浅析光纤技术发展及其在电力通信中的应用

　　【摘 要】电力通信是确保电力安全与可靠的重要依据，基于电力工业的全面发展，电力通信系统要求也不断提高。光纤技术抗强电磁干扰的能力相对较强，且电源性能很高，同时容量较大且传输的质量也很高，与电力通信发展实际需求相吻合，在一定程度上增强了电力综合通信能力。本文对光纤技术发展及其在电力通信中的应用进行了探讨。
　　【关键词】光纤技术；电力通信；应用
　　一、引言
　　随着我国科技水平的提高，多样化的科学技术被廣泛应用在各行业与领域当中，一定程度上带动了我国经济的发展。电力通信技术是电力网络调度自动化系统和安全稳定控制系统的基础，包含监控控制系统、数据采集系统、继电保护系统、能量管理系统、电力调度等功能。对于电力通信行业来说，在科学技术发展与进步的背景下，已经有很多新技术与材料得到研发和应用，将光纤通信技术合理地应用在电力通信系统当中，能够进一步增强电力通信质量与能力。此外，新型光纤技术不断能够解决电力运行商在电力输送中大容量系统的困难，还能够增加光缆容量、延长电力输送距离，丰富了电力通信技术的应用方案，加快了电力通信技术的发展。
　　二、光纤技术发展情况分析
　　光纤是光导型纤维材料的总称，具备尺寸小、质量轻便、安装条件宽泛、使用年限长等优势，制作原材料类型丰富，便于铺设及市场推广，不仅能保护环境，减少金属资源浪费，还能节约成本投入。光纤技术的发展是由初级阶段的摸索式发展到技术逐渐成熟，因此，可以将它的发展以其产品类别划分为不同的4个阶段：第一，多模光纤，其所使用的主要通信材料为850nm的LDE光源，由于技术发展不足，所以第一代光纤的主要产品特点就是产品的纤芯粗而孔径大，尽管如此，这并不影响光纤的具体使用，它一样能够快速且便捷的将信号源耦合到光纤中；第二，单模光纤，20世纪70年代，半导体激光器逐步问世，电力研究学者找到光纤技术新的突破口，单模光纤溶解技术的发展，以及光纤长距离长波传输窗口的运用，将单模光纤传输系统搬上历史发展的舞台，有效替代了多模光纤传输系统，这种光纤系统与第一代多模光纤技术相比其波长区段衰减程度更小，色散消除程度为＂零＂；第三，色散位移光纤，随着光纤技术的使用，光纤的使用也逐渐出现了跨领域，跨区域的需求，然而这种长距离的使用，单模光纤往往会出现传输速率衰减的问题，在科学技术的推动下，色散位移光纤的应用有效地解决的了这一情况，它能够将色散降至最低；第四，大容量光纤，随着电力研究学者对＂掺饵光纤放大器＂和＂波分复用技术＂的研究与应用，大容量光纤传输系统逐步问世，成为第四代光纤技术，根据相关研究表明，当第三代色散位移光纤波分复进行色散位移光纤传输时无法满足传输要求，因为四波具有混频非线性效应，当色散度为零时，其容量输送性最强，会对相邻之间的通道造成一定的影响，大容量光纤有效改善了第三代光纤技术问题。
　　三、光纤技术在电力通信中的应用
　　（一）无金属自承式架空光缆
　　无金属自承式架空光缆的抗拉强度良好，最长跨距已超过1千米，抗拉元件普遍为芳纶纤维。同时，芳纶纤维属于无金属材料，具有质量轻便、防弹能力好、抗拉强度佳、负膨胀系数等特点，并且利用松套层绞填充法进行套装，总体抗腐蚀性强。相较于其他光纤技术，无金属自承式架空光缆的优势明显，绝缘性良好，抗电腐蚀性强，抗冲击性佳，防弹能力好，特别是与200kV以上高压线路同塔建设或施工维护时，不需要停电操作。值得注意的是，受无金属自承式架空光缆特殊性的影响，先天性劣势无法避免，以干带电荷异常放电现象为例，即由于光缆表面污染层引发电场不均衡导致异常漏电，不仅严重灼烧光缆表面，还可能损坏光缆，埋下安全隐患，造成不可预估性损失。因此在实际施工的过程中，技术人员主动转变传统工作理念，坚持实事求是的工作原则，重视无金属自承式架空光缆的先天劣势，进一步杜绝漏电现象。
　　（二）光纤复合地线
　　光纤复合地线是电力通信系统当中广泛使用的一种光纤类型，同样也被称之为地线复合光缆亦或是光纤架空地线等等。这种类型的光纤通信技术被应用在传输线路地线当中，其中包括了通信所需的光纤单元，也就是常说的光纤。光纤复合地线技术在电力通信系统中的应用具有极高的可靠性，而且无需维护。但需要认识到的是，该技术的应用成本较高，所以，尽量在新建的线路当中亦或是旧线路彻底更换底线的情况下应用最具经济性。光纤复合地线技术的主要功能包括两部分，其一就是被当作输电线路防雷线，有效地保护输电导线，实现抗冲击性能的全面增强；其二就是对复合于地线当中的光纤进行合理地运用，进而有效传输全部信息内容，在光纤复合地线的作用下有效结合架空地线与光缆。在我国电力通信系统发展过程中，光纤复合地线的作用不容小觑，最主要的原因就是将该技术应用在系统当中，可以全面提高系统的输电容量，而且实现了架空线的高自动化与超高压化发展。
　　（三）超低损耗光纤
　　随着光通信技术的不断发展，越来越多的新型光纤出现，这些光纤对于现阶段的有效面积和几何尺寸等方面的问题进行了优化，可以支持电力通信在不同场景和地区应用。传统的G.652光纤是通过在纤芯中掺入锗的方式，提高纤芯本身的折射率，继而保证光在光纤中的传播，但是这种传播方法会加剧光纤本身的损耗，提高传输成本，超低损耗光纤由此提出。经过对光纤传播原理的研究后发现光纤受损的主要原因是光纤材料的吸收损耗以及瑞利散射损耗。因此通过减小瑞利散射损耗的衰减后，就能够实现光纤损耗的降低。超低损耗光纤因为能够从根本上减少建设成本，对光纤衰减问题进行了优化，提高相关企业的经济效益，因而被广泛应用。比如，国家最早在青藏的直流联网中使用，因为当地地质条件较为复杂，自然环境恶劣，需要光纤的衰减余量较高，在采用了超低损耗光纤，最终成功开通。超低损耗光纤的衰减较慢使得整体电网系统的稳定性和系统性得到了显著提升，并且还为光纤面对恶劣天气变化提供了损耗余量，最重要的是能够此种光纤能够满足未来电网生产升级的需求。
　　四、光纤技术在电力通信中的应用效益
　　光纤在信息通信过程中与其他材料相较能够实现较低的损耗量，同时还能够满足长距离的传输。在应用技术不断的升级和提升过程中，光纤传输距离的应用也越来越长，这样可以有效地避免了在通信网络建设过程中对中继站建设的需求。尤其是在国家大力普及网络建设和使用的过程中，一些地域较为偏僻的农村地区以及山区，传统的通信方式已然无法满足电力系统发展需求，而使用光纤技术不仅能够有效地进行网络通讯的推广和普及。此外，传统的通信技术，由于材料的抗腐蚀的能力较弱，所以在长期使用过程中，无法有效的避免因腐蚀造成的绝缘体破坏，而造成信息传输过程中受到干扰，同时有可能出现信息的泄漏，而光纤的使用能够有效的避免上述的问题，从而使电力通信网络传输的安全性和稳定性有了保障。
　　五、结束语
　　总而言之，随着我国经济的不断发展，城市规模不断扩大，电力通信工程的数量不断增多，电力通信工程应用光纤技术的水平逐步成熟，应用领域不断扩大，相关单位要加快通信系统的升级与改革，不断研发和应用各种新型光纤技术。
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