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  • 推進光纖通信技術 助力智能電網(wǎng)發(fā)展

    2018-07-18 11:25:00 OFweek智能電網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
    發(fā)展智能電網(wǎng)已日益成為國際共識,中國的智能電網(wǎng)建設也正在如火如荼地進行著。日前我國已建成先進可靠的電力專用光纖通信網(wǎng)絡,傳感器網(wǎng)

           發(fā)展智能電網(wǎng)已日益成為國際共識,中國的智能電網(wǎng)建設也正在如火如荼地進行著。日前我國已建成先進可靠的電力專用光纖通信網(wǎng)絡,傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展也與日俱進,兩者的融合將進一步促進以實時監(jiān)測信號和高速處理數(shù)據(jù)為特征的智能電網(wǎng)的發(fā)展。

      忻向軍教授作為北京郵電大學電子工程學院的副院長,光電子和光信息研究中心主任和博士生導師,同時還兼任中國通信學會、電子學會、光學學會高級會員,多年從事一線科研和教學工作,在光通信和光傳感器方面有著豐富經(jīng)驗。今天我們有幸能請到忻教授就光纖通信的相關問題為我們答疑解惑。 

      1、堅強智能電網(wǎng)需要高可靠、高帶寬的通信網(wǎng)。而光纖通信具有帶寬高、抗干擾能力強、性價比優(yōu)等其它通信技術無法比擬的優(yōu)勢,已經(jīng)成為智能電網(wǎng)通信網(wǎng)絡建設的首選。作為以信息通信為特色的院校,北京郵電大學在光纖通信技術應用于智能電網(wǎng)領域有何最新的研究進展?

      忻向軍:這個問題可以從兩方面闡述。一方面是郵電大學在光通信方面的研究成果,另一方面就是光通信的部分成果在智能電網(wǎng)上的應用。

      眾所周知,核心網(wǎng)和接入網(wǎng)是光通信的兩大部分,二者相互依存,相互促進,協(xié)調(diào)發(fā)展。目前,核心網(wǎng)中DWDM(密集波分復用)系統(tǒng)中單個光載波的速率為10G和40G的系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)商運,下一步業(yè)界主推的是單載波100G的DWDM系統(tǒng)。值得一提的是40G的相關技術和市場已被中國牢牢占據(jù)了,基于這樣的考慮,國外的設備商都直接研制100G DWDM系統(tǒng),且已經(jīng)具備了商用可能。從這一角度看,國內(nèi)目前在100GDWDM系統(tǒng)上可能有點滯后于國外發(fā)達國家的水平。慶幸的是國內(nèi)無論從科研工作者,還是主流設備商及我們的政府部門,在這方面的危機感都很強,也在這個方向設置了很多課題,投入了相當?shù)娜素斄Γ〉昧艘慌晒?/p>

           就郵電大學而言,在光通信方面的研究成果主要表現(xiàn)在電信核心網(wǎng)領域和接入網(wǎng)領域。這方面的研究成果主要是指承擔國家科技部一些重大項目,攻克了一批關鍵技術、提出了相關標準,其中不少技術和標準都被國內(nèi)運營商、甚至國際電信組織采納,在成果的應用方面取得了比較好的反響。接入網(wǎng)領域近期取得了幾乎同國際先進研究水平相當?shù)目蒲谐晒饕菫檫m應下一代光接入網(wǎng)的基于新型調(diào)制格式的PON體系架構(gòu)及其中的一些關鍵技術與算法,這些成果對加速NG-PON2的布局(40G或100G)具有重要指導價值。

      我本人也有一個國家863課題,目前也取得了一些成果。當然,這些成果的商業(yè)運營還需要聯(lián)合運營商、供應商等一起去推廣,但就學術層面而言,這些成果一定程度上推動了國內(nèi)光纖通信技術的科研發(fā)展。接入網(wǎng)方面,當前商用的主要是GPON(Gigabit-Capable PON)和EPON(Ethernet Passive Optical Network),隨著接入網(wǎng)距離的延伸和帶寬需求的大幅度上升,GPON 和EPON也面臨著大幅度的擴容升級,這種升級有可能在實現(xiàn)機理上有實質(zhì)性變化。升級后的這一接入網(wǎng)一般稱為下一代接入網(wǎng) NGPON(next generation)。接入速率在10G之內(nèi)的為NGPON1;10G、40G、100G、甚至達到T(Trillion byte 萬億字節(jié))級別接入的一般稱為NGPON2。現(xiàn)在郵電大學基于100G的研究取得了一些成果,Tbit接入的研究也已開始進行。

      光通信的部分成果在智能電網(wǎng)上的應用:隨著2009年光纖復合電壓電纜的研制成功,在智能電網(wǎng)全面建設中,電力光纖到戶正在成為一種趨勢。目前,PON作為用電信息采集技術已經(jīng)得到了認可,它不僅具有安全、可靠的特點,并且可以提供高達數(shù)十G的接入帶寬,能夠為電網(wǎng)企業(yè)未來開展更加豐富的寬帶業(yè)務創(chuàng)造條件。郵電大學光通信技術成果在智能電網(wǎng)中的應用還不太豐富,這也將是我們下一步工作的重點。我們會在保持電信領域優(yōu)勢的基礎上,充分發(fā)揮郵電大學在接入網(wǎng)方面的優(yōu)勢,積極推進智能電網(wǎng)相關技術的應用。

      2、我們了解到,在信息通信中,光通信和無線通信這兩種方式各有優(yōu)缺點,兩者的綜合運用或?qū)⑹且粋€未來的發(fā)展趨勢,您能否談一談您對光通信和無線通信融合的看法?

      忻向軍:光通信和無線通信的融合是未來的發(fā)展趨勢。我們都知道光纖的最大特點是穩(wěn)定、高速、距離遠且不受干擾;而無線的最大特點是使用便捷、接入方式靈活,如何兼顧兩者的優(yōu)點一直是技術人員研究的重點。這種需求隨著無線視頻通話等新業(yè)務而變得更加緊迫。伴隨著多媒體無線接入,P2P文件傳送等大容量需求上升,之前的容量已無法滿足新的需求。針對此種情況,運營商采取了一系列措施,如推出4G通信技術等等,但仍規(guī)避不了“無線載頻帶寬有限”的問題,這是根本的限制。另外,把無線載頻的頻率提高到40GHz或者60GHz,可以顯著增加無線接入的帶寬,但這一波段的無線載頻覆蓋范圍受限。因此光纖和無線的結(jié)合成為了一種必然:通過在小范圍采用高載頻的無線接入,再經(jīng)由低成本的光纖接入有效擴展接入范圍,在規(guī)避了無線高載頻覆蓋弊端的同時,又發(fā)揮了無線靈巧的優(yōu)勢,一舉兩得。

      這種融合系統(tǒng)已經(jīng)在我們實驗室研制成功了演示系統(tǒng)。我們通過此系統(tǒng)可以輕松利用無線接入欣賞藍光DVD,即用60GHz的無線去帶藍光DVD的比特流,再經(jīng)由光纖鋪設到任何目的地,無線接入的速率可以達到每秒Gbit,速率非常高。這種技術可以應用到智能電網(wǎng)上,將來也可以用來實時監(jiān)控輸配電網(wǎng)絡的相關信息,甚至是高速傳輸所有電網(wǎng)線路的實時監(jiān)測視頻。

      3、我們了解到,與光通信網(wǎng)相比,光傳感網(wǎng)絡可以利用傳感器實現(xiàn)大范圍的多點、多參量的監(jiān)測。您能否為我們介紹一下多個傳感器是如何利用現(xiàn)有的光纖局域網(wǎng)技術組成傳感器網(wǎng)絡的?構(gòu)建一個功能完備的傳感器網(wǎng)絡對電網(wǎng)智能化有什么重要意義?

           忻向軍:這個問題非常重要,這不僅涉及到智能電網(wǎng)以后的組網(wǎng)方式,而且也是“電網(wǎng)方面的物聯(lián)網(wǎng)”得以實現(xiàn)的重要基礎之一。就這項技術本身而言,也是非常重要的,因為它跟現(xiàn)實生活聯(lián)系太密切了,尤其是伴隨著智能時代的來臨,傳感器的重要性會進一步顯現(xiàn)。

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    責任編輯:電朵云

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