电力光纤复用

谭渝

摘要：专用光纤通道为直接连接在保护之间的光纤，复用光纤主要为经过中转站才将两侧保护设备连接。当线路长度达到一定（一般为80km）以上时使用复用光纤，主要是由于长度过大时，光功率衰减大，难以保证通道质量。

关键词：电力光纤、复用保护、环网自愈

一、光纤知识简介

按光在光纤中的传输模式，光纤可分为单模光纤和多模光纤。对单模光纤和多模光纤在工作波长区域的传输特性进行了比较。如图1，由表中可以看出，单模光纤的传输衰耗最小。综合传输衰耗和色散，可知单模光纤1310nm波段是最佳传输窗口，所以现在继电保护用光纤均使用单模光纤1310nm波段。

二、电力网络用光纤

目前电力光纤网络使用的光缆主要有3种：普通非金属光缆、自承式光缆（ADSS）和架空地线复合光（ OPGW）。架空地线复合光缆虽然造价较高，但在高电压等级及同杆双回和多回线路使用时，占线路综合造价比例较低，并可以兼作继电保护通道。所以架空地线复合光缆在电力光纤网络中越来越广泛的应用。

专用光纤通道为直接连接在保护之间的光纤，复用光纤主要为经过中转站才将两侧保护设备连接。当线路长度达到一定（一般为80kM）以上时使用复用光纤，主要是由于长度过大时，光功率衰减大，难以保证通道质量。

下面就详细讨论如下。

（一）线路保护复用2M通道

即2M保护，是指占用由光纤通信传输设备（ SDH，光端机）提供的一对2M通道的保护传输方式，其特点是共享光纤通信设备资源，对光纤通道的依赖性强，要求通道不中断、误码率低。

（二）线路保护复用64k通道

俗称为PCM保护，是指占用由光纤通信接入设备提供的一个64k通道的保护传输方式，其特点是共享光纤通信接入设备资源，对PCM接人设备的依赖性强，要求设备运行稳定、不中断。在同一变电站内，为便于维护，保护用PCM一般与通信用PCM同规格型号，依据使用的要求不同，具体配置不同，但要作醒目标识（红色标识，注明复用保护），以便于区别。

对于OPGW光缆的复用，由于其具有较高的可靠性，在目前光纤网络未能形成环网的现状下.同一光缆纤芯的不同可视为通道双重化;当形成了光纤网络环网后，OPGW光缆也应实现两条路由的双重化，能在一条光缆损坏后通过另一个路由正常运行。

三、二纤双向通道环配置

（一）二纤双向复用段保护环

二纤双向复用段保护环也是使用两条光纤：S1/P2、S2/P1，每根光纤的前半个时隙（例如STM-16系统为1#—8#STM- 1）传送主用业务，后半个时隙（例如STM-16系统的9#—16#STM-1）传送额外业务，也就是说一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业 务。因此在二纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤，每一条光纤的前半个时隙是主用信道，后半个时隙是备信道，两根光纤上业务流向相反。

在环网B—C间光缆段被切断时，网元A到网元C的主用业务沿S1/P2光纤传到网元B，在网元B处进行环回（故障端点处环回），环回是将S1/P2 光纤上S1时隙的业务全部环到S2/P1光纤上的P1时隙上去（例如STM-16系统是将S1/P2光纤上的1#—8#STM-1[VC4]全部环到S2 /P1光纤上的9#—16#STM-1[VC4]），此时S2/P1光纤P1时隙上的额外业务被中断。然后沿S2/P1光纤经网元A、网元D穿通传到网元 C，在网元C执行环回功能（故障端点站），即将S2/P1光纤上的P1时隙所载的网元A到网元C的主用业务环回到S1/P2的S1时隙，网元C提取该时隙 的业务，完成接收网元A到网元C的主用业务。

网元C到网元A的业务先由网元C将网元C到网元A的主用业务S2，环回到S1/P2光纤的P2时隙上，这时P2时隙上的额外业务中断。然后沿S1 /P2光纤经网元D、网元A穿通到达网元B，在网元B处执行环回功能——将S1/P2光纤的P2时隙业务环到S2/P1光纤的S2时隙上去，经S2/P1 光纤传到网元A落地。

通过以上方式完成了环网在故障时业务的自愈。

而这些情况在光纤遭到外力破坏时，均不能正常行，因为光纤不能自愈，无备用业务。所以，配置备用业务就显得尤为重要。下面就是通过软件上实现主备用链路上转换来确保信息正常传输的方式。

接下来就详细介绍通过同样的方式完成了环网在故障时业务的自愈。

一师电网的光纤利用阿中变到塔北的光纤形成复用环，一条通道是阿中变到塔北，另一条通道是阿中变——城北——园区——绿园镇——北二干——塔北，确保以后经过塔北的光纤业务以后有双通道。当一条光纤断时，可通过另一条通道传输数据，大大提高了光纤网络的稳定性，为光纤抢修工作赢得了宝贵的时间，不用马上紧急快速到现场测试光纤断点，停电然后熔纤。为实现电网灵活的运行方式做铺垫，因为不用停电就倒换业务，且断的光纤能有足够的时间去抢修，不影響数据信息的正常传输，从而保障数据及维稳视频监控的正常上传工作。这将是阿拉尔片区光纤网络拓扑更加坚固稳健，将极大地提高信息上传工作可靠性。

这就是光纤复用通道保护环的整个过程，然而通过硬件上实现解决该问题则需耗费大量的资金物力。如快速到现场熔纤，人力物力来回油料，如光纤熔接头熔接质量不佳，对以后数据上传有极大影响，甚至丢包误码以致不能传输正确的信息。这就不得不通过巡线找断点，费时费力，大大的降低了效率，且光纤不通的情况下，线路无光纤主保护，按安规规程，线路不得运行。

而通过光纤复用通道保护环从软件上较好的解决了停电以及信息上传的问题，相当便捷，省时省力，节约了大量的资金，为电网可靠地运行保驾护航。

四、光纤保护应用中存在的问题

光纤保护通道的安全可靠对电力系统的安全、稳定运行起到重要的作用。如果在保护装置投人运行前的施工、测试中存在误差，则会导致保护装置的误动作，进而影响全网的安全稳定运行。综合各地由于施工工艺不良造成光纤保护退出运行的案例，需注意杜绝以下情况的出现：（1）光纤熔接质量不高，导致光纤的衰耗指标不稳定，影响光纤保护的正常运行。（2光纤尾纤连接器积灰造成通道衰耗增加，进而引起保护装置通道告警，造成光纤保护退出运行。（3）2M电缆头焊接质量不高，接触不良，造成保护通道的运行不稳定。（4）保护侧尾纤连接质量不高，接触不良，造成保护通道的运行不稳定。

以上这些问题应在实际工作中尽量避免，只有提高通道质量，才能对电力系统的安全、稳定运行起到保驾护航的作用。

通过软件上实现光纤复用通道保护环，这将极大保障数据信息传输的稳定，为实现四个安全生产90天而奋斗，为电网的可靠运行保驾护航，为电网及国民经济的发展插上腾飞的翅膀而做出不懈努力。

参考文献：

[1]范文飙，曹磊.光纤通信技术的发展趋势[J].黑龙江科技信息，2009.

[2]徐迎，郑凌娟，龚宇清，杨尚瑾.光纤通信在电力系统通信中的发展前景[J].才智，2009.