摘 要：隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)信息時(shí)代具有廣闊的發(fā)展前景和重要的戰(zhàn)略地位。數(shù)字光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代智能電網(wǎng)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。文章闡述了數(shù)字光纖通信系統(tǒng)在職能電網(wǎng)的基本應(yīng)用，供業(yè)內(nèi)人士參考。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)光纖 通信技術(shù) 應(yīng)用與發(fā)展

1 前言

1999年，美國(guó)就正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，歐盟在（2009）年制訂了物聯(lián)網(wǎng)歐洲行動(dòng)計(jì)劃，被視為“重振歐洲的重要組成部分”，2010 年我國(guó)國(guó)家傳感網(wǎng)的設(shè)立，使物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展成為了重大戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)包括物與物互聯(lián)，也包括人和人的互聯(lián)；云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)組成部分，已經(jīng)成為國(guó)際新一輪的信息技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵點(diǎn)和制高點(diǎn)。2009 年 10 月（IBM）提出了“智慧地球”，而國(guó)際電信聯(lián)盟（I-TU- T）給出的物聯(lián)網(wǎng)概念最權(quán)威，并被認(rèn)為是第三次信息技術(shù)革命。在現(xiàn)代智能電網(wǎng)中，將先進(jìn)的傳感量測(cè)技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。而承載這些網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)務(wù)的重要手段就是光纖通信技術(shù)，因此，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)信息時(shí)代具有廣闊的發(fā)展前景和重要的戰(zhàn)略地位。

電網(wǎng)通信系統(tǒng)在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，一直依賴(lài)電力線載波和微波通信。近年來(lái)光纖通信技術(shù)逐步得到應(yīng)用，目前已形成基礎(chǔ)網(wǎng)（光纖、電力線載波、微波系統(tǒng)、接入系統(tǒng)）、支撐網(wǎng)（信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、網(wǎng)管網(wǎng)）和業(yè)務(wù)網(wǎng)（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、電視電話會(huì)議系統(tǒng)、交換系統(tǒng)）組網(wǎng)方式。隨著現(xiàn)代智能電網(wǎng)概念的提出，通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使得多媒體通信能同時(shí)提供聲音、圖像、圖形、文字等多種媒體信息，而完成這一新型通信方式的重要手段就是光纖通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)在電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征中發(fā)揮著十分重要的作用。隨著第三次世界信息技術(shù)革命浪潮的到來(lái)，光纖通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，并在全球信息高速公路的建設(shè)熱潮中扮演著重要角色；數(shù)字光纖通信技術(shù)無(wú)論是在航空航天領(lǐng)域、電信網(wǎng)領(lǐng)域還是在現(xiàn)代智能電網(wǎng)等諸多領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。

2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)在智能電網(wǎng)的基本應(yīng)用

2.1 PDH 準(zhǔn)同步數(shù)字體系（Ples iochronous Digital Hierar-chy）

在 1990 年以前，光纖通信系統(tǒng)一直沿用準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH），隨著容量的不斷增大，PDH 準(zhǔn)同步數(shù)字系統(tǒng)暴露出一些明顯的弱點(diǎn)。由于 PDH 采用的數(shù)字復(fù)接方法是按比特異步復(fù)接，沒(méi)有全世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，造成國(guó)際互通困難，從而促使SDH 同步數(shù)字體系應(yīng)運(yùn)而生。

2.2 SDH 同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy）

2.2.1 SDH 是將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體的新型傳輸體制。SDH 同步數(shù)字體系采用以字節(jié)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，按字節(jié)同步復(fù)接，可以將各種速率的 PDH 信號(hào)映射復(fù)用進(jìn)來(lái)，在高速率上采用同步復(fù)用，并建立國(guó)際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 ITU—T（國(guó)際電聯(lián)）在 G.701 建議中規(guī)定了 SDH 的速率等級(jí)，同步傳輸模塊 STM- N（Synchronous Transport Module LevelN） 的標(biāo)準(zhǔn)速率為：STM- 1：155.520Mbit/s STM- 4：622.080Mbit/sSTM- 16：2488.32Mbit/s STM- 64：9953.280bit/s。各種業(yè)務(wù)信號(hào)復(fù)用進(jìn) STM- N 幀的過(guò)程都要經(jīng)歷映射、定位、復(fù)用三個(gè)步驟。

2.3 PCM 脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)（Puls e Code Modulation）

PCM 脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)屬接入設(shè)備，在數(shù)字通信中把模擬信號(hào)按一定的時(shí)間抽樣、量化，并用一組二進(jìn)制碼來(lái)表示抽樣脈沖的輻值，這一過(guò)程稱(chēng)為脈沖編碼調(diào)制。其通信的基本過(guò)程是： ①發(fā)信端的任務(wù)是將模擬信號(hào)通過(guò)抽樣、量化、編碼后變換為由“0”、“1”碼組成的PCM數(shù)字信號(hào)。②再生中繼的任務(wù)是對(duì)波型進(jìn)行修整和再生，最終達(dá)到提高通信質(zhì)量和延長(zhǎng)通信距離的目的。③收信端的任務(wù)是將PCM數(shù)字信號(hào)通過(guò)解碼和低通濾波，還原為模擬信號(hào)。全世界有兩大體系，即北美與日本的 1.544 Mbit/S 體系和歐洲的 2.048 Mbit/s體系，我國(guó)目前采用的是歐洲系列標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s 。

2.4 WDM（波分復(fù)用）、FDM（頻分復(fù)用）和TDM（時(shí)分復(fù)用）

早在2002年，（DWDM） 密集波分復(fù)用技術(shù)的引入使系統(tǒng)容量已達(dá)1.6Tbit/S，相當(dāng)于每對(duì)光纖傳輸1920多萬(wàn)路電話信號(hào)。現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)大容量與高速化的主要手段就是采用復(fù)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的同時(shí)傳輸。主要采用 WDM（波分復(fù)用技術(shù)）。

2.4.2 光波分復(fù)用技術(shù)（OWDM optic Wavelength Divis ionMultiplexing）：

光波分復(fù)用技術(shù)是在一根光纖中能同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)的一項(xiàng)技術(shù)。基本原理是在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)（復(fù)用），在接收端將組合的光信號(hào)分解（解復(fù)用）并送入不同的終端。

2.5 EDFA 在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.5.1 在光纖通信系統(tǒng)中，隨著傳輸速率的增加，傳統(tǒng)的O/E/O中繼方式的成本迅速增加。長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，人們一直在尋找用光放大的方法來(lái)替代傳統(tǒng)的中繼方式，并延長(zhǎng)傳輸距離。光放大器能直接放大光信號(hào)，對(duì)信號(hào)的格式和速率具有高度的透明性，使得整個(gè)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單和靈活。它的出現(xiàn)和實(shí)用化，必將引起光纖通信系統(tǒng)中的一場(chǎng)革命。

2.5.2 摻鉺光纖放大器（EDFA：Erbium- Doped Fider Amplifi-er）是目前性能最完美、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的光放大器。在光纖通信系統(tǒng)中，EDFA 有三種基本的應(yīng)用方式， 分別是功率放大器（Pow er boos ter）、前置放大器（preamplifier）和在線放大器（in- lineamplifier）它們對(duì)放大器性能有不同的要求，功放要求輸出功率大，前放對(duì)噪聲性能要求高，而線放須兩者兼顧。

2.6 半導(dǎo)體激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）

在光纖通信系統(tǒng)中，首先要將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，最常用的光源是半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管。之所以用半導(dǎo)體光源，是因?yàn)椋孩侔雽?dǎo)體光源體積小，發(fā)光面積可以與光纖芯徑相比較，從而有較高的耦合效率；②發(fā)光波長(zhǎng)適合在光纖中低損耗傳輸；③可以直接進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，即只要將信號(hào)電流注入半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管，就可以得到相應(yīng)的光信號(hào)輸出；④可靠性較高，尤其是半導(dǎo)體激光器，不僅發(fā)射功率大、耦合效率高、響應(yīng)速度快，而且發(fā)射光的相干性也較好。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代智能電網(wǎng)概念的提出，通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，使得多媒體通信能同時(shí)提供聲音、圖像、圖形、文字等多種媒體信息，而完成這一新型通信方式的重要手段就是光纖通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)在電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化特征中發(fā)揮著十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧畹儀，李國(guó)瑞.光纖通信系統(tǒng).清華大學(xué)出版社.2000.