电力通信系统超长距离光纤传输解决方案

12/27/2012,随着国家电网公司建设坚强智能电网的提出，大力发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术和推进智能电网建设成为电力行业建设的重点。其中特高压电网作为智能电网建设的骨干网架，必须具有跨区调度、传输距离远、承载容量大的能力。因为特高压通信线路与普通的运营商通信线路不同，其线路路由规划一般都较偏僻，且需要尽量避开发达地区和人口稠密地区。如果按照常规距离（小于100千米）设置通信中继站，那么可提供电源的通信中继站的选址、建设及运行都存在很大的困难，因此，减少中继站的数量，将节省大量的建设成本和维护费用，同时，还可以有效减少通信线路的故障产生节点数量，增强通信网络长期运行的稳定性和安全性。支持超长跨距的光通信解决方案是智能电网和特高压电网建设的迫切需要。

　　华为解决方案

　　华为技术有限公司MSTP系列光传输产品在超长距离传输领域，处于业界领先地位，已广泛应用于电网客户的通信系统项目建设。MSTP系列由OSN产品组成，分别是OSN 1500/OSN2500/OSN3500/OSN

　　7500/OSN9560。该系列具备统一的开发平台和管理平台。可以实现从接入层到核心层的按需选择和一体化管理。

　　MSTP系列产品用于提高光传输无电中继长度的核心技术主要有前向纠错技术（FEC、Enhanced FEC）、掺饵光纤放大器（EDFA-BA、EDFA-PA）、分布式拉曼放大器（Raman）和遥泵技术等。由于遥泵技术对线路光缆衰耗、环境要求很高且需要在光缆中间放置饵纤盒需中断原有光缆，工程施工期长达数月，因此在电力系统实际工程中，除特殊情况外应尽量避免采用。当前在电力通信系统设计时可根据下面的技术选择顺序，选择合适的方案组合满足2.5Gbps（千兆比特每秒，带宽的传输速度）和10Gbps两种速率的超长距离应用。

　　1. 首先考虑在发送端配置功率放大器（EDFA-BA）提高发送光功率，在接收端配置前置放大器（EDFA-PA），提高接收灵敏度指标；主流的功率放大器产品增益在10～23dB（功率增益的单位）之间，输出功率可达14~23dBm（考证功率绝对值的值）。前置放大器增益一般大于10dB。华为提供的解决方案在发送端采用非线性抑制技术成功解决了功率放大器的功率门限受限问题，输出功率指标在业界同类设备中处于领先水平。

　　2.增加配置前向纠错功能(FEC、EFEC)技术，目前光通信系统已普遍采用前向纠错（FEC）技术达到提升系统的误码率性能、延长光信号的传输距离的目的。标准FEC编码增益约6～7dB，华为采用增强型前向纠错技术（EFEC），可以较标准FEC提供额外的1～3dB编码增益。

　　3. 增加配置前向和后向拉曼放大器，拉曼放大器增益区分布在光纤本身，具有增益平坦、噪声低的特点,非常适合长距离光纤传输系统应用。在G.652光纤（目前广泛使用的单模光纤）中其增益值为8～12dB,典型放大值为10dB。拉曼放大器一般是与EFDA放大器配合使用，即前向拉曼配合功率放大器使用，后向拉曼配合前置放大器使用。

　　为解决光纤传输系统中的色散问题。传统解决方案是采用具有负色散系数的色散补偿光纤进行补偿，但是色散补偿光纤存在损耗大，而且损耗随补偿距离增加而变大的缺点，增加了超长距传输系统设计的复杂程度；华为采用无源啁啾光纤光栅型的色散补偿模块，具有体积小、插损恒定的特点；可有效解决色散补偿光纤引入的额外插损随色散量变化的问题。

　　综上所述，通过上述方案组合配置，在不采用遥泵技术的情况下，华为解决方案可实现超过300千米的单跨传输。特别值得一提的是，上述解决方案所采用的光纤放大器、拉曼放大器和色散补偿模块均可以做到与速率无关，零代价支持通信网络从2.5Gbps升级到10Gbps速率。

　　实践证明这些超长距离光纤传输技术能很好地解决电力系统长距离的传输需求,例如华为产品在南方电网“西电东送”工程项目中的应用，实现多个单跨距离超过220千米，最大实测线路衰耗超过62dB的跨段传输。
来源：国家电网报