为了真正意义上实现电网的自动化控制与商业化运营，必须实现对电力通信系统的有需要建立，同时对其进行现代化管理有积极意义。电力通讯系统的建立，对安全稳定控制系统的保障有促进作用，同时可在一定程度上实现电网调度的自动化。这也是实现电力系统现代化管理的重要手段。所以说电力系统对国家电网系统正常运行有重要作用。相关部门以及工作人员必须提高对该项工作的重视程度，促进我国供电工作的顺利进行。
一、光纤技术的发展
在过去的四十多年里我国光通信技术得到迅速发展，这也是对光纤技术发展的有效推动。通信系统与光线之间存在着相辅相成的关系，也就是说通信系统的不断升级必须伴随着业务的需求。系统和器件的进步对光纤提出了新的要求，推动了新型光纤的开发，光通信传输系统一共经历四个发展阶段每个阶段，都对光纤技术进步的推动作用。下面我们对其进行仔细分析。
1.波长为853nm的led光源是第一代光纤通信系统的重要组成部分。同时其采用的是多模光纤。纤芯较大且数值孔径较高多模光纤的显著特征与优势。可以方便地把信号光源耦合进光纤，光纤直接连接和熔接相对容易，多模光纤的模间色散对传输宽带进行限制。1975年第一个实用的光纤通信系统在室外中进行应用。传输距离进一步的延伸传声，速度也在进行不断的提高，多模光纤已经不能实现对系统要求的有效满足。因此必须结合实际情况与先进的科学技术对其进行合理的改革与创新。
2.半导体激光器在1970年以后取得较大发展。光纤长波长传输窗口的应用促使单模光纤传输系统的构建顺利进行。在真正意义上使得单模光纤传输系统成为可能。
3.单模光纤的工作窗口中衰减最低在1550nm波长，但该波长窗口中的色散非常大（+17ps/km/nm），这限制了高速率系统的传输距离。为充分利用该窗口衰减最低的优势，光纤厂商开发了一种新型光纤，即色散位移光纤（DispersionShiftedFiber，DSF）（G.653光纤），该光纤实现了1550nm波长区域最小的色散值，可以使用光谱宽度只有几个纳米的激光器，从而实现了工长为1550nm的第三代光纤传输系统。
4.随着掺铒光纤放大器（ErbiumDopedFibreAmplifier，EDFA）和波分复用（WavelengthDivi-sionMultiplexing，WDM）技术的出现，出现了多道传输的第四代大容量光纤传输系统。研究表明色散位移光纤的色散值在1550nm时并不适合波分复用传输，这是因为四波混频的非线性效应在色散为零时最强，导致2个相邻信道间的串话干扰非常强烈。为减少四波混频效应，需要适度的，色散应该尽量小以减少色散对传输的限制。因此提出了非零色散位移光纤（NonZeroDispersionShiftedFiber，NZDSF）（G.655光纤）的概念。目前，非零色散位移光纤已经广泛敷设在全球高容量波分复用网络中。
二、光纤新技术在电力通信中的应用
除了以上介绍的常规光纤外，随着光通信技术的发展，也出现很多新型光纤，如超低损耗光纤、大有效面积光纤、200μm小外径光纤等。这些光纤在衰减、有效面积、几何尺寸等方面进行了优化，以满足不同场景下的应用。
G.652光纤通过在纤芯中掺锗的方式提高纤芯的折射率，和二氧化硅的包层材料间形成折射率差，以保证入射光在单模光纤中的传播。但由于芯层中掺了入Ge2等金属氧化物，会导致光纤损耗增加，因此传统G.652光纤最低衰减为0.18～0.19dB/km。理论和实验表明，光纤中的损耗主要来自于光纤材料的瑞利散射损耗和吸收损耗。由于掺锗元素的存在，引起较高的光纤瑞利散射，导致掺锗光纤的衰减无法降低。采用纯硅芯单模光纤，减小了由于瑞利散射的衰减，实现了光纤损耗的进一步降低。
为了保证持纤芯和包层之间的折射率差，需要降低包层的折射率，这可以通过在包层中掺杂氟等元素实现。通过纯硅纤芯的技术，石英光纤的衰减可以进一步降低到理论的最低值0.15dB/km。大规模应用于陆上长途传输光纤，在低衰减的同时还需要和现有G.652光纤兼容。康宁公司在2008年推出了满足G.652规范的SMF-28R超低损耗（UltraLowLoss，ULL）纯硅光纤。其在1550nm附近衰减0.165dB/km左右，是衰减最低的G.652光纤，同时具有最低的偏振模色散指标。ULL光纤的优异衰减性能有效地提高了网络冗余及光信噪比（OSNR），在实际应用中可以支持更长的跨段，减少网络建设成本，为电网安全优质、经济高效运行提供可靠支撑。超低损耗光纤最早在国内有着“电力天路”之称的青藏直流联网工程应用。
该光纤通信工程光缆线路全长1038km，共设有6个中继站，其中最长中继段为翻越唐古拉山口沱沱河至安多段，距离为295km。该段平均海拔超过5000m，自然环境恶劣，地质条件复杂，极端最低温度低于零下50℃。为保障系统的安全运行，对线路的衰减余量提出了更高要求，因此需要采用超低损耗光纤等多种先进技术。2011年8月，国内高海拔、高寒环境下最长的无中继光纤通信系统成功开通。工程施工（光缆铺设、光纤熔接等）完成后，光纤0.177dB/km（常规光纤一般为0.20～0.22dB/km）的衰减使得整体系统性能大幅提高，为恶劣的环境变化和维护留下了余量，同时也能从容地应对未来网络升级的需要。
三、结语
本文总结了光纤随光通信技术发展演进的历史，介绍了分类及各种光纤产品在电力通信中的應用，重点讨论了最近出现的超低损耗光纤、大有效面积光纤、200μm小外径光纤等新型光纤的技术特点及其在电力通信中的应用。其中超低损耗光纤通过降低光纤衰减可以延长跨段距离，在青藏直流重点工程中得到广泛应用，为超长跨距通信提供了稳定可靠的解决方案。新一代光纤技术也将在实际应用中不断改进、完善和丰富，以满足未来运营商和智能电网建设对光纤通信的要求，对社会与经济发展有积极意义。
参考文献：
[1]沙明双.光纤通信技术在电力系统中的应用[J].环球市场信息导报：理论，2013（10）：121-121.
[2]刘冬明.光纤通信技术在电力通信中的应用[J].电子世界，2014（13）.
来源：科学与财富 2017年19期
作者：朱正才
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