電力光纖發(fā)展現(xiàn)狀

電力光纖到戶試點(diǎn)工程開(kāi)建

2010年6月13日，國(guó)家電網(wǎng)公司在遼寧省沈陽(yáng)市召開(kāi)電力光纖到戶試點(diǎn)工作座談會(huì)，標(biāo)志著電力光纖到戶試點(diǎn)工程建設(shè)全面啟動(dòng)。

智能電網(wǎng)建設(shè)是公司貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的具體實(shí)踐，是深入推進(jìn)"兩個(gè)轉(zhuǎn)變"的重要內(nèi)容，各相關(guān)單位要統(tǒng)一思想，把握原則，創(chuàng)新工作方式，促進(jìn)電力光纖到戶試點(diǎn)工程有序開(kāi)展，服務(wù)于智能電網(wǎng)建設(shè)和國(guó)家"三網(wǎng)融合"戰(zhàn)略。

電力光纖到戶試點(diǎn)工程是公司堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)第二批試點(diǎn)項(xiàng)目，計(jì)劃在14個(gè)網(wǎng)省公司的20個(gè)城市進(jìn)行試點(diǎn)工程建設(shè)，共覆蓋約4.7萬(wàn)戶用電客戶。公司智能電網(wǎng)部會(huì)同各試點(diǎn)網(wǎng)省公司及技術(shù)支持單位，組織精干力量，周密安排，有效推進(jìn)工程建設(shè)。目前，試點(diǎn)工程進(jìn)展順利，已開(kāi)展14項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、報(bào)告的編制工作，完成10個(gè)網(wǎng)省公司的試點(diǎn)小區(qū)選定工作。

電力光纖到戶是指，在低壓通信接入網(wǎng)中采用光纖復(fù)合低壓電纜(OPLC)，將光纖隨低壓電力線敷設(shè)，實(shí)現(xiàn)到表到戶，配合無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，承載用電信息采集、智能用電雙向交互、"三網(wǎng)融合"等業(yè)務(wù)。電力光纖到戶解決了信息高速公路的末端接入問(wèn)題，可滿足智能電網(wǎng)用電環(huán)節(jié)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的需求。在提供電能的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的同網(wǎng)信號(hào)傳輸，為用戶提供更加便利和現(xiàn)代化的生活方式。電力光纖到戶能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的共建共享，大幅降低"三網(wǎng)融合"實(shí)施成本，提高網(wǎng)絡(luò)的綜合運(yùn)營(yíng)效率，在節(jié)能環(huán)保方面優(yōu)勢(shì)明顯。

光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能、穩(wěn)定性及其自適應(yīng)的保護(hù)恢復(fù)能力，對(duì)光纖繼電保護(hù)工作的可靠性起到關(guān)鍵作用。目前，在電力網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域中，廣泛使用的是以電時(shí)分復(fù)用為基本工作原理的SDH/SONET同步數(shù)字體系，它具有強(qiáng)大的保護(hù)恢復(fù)能力和固定的時(shí)延性能。但由于采用電時(shí)分復(fù)用來(lái)提高傳輸容量的方法有一定的局限性，使其在電力網(wǎng)絡(luò)這種呈現(xiàn)高速擴(kuò)容及復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中漸漸難以滿足組網(wǎng)的要求，因此從目前的電復(fù)用方式轉(zhuǎn)向光復(fù)用方式，將是電力光纖網(wǎng)絡(luò)的必然發(fā)展方向。光復(fù)用方式有光時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用和頻分復(fù)用等方式，其中波分復(fù)用技術(shù)已逐漸進(jìn)入大規(guī)模商用階段。由于采用電時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，而光纖的200 mm可用帶寬資源。

僅僅利用了不到1%，如果同時(shí)在一根光纖上傳送多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)，則可以大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用的基本思路。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是，充分利用光纖的巨大帶寬資源，使傳輸容量可以迅速擴(kuò)大幾倍甚至上百倍，在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可以節(jié)約大量光纖和再生器，大大降低傳輸成本。波分復(fù)用技術(shù)在電力光纖網(wǎng)絡(luò)上具有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿Γ梢怨?jié)省電力光纖網(wǎng)長(zhǎng)距離傳輸?shù)某杀?，提高電力光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃?。因此，隨著波分復(fù)用技術(shù)的逐漸成熟和演化，波分復(fù)用技術(shù)將在電力保護(hù)光纖網(wǎng)絡(luò)上得到廣泛的使用。

目前電力光纖網(wǎng)絡(luò)使用的光纜主要有三種:普通非金屬光纜、自承式光纜和架空地線復(fù)合光纜?？梢园l(fā)現(xiàn)，架空地線復(fù)合光纜雖然造價(jià)較高，但在高電壓等級(jí)及同桿雙回和多回線路使用時(shí)，占線路綜合造價(jià)比例較低，并可以兼作繼電保護(hù)通道。以1條220 kV線路為例，采用光纖保護(hù)與采用高頻保護(hù)的價(jià)格相當(dāng)，但高頻保護(hù)在線路兩側(cè)還需要增設(shè)阻波器、耦合電容器和結(jié)合濾波器等設(shè)備，架空地線復(fù)合光纜則顯得更為經(jīng)濟(jì)，而且還具有可靠性高、維護(hù)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。隨著光纜綜合價(jià)格的下降，架空地線復(fù)合光纜在電力光纖網(wǎng)絡(luò)中將得到廣泛的應(yīng)用。

電力光纖交換機(jī)

1 光纖的結(jié)構(gòu)與分類

光纖為光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱，由直徑大約0.1 mm的細(xì)玻璃絲構(gòu)成。繼電保護(hù)所用光纖為通信光纖，是由纖芯和包層兩部分組成的:纖芯區(qū)域完成光信號(hào)的傳輸，包層則是將光封閉在纖芯內(nèi)，并保護(hù)纖芯，增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度。

按光在光纖中的傳輸模式，光纖可分為單模光纖和多模光纖。多模光纖的中心玻璃芯較粗，可傳多種模式的光，但其模間色散較大，限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨著距離的增加，其限制效果更加明顯。單模光纖的中心玻璃芯很細(xì)，只能傳一種模式的光，因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程傳輸，但仍存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對(duì)光源的帶寬和穩(wěn)定性有較高的要求，帶寬要窄，穩(wěn)定性要好。

2 繼電保護(hù)用光纖的特點(diǎn)

繼電保護(hù)用光纖對(duì)衰耗值要求較高，不同波長(zhǎng)的光信號(hào)衰耗值不同，單模光纖的傳輸衰耗值最小，波長(zhǎng)1.31 μm處是光纖的一個(gè)低損耗窗口，所以繼電保護(hù)用光纖均使用單模光纖，使用1.3 μm的波長(zhǎng)段。

電力光纖在目前來(lái)講，是指用于電網(wǎng)通信及調(diào)度、保護(hù)的信息通道，主要形式有OPGW(光纖復(fù)合架空地線)、ADSS(自承式光纜)、OPLC(光纖復(fù)合低壓電纜)，隨高壓線路架設(shè)。

電力光纖和普通光纖沒(méi)什么區(qū)別，主要用于電力通訊、繼電保護(hù)、自動(dòng)化傳輸?shù)取?/p>

(1)建設(shè)光網(wǎng)的規(guī)模要以符合近9 1 /年的需求為原則,避免過(guò)分超前:光纖網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)基本要求是滿足電力系統(tǒng)生產(chǎn)、管理的需要,在建設(shè)光纜線路時(shí),要仔細(xì)分析未來(lái)91 /年內(nèi)的信息量需求,預(yù)留出足夠的纖芯資源,以適應(yīng)電力系統(tǒng)急速增長(zhǎng)的管理、調(diào)度、自動(dòng)化和信息系統(tǒng)需求形勢(shì),避免投資不足,同時(shí)要考察外部市場(chǎng)的需求和特點(diǎn),在條件具備的地區(qū)和省市，在有需求的線路上合理地增加纖芯數(shù)量，順應(yīng)市場(chǎng)需求。

(2)關(guān)注色散和非線性效應(yīng)對(duì)大容量傳輸系統(tǒng)的影響。單模光纖的色度色散、偏振模色散和色散斜率對(duì)高速率、多波長(zhǎng)光傳輸技術(shù)的發(fā)展造成嚴(yán)重制約，在建設(shè)光傳輸系統(tǒng)時(shí)，必須關(guān)注包括解決色度色散、色散斜率和偏振模色散在內(nèi)的色散控制技術(shù)的發(fā)展選用簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)有效的色散控制技術(shù)。

(3)光纖中的折射率效應(yīng)與散射效應(yīng)限制了光纖光功率的提高，進(jìn)而限制了系統(tǒng)傳輸容量的增加和傳輸距離的延伸?而且不同光纖的非線性效應(yīng)具有各自的特點(diǎn)，不可能采用同一種方法克服全部非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)光纖的影響。因此?在選用大有效面積光纖這一根本性措施的同時(shí)，還需要了解針對(duì)每種光纖非線性光學(xué)效應(yīng)的措施，以便在建設(shè)光傳輸系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)的特別要求采用相應(yīng)的手段。

(4)安全管理網(wǎng)絡(luò)安全分安全技術(shù)及安全管理兩部分，其中最重要的是安全管理。但是，任何的安全技術(shù)都不可能防范因管理混亂所產(chǎn)生的嚴(yán)重后果，使用者的粗心大意、將會(huì)使精心設(shè)計(jì)的安全策略形同虛設(shè)，所以必須將管理放在安全措施的第一位，如通過(guò)各種制度控制用戶的訪問(wèn)等。

1. 電力光纖OPLC 將成為智能電網(wǎng)用戶接入端的首選方案。光纖入戶是發(fā)展智能電網(wǎng)的內(nèi)在要求，目前電網(wǎng)用戶端光纖化率幾乎為零。光纖復(fù)合低壓電纜(OPLC)將光纖和電纜復(fù)合制造，在鋪設(shè)電纜的同時(shí)完成了光纖入戶，產(chǎn)品毛利率高于普通光纜?；贠PLC 的PFTTH 方案與主流FTTB+LAN相比，只增加不到10%的材料成本，可使綜合成本降低40%左右。

2.國(guó)家電網(wǎng)正在快速推進(jìn)電力光纖OPLC 入戶。國(guó)家電網(wǎng)已選定10 個(gè)網(wǎng)省公司啟動(dòng)首批小區(qū)試點(diǎn)，年內(nèi)規(guī)劃覆蓋4.7 萬(wàn)戶;7 月初與中國(guó)電信簽署戰(zhàn)略合作。電網(wǎng)“只服務(wù)不競(jìng)爭(zhēng)”的低姿態(tài)有利于獲得三網(wǎng)相關(guān)方的支持。我們預(yù)計(jì)在電網(wǎng)十二五規(guī)劃方案最終確定后，電力光纖入戶將迎來(lái)爆發(fā)性增長(zhǎng)。智能電網(wǎng)和傳統(tǒng)三網(wǎng)開(kāi)始在用戶端走向融合，我們即將進(jìn)入多網(wǎng)融合的時(shí)代。

3.國(guó)家電網(wǎng)的積極推進(jìn)將催生OPLC 新市場(chǎng)和提升EPON 設(shè)備需求。保守預(yù)測(cè)僅新建住宅對(duì)OPLC 的年均潛在需求就超過(guò)350 億元(64 萬(wàn)公里/年)，預(yù)計(jì)2015 年市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)到70 億，復(fù)合增速65%。目前擁有OPLC 產(chǎn)品的供應(yīng)商只有中天科技和亨通光電，此舉也將提升對(duì)光通信EPON 設(shè)備(烽火通信)的需求預(yù)期。

4.電力部門(mén)原先用于通信的一個(gè)微波頻段將被國(guó)家收回，因此近幾年許多電力公司先后啟動(dòng)了光纖通信線路及系統(tǒng)的建設(shè)。作為電力通信用的ADSS光纜受到青睞的原因是它加掛在已建成的高壓輸電線路桿塔上，有效地利用了電力部門(mén)的高壓桿塔資源，節(jié)省了大量工程施工費(fèi)用。通信