摘 要：隨著社會的不斷進步，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代社會信息時代具有廣闊的發(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) 應用與發(fā)展

1 前言

1999年，美國就正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，歐盟在（2009）年制訂了物聯(lián)網(wǎng)歐洲行動計劃，被視為“重振歐洲的重要組成部分”，2010 年我國國家傳感網(wǎng)的設立，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)；云計算是物聯(lián)網(wǎng)的一個組成部分，已經(jīng)成為國際新一輪的信息技術(shù)競爭的關(guān)鍵點和制高點。2009 年 10 月（IBM）提出了“智慧地球”，而國際電信聯(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，將先進的傳感量測技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎設施高度集成而形成新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。而承載這些網(wǎng)絡信息業(yè)務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)代社會信息時代具有廣闊的發(fā)展前景和重要的戰(zhàn)略地位。

電網(wǎng)通信系統(tǒng)在過去相當長的時期內(nèi)，一直依賴電力線載波和微波通信。近年來光纖通信技術(shù)逐步得到應用，目前已形成基礎網(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)務網(wǎng)（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡、電視電話會議系統(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)與計算機技術(shù)相結(jié)合，使得多媒體通信能同時提供聲音、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)基礎設施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)信息化、自動化、互動化特征中發(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，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熱潮中扮演著重要角色；數(shù)字光纖通信技術(shù)無論是在航空航天領(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)域都具有廣泛的應用前景。

2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)在智能電網(wǎng)的基本應用

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

在 1990 年以前，光纖通信系統(tǒng)一直沿用準同步數(shù)字體系（PDH），隨著容量的不斷增大，PDH 準同步數(shù)字系統(tǒng)暴露出一些明顯的弱點。由于 PDH 采用的數(shù)字復接方法是按比特異步復接，沒有全世界統(tǒng)一的標準網(wǎng)絡節(jié)點接口，造成國際互通困難，從而促使SDH 同步數(shù)字體系應運而生。

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

2.2.1 SDH 是將復接、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)為基礎的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，按字節(jié)同步復接，可以將各種速率的 PDH 信號映射復用進來，在高速率上采用同步復用，并建立國際上統(tǒng)一的標準。

2.2.2 ITU—T（國際電聯(lián)）在 G.701 建議中規(guī)定了 SDH 的速率等級，同步傳輸模塊 STM- N（Synchronous Transport Module LevelN） 的標準速率為：STM- 1：155.520Mbit/s STM- 4：622.080Mbit/sSTM- 16：2488.32Mbit/s STM- 64：9953.280bit/s。各種業(yè)務信號復用進 STM- N 幀的過程都要經(jīng)歷映射、定位、復用三個步驟。

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)屬接入設備，在數(shù)字通信中把模擬信號按一定的時間抽樣、量化，并用一組二進制碼來表示抽樣脈沖的輻值，這一過程稱為脈沖編碼調(diào)制。其通信的基本過程是： ①發(fā)信端的任務是將模擬信號通過抽樣、量化、編碼后變換為由“0”、“1”碼組成的PCM數(shù)字信號。②再生中繼的任務是對波型進行修整和再生，最終達到提高通信質(zhì)量和延長通信距離的目的。③收信端的任務是將PCM數(shù)字信號通過解碼和低通濾波，還原為模擬信號。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，我國目前采用的是歐洲系列標準2.048Mbit/s 。

2.4 WDM（波分復用）、FDM（頻分復用）和TDM（時分復用）

早在2002年，（DWDM） 密集波分復用技術(shù)的引入使系統(tǒng)容量已達1.6Tbit/S，相當于每對光纖傳輸1920多萬路電話信號。現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中實現(xiàn)大容量與高速化的主要手段就是采用復用技術(shù)，實現(xiàn)多路信號的同時傳輸。主要采用 WDM（波分復用技術(shù)）。

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

光波分復用技術(shù)是在一根光纖中能同時傳輸多波長的一項技術(shù)。基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復用），在接收端將組合的光信號分解（解復用）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。長時間以來，人們一直在尋找用光放大的方法來替代傳統(tǒng)的中繼方式，并延長傳輸距離。光放大器能直接放大光信號，對信號的格式和速率具有高度的透明性，使得整個系統(tǒng)更加簡單和靈活。它的出現(xiàn)和實用化，必將引起光纖通信系統(tǒng)中的一場革命。

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）它們對放大器性能有不同的要求，功放要求輸出功率大，前放對噪聲性能要求高，而線放須兩者兼顧。

2.6 半導體激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）

在光纖通信系統(tǒng)中，首先要將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺畛Ｓ玫墓庠词前雽w激光器和發(fā)光二極管。之所以用半導體光源，是因為：①半導體光源體積小，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)光波長適合在光纖中低損耗傳輸；③可以直接進行強度調(diào)制，即只要將信號電流注入半導體激光器或發(fā)光二極管，就可以得到相應的光信號輸出；④可靠性較高，尤其是半導體激光器，不僅發(fā)射功率大、耦合效率高、響應速度快，而且發(fā)射光的相干性也較好。

3 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代智能電網(wǎng)概念的提出，通信技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合，使得多媒體通信能同時提供聲音、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)基礎設施高度集成而形成的新型現(xiàn)代化電網(wǎng)信息化、自動化、互動化特征中發(fā)揮著十分重要的作用。

參考文獻：

[1]顧畹儀，李國瑞.光纖通信系統(tǒng).清華大學出版社.2000.