活。再有就是光纖的數據傳送距離,一般來說,光纖通信技術當中數據的傳輸距離和長度之間呈現正比關系,所以科研人員正在嘗試光纖傳輸距離的技術突破。
4結束語
光纖通信技術在中國還有很大的發展空間,在數字化時代的腳步當中,需要加強對于光纖技術的研發力度,使其能夠更好造福于民。
作者:肖維 張闊 單位:西北民族大學
參考文獻
[1]唐麗萍.在通信工程中光纖技術的設計應用[J].科技創業家,2014,01:122.
【關鍵詞】通信技術;電力電能;計量信息采集
引言:電力電能作為電力企業的重要構成部分,它不僅是一個企業發展情況的參照,也是為公司提供有力幫助的依據。因此絕對不能小看電能計量信息采集的重要性。通訊技術在近幾年的發展下不斷強大,各個領域都有其身影,甚至在某種程度上來說,人們已經絕對的依賴它了。電能電力在信息采集的問題上有著重要的意義,它能維持電力系統高效運行,并且減少耗能,發展綠色經濟有著重大作用。本文通過三個部分對其進行詳細講解[1]。
一、采集電力電能計量信息的主要方法
電力電能主要是針對電能計量表的裝置進行科學的、精確的測量。它不僅能檢驗企業的經濟效益,為電力企業的未來發展指清方向,還能讓人們直接看到用的電量,以做好心中有數。所以說保證電力電能在計量方面的準確是十分重要的。我國采集計量信息的方法主要有:
(1)電工手抄表
電工手抄表是最常用的一種方式,通過電工對電表的查詢來收取相應的電費。這種傳統的做法浪費人力和時間,也不方便有效的管理,并且人為的采集比較容易出錯,影響計量的準確性,所以在城市中,這種方法逐漸被淘汰,但現在還有為數不少的農村依然在沿用這種傳統的方法。隨著社會的發展,這種落后的方法是一定會被取代的。
(2)IC卡計量
這種計量方式主要是用戶在電力企業發放的IC中沖電費,采集信息的話就直接電表中,比較方便,采集精確度高,并且易于統一管理,降低企業成本等很多好處。這種方式可以在比較大的城市和農村推廣。
(3)自動計量裝置抄表
隨著科技的發展和互聯網技術、通訊手段日益發達,目前已經研發出可以自動抄電表的設備,這種設備多用于電力使用集中的地區,相比IC卡計量方式,自動計量比其更方便快捷,精準度更高等特點。但它最大的弊端就是成本過高,并且要求用戶得有一定的專業性,所以在推廣方面造成一定的困難,尤其是貧困的農村。
二、通訊技術在采集電力電能過程的使用
(1)電能采集的技術分析
電能計量信息依靠先進的通訊技術來構建這個采集系統,便可以遠程在線完成信息的采集,而且信息的精確度非常高,目前擁有的電能計量信息采集技術主要有遠程通信和本地通訊。
①本地通信技術的內容特點
本地通信主要采用兩種方式來采集信息:一是采集系統的終端;二是用戶電能計量裝置。它有多種通訊形式,包括RS―485總線、低壓電力線載波以及微功率無線通訊等方式。對于RS―485這種通訊形式來說,最重要的地方就在于它的芯片。它的通訊質量和芯片質量是呈正比關系的。所以在選擇這種通訊方式時,一定要慎重選擇合適的芯片。
②遠程通訊技術的內容和特點
電能計量信息的采集系統終端和主站之間相互通信,這個過程就叫做遠程通訊。它有公網通信和專網通訊兩種方式。公網是利用光纜,將GPRS和CDMA等有線網絡和無限網絡結合起來,形成同一個通信網。它要求必須有足夠的安全性、滿足所有需要,并且質量要好。為專網就是采用國家相關部門規定的230MHZ無線專網,終端直接與主站通信。它的通訊環節較少,并且抗干擾能力較好、效率比較高等特點[2]。但需要注意的是,它的無限專網通信頻點在220MHZ---240MHZ之間,容易受到建筑物和地形等環境的影響,所以要對其加強科技維護,保證通信無誤。
(2)光纖通信技術在電能計量信息采集中的運用
2.1電能計量運用光纖技術的好處有很多,比如:
①容量大,體積小,重量輕。光纖的輕體質和校體積方便運輸和鋪設,同時容量大也有助于信息的傳送和保存;②光纖的抗干擾功能很強。光纖一般都是掩埋在地底下,所以造就了它較強的抗干擾能力。同時也避免了雷擊等環境方面的威脅,還有很強的保密性;③低成本。由于光纖通信體積小、質量輕、容量大等特點,所以在建造通信網絡時可以少用有色金屬,從而使成本降低。
(3)微功率無線通信技術的應用
它主要讓雙方在一定范圍內利用無線波完成信息傳輸,與發射功率較大的設備而言,它的發射功率大概在100mV以下,剩下的相關參數就有了限制。它的工作原理是:發送端對未發送的數據進行調整和編碼,然后數據模會轉換;信息經過調整再發送;接收端收到信號,開始處理;最后模式轉化,輸出解碼。
(4)主流微功率無線通信技術
ZigBee是一項主流通信技術,它是在IEEE803.14.5的基礎上發展起來的新技術,主要的優點有成本較低、傳輸數據速度(能夠達到10M----250kbit/s)、簡潔距短(在10m----75m之間)、強大的通信能力等諸多方面。性能和藍牙很接近,但是它一般不會連續傳輸,否則運用范圍會受到制約。但它的通信功能比藍牙要強大,運用在大規模的網絡化抄表上在合適不過了。
置于藍牙技術,它是和ZigBee[3]技術一樣,在一個頻段內工作。藍牙的信息傳輸速度也非常塊,成本也不高,錯做也不麻煩??垢蓴_能力比較強,但它最大的不足就是傳輸距離有限(一般在10m----100m之間)。用戶可通過藍牙技術實現短距離內語言和數據的交流,并且藍牙技術也不需要專門的申請就可使用,非常方便,在實際工作中也得到非常多人的認可和應用。
結語
社會的發展讓通訊技術在各個行業中都得到了應用,在電力系統中得到了更大程度的應用。企業要根據自己的實際情況來選擇合適的信息采集系統,這樣才能發揮它的最大作用。除此以外,電力企業還應該重視電表的質量問題,安裝和檢查都要按照專業的標準,以便其不會出現太大的問題,提升電能表的穩定性??傊欢ㄒWo好和電力電能信息采集相關的設備,做好維護,還要保證電能計量的公正和公開,更好的為人民服務。
參考文獻
[1]楊仕孟.電力電能計量信息采集中的通訊技術應用研究[J].電子技術與軟件工程,2013,(23):47-48.
關鍵詞:光纖通信;光纖拉曼放大器;WDM
1拉曼放大器工作原理及分類
(1)受激拉曼散射(SRS)。受激拉曼散射是強激光的光電場與原子中的電子激發、分子中的振動或與晶體中的晶格相耦合產生的,具有很強的受激特性,即與激光器中的受激光發射有類似特性:方向性強,散射強度高。
(2)光纖拉曼放大器工作原理。光纖拉曼放大器的工作原理是基于石英光纖中的受激拉曼散射效應,在形式上表現為處于泵浦光的拉曼增益帶寬內的弱信號與強泵浦光波同時在光纖中傳輸,從而使弱信號光即得到放大。RFA中一個入射泵浦光子通過光纖非線性散射轉移部分能量,產生低頻斯托克斯光子,而剩余能量被介質以分子振動(光學聲子)的形式吸收,完成振動態之間的躍遷。斯托克斯頻移Vr=Vp-Vs由分子振動能級決定,其值決定了SRS的頻率范圍,其中Vp是泵浦光的頻率,Vs是信號光的頻率。對非晶態石英光纖來說,其分子振動能級融合在一起,形成了一條能帶,因而可在較寬頻差Vp-Vs范圍(40THz)內通過SRS實現信號光的放大。
(3)拉曼放大器的分類。光纖拉曼放大器分為兩類:集中式拉曼放大器和分布式拉曼放大器。分布式拉曼放大器可對光信號進行在線放大,實現長距離的無中繼傳輸和遠程泵浦,尤其適用于海底光纜通信等不方便設立中繼器的場合。分布拉曼放大技術自1999年成功的用于DWDM傳輸系統,就再次受到廣泛關注,成為超長距離全光傳輸中的重要技術。
2拉曼放大器在WDM系統中的影響
分布式拉曼放大器對超長距離全光WDM傳輸中通道數增加、傳輸速率提高以及系統性能的改善起著非常重要的作用:(1)DWDM系統中,傳輸容量和復用波長數目的增加,使光纖中傳輸的光功率越來越大,引起非線性效應也越來越強,嚴重的限制了傳輸距離。由于分布式拉曼放大器的放大作用是沿光纖分布的,而不是集中作用的,使得光纖中各處的信號光功率都較小,可降低非線性效應特別是四波混頻效應的干擾。(2)分布式拉曼放大器由于光纖本身既是增益媒質,又是傳輸媒質,光纖既存在損耗,又產生增益,增益可補償損耗,因此,采用分布式拉曼放大器可降低信號的入射功率,同時保證適當的光信噪比(OSNR),入射功率降低了,也可有效地抑制非線性效應。(3)拉曼放大器增益波長由泵浦光波長決定,使用多個泵浦源還可得到比EDFA寬得多的增益帶寬。(4)拉曼放大器輔助傳輸可提高信噪比,信噪比的提高是實現超長距離的關鍵。采用拉曼輔助傳輸后,OSNR提高了4.7dB。分布式拉曼放大器與EDFA混合使用能有效地降低系統傳輸跨距的噪聲。(5)用分布式拉曼放大器可直接提高Q因子值。分布拉曼不但使系統的Q值升高了,還使得最佳入射信號光功率降低了許多,這對降低光纖非線性對信號的串擾有非常積極的作用。3光纖拉曼放大器的應用與進展
目前,分布式光纖拉曼放大器進展很快,國外很多長距離、超大容量的密集波分復用光通訊系統(DWDM)所使用的光放大器大多是分布式光纖拉曼放大器,這不僅可以充分利用光纖資源,降低成本,而且可以降低增益介質中的光密度,以便減少由于非線性效應產生的四波混頻、信道間串擾所引起的系統性能劣化。但拉曼放大器的增益較低(實際線路中使用時不超過16dB),而EDFA雖然噪聲指數上不如拉曼放大器,但小信號增益可以超過30dB,因此將拉曼放大器與EDFA結合起來的混合放大器是一種理想的應用形式。
4目前所面臨的問題
光纖通信系統中光傳輸技術的應用,主要取決于光傳輸技術自身的優勢和特點。在光線通訊系統中,光傳輸技術具有自身的應用價值,和傳統單一的信息和數據傳輸方法相比,光傳輸技術信息和數據運作效率較快,運作流暢度較高,滿足了人們生產和生活需求。詳細來說,光纖通信系統中光傳輸技術頻帶度寬廣,通信和信息數據的容量較大,通訊傳輸帶寬,能源消耗較低。其次,光纖通信系統中光傳輸技術也具有較好的絕緣性能,中繼距離合理,外部抗擾能力強,特別是對電磁的抗擾能力佳,受空間和外部環境影響小。光傳輸技術這一特點和應用優勢,決定了其在強電產業和通訊產業的實際應用不行。其次,光傳輸技術在軍事領域中也具有實際運用價值,其強大的保密功能,可以對不同軍事信息和數據進行加密保存,不會出現混音。光傳輸技術在電波傳輸工作中,容易帶來電磁波的意外泄露,但是在光纖通信系統中不會出現這一現象,具有保密性,具有強大抗干擾能力。
二、光纖通信系統中光傳輸技術維護重要性
無論是什么領域,什么技術設備,其在實際應用過程中,都需要進行維護和管理,才能保證設備和不同技術的應用效率,實現不同設備和技術的實際應用價值。對于光纖通信系統中光傳輸技術來說也是如此,其在實際應用環節,也需要對不同光纖設備進行維護,光纖通信系統中光傳輸設備的維護,是具有方法和技巧可尋的。簡單來說,光纖通信系統中光傳輸設備的維護和管理,主要是在設備沒有出現嚴重損壞時,就不要進行拆卸。日常工作中,保證光纖通信系統中光傳輸設備運作環境溫度的適宜性,保證供電裝置的質量,觀察環境的溫度和濕度,做好清潔和防塵工作,保證光纖通信系統中光傳輸設備的實際應用性,降低光纖通信系統中光傳輸設備故障發生率。
三、光纖通信系統中光傳輸技術與維護闡述
(一)維護的主要內容闡述
對光纖通信系統中光傳輸設備的維護,首先要保證整個系統可以良好運作,保證通訊裝置和不同設備的實際應用性。對電力系統計算機終端和監控系統的計算機終端的維護,主要是日常增加對計算機設備溫度關注度,看其是否存在高溫現象,降低不同設備挪動的次數,降低病毒的侵襲率。其次,在對光纖通信系統中光傳輸不同設備和終端進行維護后,要對故障進行排除,發現存在安全隱患和出現故障的設備進行及時處理,在監控預警系統給出安全警示后,對出現故障的環節和設備進行檢測,找出故障發生的原因,利用集中維護方法進行維護,打造一個工作能力較強的維護團隊,對維護工作人員進行培訓,提高工作人員問題處理能力和維護能力,保證設備及時恢復應用功能,保證光纖通信系統中光傳輸設備高效運作。
(二)增加維護工作人員對工作流程和內容了解
工作人員在進行光纖通信系統中光傳輸設備維護工作時,要明確自身工作內容,保證設備的運作滿足環境要求,保證機房的潔凈度,建立合理化的清潔和掃塵周期,增加對細節的關注度,做好細節的清潔工作,對裝置上存在的灰塵和浮灰及時清理,對機房溫度進行管理和控制,為設備營造一個干凈安全的運作環境,增加設備和裝置的使用期限。其次,工作人員也要做好設備靜電控制工作。在對機盤清理和基番更換時,佩戴防靜電保護設備,提高自身操作能力,增加對維護工作流程的了解,掌握設備和不同裝置的構建原理和組網拓補能力,保證可以良好的開展接地作業,保證設備和裝置的安全性。
(三)全面貫徹維修原則,保證維修的有序性
光纖通信系統中光傳輸設備和不同裝置的維護,要遵循以下幾個原則。其一,優先對光纖通信系統中光傳輸外部環境進行維護,在對傳輸環節進行維護。當事故產生時,維護工作人員要先找到事故發生的主要原因,對線纜連接去情況進行檢查和分析,看是否存在線路的斷裂現象。在排除不同故障原因后,發現工作產生原因不在外部環境中,對內部運作環節的檢查,來保證光纖通信系統中光傳輸設備的安全性,降低設備維護難度。其二,優先進行單站維護工作,在對單板進行維護。對光纖通信系統中光傳輸設備事故產生地點進行檢查時,判斷出事故和故障產生于哪一個站點,針對這一站點進行內部檢查,判斷出事故發生在哪一個環節,有序的對光纖通信系統中光傳輸設備進行檢查和故障的排除工作,提好了設備檢修效率。其三,要優先對線路進行檢查,對支路進行檢查和故障的排除,全面貫徹先高級后低級的理念,掌握主次順序,避免故障的擴大和增加,避免帶來更為嚴重的后果。
光纖通信系統中光傳輸技術具有實際應用價值,光傳輸技術數據運作效率較快,運作流暢度較高,提高了光纖通信系統工作效率,保證了光纖通信系統工作質量。為了保證光纖通信系統中光纖設備的安全性,需要加以關注光纖通信設備維護工作,增加對計算機設備溫度關注度,看其是否存在高溫現象,降低不同設備挪動的次數,增加維護工作人員對工作流程和內容了解,全面貫徹先外部環境,后傳輸維護原則,優先對線路進行檢查,在對支路進行檢查和故障的排除,保證維護工作的標準性。
作者:魏攀 單位:巴中職業技術學院
參考文獻
[1]張劍文.廣電傳輸系統中通信光纖設備的維護分析[J].中國新通信,2016.
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