专利名称：一种电力光传输网络的超长站距应急通信方法
技术领域：
本发明涉及使用超长站距的方法来实现电力光传输的应急通信，属于电力系统通 信技术领域。
背景技术：
电力应急通信是电力系统处理各种突发事件、保障电网安全生产的重要支 撑，在关键时刻发挥着重要作用。目前电力通信已经形成了以SDH光纤通信环网为主的通信传输网络，网络的安全 性和可靠性得到很大的提高，但是还是存在变电站通信站点出现单点通信故障导致该点通 信业务全部中断的应急通信问题，但电力系统目前还没有建立完善的应急通信系统，无法 快速恢复故障通信站点的各项业务，这必将影响到电网的安全稳定运行。同时随着电力生 产和管理对通信业务的需求的不断增加和变化，许多场合需要临时解决各种通信业务的接 入问题，这促使电力通信必须有手段来满足这些通信应用的需求。应急通信是突发事件和 自然灾害情况下迅速应对危机、减少损失、稳定局势的重要基础手段。对传统没有采用任何光放大设备的光传输系统，仅采用纯光接口的传输方案来实 现远距离传输，则每传输一段距离之后都要设置一个中继站，而一旦发生故障，对中继站的 维护则是一件费时费力的事，对快速恢复系统通信产生很大的困难。本发明采用光放大设 备，实现无中继超长距离传输，可以有效解决这一问题。电力光传输网络的超长站距应急通信方法是通过光放大设备来实现超长距离的 光传输，针对电力系统的光纤线路中断、中继站损坏或维护、光纤老化等问题，利用冗余和 备份的光纤可以迅速建立起一条新的传输通道，超长站距电力光传输可以通过光放大设备 迅速的建立起新的连接，解决单点通信站点发生通信故障时的快速恢复问题。满足电力系 统各实时业务对电力通信的安全可靠性要求，把通信中断的时间减到最小，能够为需要临 时提供通信业务的地点快速经济地提供通信业务，为电网的安全稳定运行提供有效通信保 障。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种电力光传输网络的超长站距应急通信方 法，对于电力系统的光纤线路中断、中继站损坏或维护、光纤老化等问题，利用冗余和备份 的光纤可以迅速建立起一条新的传输通道。根据电力系统的传输容量和传输距离，为超长 站距光通信的光放大设备提供一个合理的配置方案。本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下一种电力光传输网络的超长站距 应急通信方法，在线路中断两端安装光放大设备，中间利用其他光缆经迂回建立一条新的 光传输通道。所述新的光传输通道由前向纠错编码设备FEC、功率放大器EDFA-BA、拉曼放 大器FRA、前置放大器EDFA-PA、色散补偿设备DCM按顺序配置，其中功率放大器EDFA-BA和 拉曼放大器FRA由G. 652光缆连接。
在线路中断两端安装的光放大设备体积小，方便携带，便于移动快速部署。根据各 种光放大设备的性能特点，分别根据不同的传输距离配置不同方案，无需建立中继站，因此 可以迅速建立起一条新的应急通信线路。本发明对于2. 5G系统可以实现400km无中继传 输，对IOG系统可以实现260km无中继传输。本发明能够无需使用中继站而实现超长站距的光传输，实现电力通信站点 在发生通信中断时，迅速建立一条新的传输通道，满足电力系统各实时业务对电力通信的 安全可靠性要求，把通信中断的时间减到最小；能够为需要临时提供通信业务的地点快速 经济地提供通信传输业务，避免使用卫星通信花费高额费用，为电网的安全稳定运行提供 有效通信保障，具有良好的经济效益和社会效益。
图1为本发明超长站距2. 5G系统应急通信传输示意图。图2为本发明超长站距IOG系统应急通信传输示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明作进一步详细描述。在如图1所示的实施例中，是为2. 5G系统构建的应急通信传输示意图。本发明超 长站距电力应急通信系统特征电路组成包括功率放大器EDFA-BA、前置放大器EDFA-PA、 前向纠错编码设备FEC、色散补偿设备DCM、拉曼放大器FRA。随着光纤制造技术的成熟，目前光纤的衰减系数已可以做到0.21 dB/km。由于损 耗的存在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都会减小。光纤 的损耗在很大程度上决定了系统的传输距离。对于2. 5G光纤系统，如果不加任何光放大设 备，光信号传输每IOOkm则需要安装一个中继器，而对于IOG系统，采用纯光接口只能传输 30km。而把功率放大器EDFA-BA置于光发射机半导体激光器之后，光信号经EDFA-BA放大 后进入光纤线路，可以使光纤传输的无中继距离增大。前置放大器EDFA-PA置于光接收机PIN管光检测器的前面，来自光纤的信号经 EDFA放大后再由PIN管检测。强大的光信号使电子放大器的噪声可以忽略。所以，用 EDFA-PA作预放的光接收机具有较好的接收灵敏度。前向纠错技术(FEC)是在发送端对信源增加一定数量的冗余码，并利用软件技术 对冗余码进行编码，在接收端根据记录的冗余信息，对传送的信号进行检查和纠正，以此获 得增益，从而增加系统的传输距离。在发射端配置支持高功率的FEC可以提高BA的发射功 率，在接收端配置FEC，可以增加PA的接收灵敏度。拉曼放大器(RFA)是基于石英光纤中的受激拉曼散射(SRS)效应，形式上表现为 处于泵浦光的拉曼增益带宽内的弱信号与强泵浦光波同时在光纤中传输，使弱信号光得到 放大，提升系统性能。拉曼放大器的增益一般在6 12 dB。对于超长站距传输系统，在超过色散容限允许的最大传输距离的跨段还必须增加 色散补偿模块(DCM)以校正线路的色散值。具体补偿值须依据具体的线路长度而定。对于2. 5G系统和IOG系统，要根据应急通信中断线路距离的不同配置不同的光放 大方案。在方案设计时要遵循以下顺序第一步首先考虑配置BA ；加配BA可以提高发射端的发射功率。
第二步加配PA ；加配PA可以提高接收终端的接收灵敏度。
上述两个步骤还是基于目前最为传统的BA和PA的设计，技术上非常成熟，且操作 维护非常方便，对于2. 5G系统，加配BA和PA的方案可以使系统在无中继情况下再生距离 延长约215km，对于IOG系统，如上方案可以使再生距离延长160km。第三步则加配FEC ；对于2. 5G系统，加配FEC可提高8db编码增益，再生传输距 离可以延长至250km ；对于IOG系统加配FEC可提升6db编码增益，再生传输距离相应延长 至 190km。第四步加配支持高功率的FEC，同时需要配合的是高功率输出的BA;利用此方 法，可有效提升线路发射侧的功率5db左右。如此，对于2. 5G系统，经过此步骤之后，再生 传输距离可以延长至275km ；对于IOG系统再生传输距离可以延长至215km。第五步加配拉曼放大器FRA。加配FRA可以提升接受侧的灵敏度6dB左右。相 应地，2. 5G系统的再生距离延长到305km ； IOG系统的再生距离延长到240km。对于2.5G和IOG系统，均存在色散问题，DCM需要与否要根据实际线路情况来进 行补偿。对图1所示的2. 5G应急通信系统来说，发射端配置支持高功率的FEC，采用SBS抑 制技术，光功率放大器(EDFA-BA)的发射功率可以达到+22dBm。FRA+PA的接收灵敏度可以 达到-42dB，采用FEC可以提升SdB的编码增益。因此整个应急通信系统的支持的最大损耗 为22-(-42)+8=72dB。根据再生距离计算公式可以估算出其再生传输距离可以达到305km， 整个系统传输距离可以达到405km。对于图2所示的lOGbit/s速率系统，由于光传输的非线性效应非常明显，发射 端光功率放大器功率一般只能到12dBm。采用SBS抑制技术后，系统的发射功率可提升至 17dBm。对IOG系统FEC可提升6db编码增益，FRA+PA的接收灵敏度可以达到_36dB。因 此整个应急通信系统的支持的最大损耗为17-(-36)+6=59dB。根据再生距离计算公式可以 估算出其传输距离可以达到242km，整个系统传输距离可以达到272km。
权利要求
一种电力光传输网络的超长站距应急通信方法，其特征在于，在线路中断两端安装光放大设备，在线路中间利用光缆建立一条新的光传输通道，所述新的光传输通道由前向纠错编码设备FEC、功率放大器EDFA BA、拉曼放大器FRA、前置放大器EDFA PA、色散补偿设备DCM按顺序配置，其中功率放大器EDFA BA和拉曼放大器FRA由G.652光缆连接。
全文摘要
一种电力光传输网络的超长站距应急通信方法，在线路中断两端安装光放大设备，在线路中间利用光缆建立一条新的光传输通道，所述新的光传输通道由前向纠错编码设备FEC、功率放大器EDFA-BA、拉曼放大器FRA、前置放大器EDFA-PA、色散补偿设备DCM按顺序配置，其中功率放大器EDFA-BA和拉曼放大器FRA由G.652光缆连接。使用本发明提供的方法，可以减少中继设备的使用，对于电力系统的光纤线路中断、中继站损坏或维护、光纤老化等问题，通过配置不同的光放大方案，利用冗余或备份的光纤可以迅速建立起一条新的传输通道，可以到应急通信的目的。
文档编号H04B10/12GK101980461SQ201010544109
公开日2011年2月23日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者孔明, 王伟, 田文峰, 胡丹, 赵高峰, 郭云飞 申请人:安徽省电力公司信息通信分公司;国网电力科学研究院