电力系统光纤通信论文范文

电力系统光纤通信论文范文第1篇

安全性建设是电力光纤通信网发展中不可忽视的一个重要部分，其安全性与可靠性是保证电力光纤通信网正常运用的必要条件。我国通信领域虽然对电力光纤通信网的安全性建设有了一定的研究，并且其研究应用在实际的安全性建设中也取得了很大的成效。然而，随着我国通信领域的不断发展，现有的对电力光纤通信网安全性建设的研究已经不能满足发展的需求。因此，在今后的通信领域的发展中，要加强对电力光纤通信网安全性建设的重视和研究，从而大幅度的提高电力光纤通信网的发展和进步。

一、安全性建设的基本思路

从影响电力光纤通信网系统安全性的主要影响因素，即主导信息的角度出发，以电力光纤通信网管理规范及工程验收规范等为基本资料载体进行分析，发现影响电力光纤通信网安全性的因素相对较多，而且不同影响因素的影响程度也均不同，因此本文从统计学原理出发，构建了影响因素与指标评价框架，以系统认识电力光纤通信网的安全性建设内容。通过对传统电力光纤通信网安全性建设经验进行总结，本文得出电力光纤通信网安全性建设需遵照如下原则开展：首先要保证安全性建设基本思路的科学性与适用性，明确目标，客观反映建设对象的实际状况;其次要做到全面性，并确定层次分明;最后要注意可操作性与独立性，避免不同影响因素之间作用的重叠。

二、安全建设与管理的指标体系

1、安全建设指标的选择

一套行之有效的安全建设与管理指标体系的建设离不开安全建设指标的选择。这是因为安全性建设指标对于其安全性建设有着不可忽视的作用。所以，在选择安全建设指标时，一定要要以科学性、合理性、以及全面性为选择的原则。此外，在进行选择时，还可以利用权数判断法来进行有效的选择。

2、安全建设指标的有效性检验

在对安全建设指标进行选择后，需要对所选择的指标进行有效性检验，进而确保每一个指标都能够有效的反映评估对象的实际情况。而在这一过程中需要运用统计学帮助检验的完成。

3、安全建设指标的可靠性分析

安全性指标体系由于涉及的专业很多，所以，在指标的理解上也就会有很大的不同，而理解的不同也就会导致评价结果的不统一。出现这一问题的原因就是因为安全性指标体系的建设没有一定的稳定性和可靠性。所以，在电力光纤通信网的安全性建设中，对于其指标的可靠性进行分析以及鉴定是十分有必要的。

三、电力光纤通信网安全性建设的对策

通过上述分析可知，我国当前电力光纤通信网在安全性建设方面虽然在以往的基础上有了很大的发展和进步，但是就当下通信领域的发展水平来看，还不能有效的满足其发展的需求。由于安全性建设是电力光纤通信网有效运行与发展的保证，所以，通信领域必须要对这一问题加以重视和研究。笔者在此对如何加强电力光纤通信网安全性建设的对策进行了一定的研究，希望可以为其安全性建設水平的提高而献计献策。

1、加强安全因素的分析

要想加强电力光纤通信网安全性建设，可以实行的方法有很多，但是就笔者看来首先最为重要的一点就是要加强对安全性因素的分析。只有明确了电力光纤通信网的安全性因素，才有利于安全性建设的加强。那么我们就要从电力光纤通信网建设的目的进行考虑。其建设的目的就是为了保证电力信息安全的传输。所以，一切不利于、有可能影响电力信息安全传输的方面都是电力光纤通信网的安全因素。而这些因素归纳起来主要包括三个方面：第一，电力光纤通信网设备自身的状态;第二，保证电力光纤通信网电力信息安全传输的检测设备、监管系统;第三，电力光纤通信网相关操作人员的技术水平、素质水平。此外，也包括电力光纤通信网覆盖地区的环境因素。

2、增强安全建设指标体系的构建

安全建设指标体系的构建首先需要选择合适的指标，需要遵循指标体系构建的基本思路，并参照相关安全性评价指标及安全生产意见，确定电力光纤通信网的安全建设评估体系。同时还可以根据专业的定性定量分析，对指标体系与框架进行层次性分析，确定各项指标的权重，根据每项指标的特征值状况及权数对其进行取舍，将无显著性意义的指标进行剔除。

3、鉴别安全建设指标体系的可靠性

加强电力光纤通信网安全性建设，除了要做好以上几个方面外，还需要鉴别电力光纤通信网安全性建设指标体系的可靠性。而要想做好这一工作，需要从以下几个方面进行着手。首先要邀请安全性建设相关方面的权威专家对所有安全性因素进行分析和鉴定;其次要求专家在鉴定的过程中给每一个安全因素确定分值;最后，根据影响因素的分值来修订电力光纤通信网安全建设体系。但是，在这一过程中我们需要注意的是，我们不仅仅要重视指标体系的鉴定，更为重要的是安全建设指标体系的修订，进而使得安全建设指标体系能够更好的指导实践。

电力光纤通信网安全性建设的研究涉及的方面有很多，所以，对于电力光纤通信网安全性建设的研究就可以从多个方面进行研究。而以上仅仅只是笔者对于安全性建设的几个主要方面的研究，并且由于笔者对于该方面的研究能力有限，所以以上研究也比较粗略。而仅仅凭借这些研究来提高电力光纤通信网的安全性建设水平是远远不够的，因此，对于电力光纤通信网这一课题的研究还有待更多研究人士的探索。

结语

综上所述，电力光纤通信网的安全性建设的研究不仅有利于安全性建设水平的提高，同时更有利于我国通信网络的发展。然而，电力光纤通信网安全性研究本身就是一项比较复杂的研究，再加之我国通信领域对于其安全性建设方面的研究还没有达到一定的深入程度，因而不利于实际建设水平的提高。所以，在今后通信领域的发展中，要加强对电力光纤通信网安全性建设的重视和研究，并且要从电力光纤通信网的多个角度，从其安全性建设的多个方面进行研究，从而研究出更有效的安全性建设的方法和对策。

电力系统光纤通信论文范文第2篇

摘要：针对计量终端存在的数据通信实时性和可靠性较差的问题，基于EPON通信技术提出了一种计量自动化终端的设计。该计量终端的设计采用双光模块的通讯接口设计，以支持EPON通信组网形式，并采用单片机和专用计量芯片的硬件设计，以提高计量终端的使用可靠性和低功耗性能。配合实时操作系统，对计量终端的软件系统进行了优化设计，使其实现了电能自动计量、数据上传、终端状态监测、人机交互等功能。最后通过性能测试证明，该计量终端具有良好的数据通信效率和可靠性，能够满足设计要求。

关键字：EPON;ONU;计量终端;光纤通信;电力通信

文献标识码：A

随着通讯技术的发展，基于光纤通信的电力三网融合业务正在逐步展开。目前多数IIOKV变电站至小区配电站的光缆建设已经完成，EPON设备能够通过光缆连接电力公司综合数据网进行数据交互的[1]。因此利用已经成熟的光纤通信资源和EPON通信技术实现用计量自动化终端的高效率接人，提高计量数据采集的稳定性和可靠性成为必然趋势。相对于其他通讯技术手段光纤通信方式具有更快的传输速率和更好数据的安全性。由于处于电网供配电以及数据采集的末端的计量终端数量巨大且分布面广，显然难以采用点对点方式进行组网。基于通信性能与成本核算的平衡考虑，采用EPON通信技术对计量自动化终端进行组网逐渐成为被广泛接收的最优选择[2-3]。文献[4]面向电网终端计量，基于双向计量与设备监控的实际需求，提出了一种包括光纤通信接口在内的多接口的具备智能电表和智能终端的多用途终端设计。文献[5]采用配用点专用ONU芯片，结合计量自动化通信技术，提出一种嵌入式配电光通信终端的设计方案，并在设计充分考虑了配电信息安全问题。

通过对上述研究成果的总结，基于光纤通信原理、现有设备和计量自动化业务功能原理，采用E-PON通信技术，结合计量自动化系统的通信需求，进行计量自动化终端的优化设计，在实现电能自动计量、数据上传、终端状态监测以及人机交互等功能的基础，提升数据通信的速度和可靠性，实现终端电力数据智能采集和高效上传的目的。

1 计量终端的设计需求

目前计量自动化系统由主站、通信网、计量终端以及电表组成[6]。计量终端实现对多个电表电量信息的集中采集，然后通过电力通信网络把数据上传到主站系统，为电力电能决策部门提供准确实时的原始数据，实现电力计量的自动化过程[7]。

为支撑计量自动化系统诸多功能的实现，计量自动化终端应当具备计量功能、监测与通信功能、人机交互管理等功能，还应具备设备状态监测的功能[8]。针对计量自动化终端的设计，本文着重研究和实现以下问题：

（1）采用EPON（Etherent Passive Optical Net-work）通信技术，保证数据能够高效、准确传输。

（2）有效实现对终端用户的电能自动计量、用电监测以及计量终端的状态检测。

2 硬件设计

2.1 硬件架构

依据设计需求，结合相关设计案列，计量自动化终端采用MCU作为系统控制核心，辅以专用计量芯片的硬件架构[9]。该架构主要由计量模块，CAN总线、存储模块、人机交互模块等构成，如图1所示。

图1中，安全模块包括保证实现安全认证的ESAM电路以及保证终端可靠工作的掉电保护电路;为了保证计量终端的适用性，计量模块包含三相计量电路和单相计量电路。人机交互模块中设计了用于显示基本信息的触摸屏模块，此外还提供基本的显示功能、唤醒、切换等操作。存储模块提供用于配置信息、事件记录、数据存储、历史记录的存储空间。通讯模块主要由EPON通信單元组成。

2.2 计量模块

为保证计量数据的准确，计量模块采用功能成熟的专用电能计量芯片。本设计使用四片CS5460实现四路电量信号的分时采集。CS5460的运用可在实现对模拟信号的高精度采集和转换的基础上使得电路变得更加精简，以有效减少系统功耗[1O-11]。

CS5460是一种专用电能计量芯片，由一个可编程增益放大器、两个16位分辨率2kHz信号带宽并同时取样的ADC组成。该芯片有高通滤波、数字滤波、系统校准以及相位补偿等功能，具有完成转换精度高、测量能量强、线路简单等优点，能够充分满足本设计的需求[12-13]。

2.3 通讯模块

将目前市场已有的通用ONU、OLT产品集成到计量自动化终端的通讯模块中，会存在抗干扰能力差、功耗高、性价比低、数据安全难以保证等问题[14-15]。为此，本方案设计了嵌入式ONU电路方案，原理如图2所示。

为支持EPON的环形、链形及分支等组网形式，计量终端ONU电路采用2片ONU芯片、2个光电转换模块的设计。此外ONU电路还包含加密电路、控制电路、交换电路及与接口电路等部分。

在在计量终端的ONU电路中终下行和上行数据都由交换电路调度，并通过控制模块设置两个光口的主从关系。通讯模块的数据处理过程可描述如下：

1）主站与计量终端的通信数据经由控制电路进行判断是否为需加、解密操作;

2）具体加、解密操作的算法和密钥交互由MCU负责与主站进行协调;

3）MCU与ONU电路只进行应用层数据报文通信。

2.4 存储和人机交互模块

外设存储器包括一片2M x16 -bit的NorFLASH和一片IMx16-bit的PSRAM。复用MCU的外设存储器总线，工作频率为125Mhz。MCU的FLASH模块和PSRAM模块公用外部数据总线和地址总线，因此，在PCB中存在大量的分支走线。为防止信号在传输过程中出现分支反射，存储模块采用菊花链布线方式。通过这种方式的布线能够有效可知分支长度，使得信号的上升边不至于被掩盖，提高设备的工作可靠性。

计量自动化终端采用DGUS触摸屏作为人机交互的载体。DGUS触摸屏内部有自己的处理器、寄存器、存储区等，显示的内容与操作模式都是基于预先配置好的变量文件，配置文件通过DGUS组态软件生成，用SD卡下载到DGUS屏中。当DGUS屏接收到单片机发送过来的命令时，就根据命令和预先配置的模式对相关变量进行显示。DGUS触摸屏的使用使得人机交互设计与数据计量、数据存储以及网络通信等功能分离开来，减少MCU的代码量，降低了人机交互界面设计的难度，为开发带来了便利。

3 软件设计

计量自动化终端对数据采集、数据处理的实时性要求较高，选用μLC/OS II作为操作系统，将计量操作、通讯操作以及存储操作独立成线程，依据其优先级由系统调用。

3.1 总体流程

计量自动化终端的主要任务为电能计量、数据存储、人机交互以及和主站的通信[16]。因此将上述几个功能分割成独立线程，在实时操作系统的主流程中由不同优先级的中断分别调用。为了保证实时性要求不同的线程都能得到及时处理，需要对不同的线程设置不同的优先级[17]。

看门狗等保证系统安全运行的线程获得最高的优先级。数据存储线程需要处理掉电数据应急保存等实时要求高的操作，因此设定为仅次于看门狗的优先级。通信线程需要处理主站发送操作命令，而为人机交互的流畅性，因此这两个线程的优先级被设定高于计量线程。优先级的具体设置如图3所示。

在完成优先级设定的基础上，对系统的各个参数进行初始化，并在系统空闲线程中依据优先级响应各个线程中断请求。软件总体流程如图4所示。

3.2 计量线程

计量线程的主要工作是在完成对计量芯片的初始化的基础上，周期读取计量芯片集成的寄存器数据，并向主线程发送中断请求。在计量中断处理线程中，对计量中断存储单元中的电能数据进行及时更新，为主线程提供实时的计量数据。

计量线程的较表操作是在计量终端的操作指令下对校准数据进行自动计算，并将较正后参数存储在计量终端的外存储器中以备下次较表使用。计量流程如图5所示。

3.3 通信线程

计量终端的ONU模块上电后需要与主站建立连接，才能够完成数据通信。主站运行的计量自动化软件于服务监听模式，计量终端的ONU模块采用TCP协议主动发起socket连接，完成连接后依据376.1通讯协议进行握手操作，完成握手操作后主站与计量终端的通讯链路正式建立。流程如图6所示。

由中断线程触发的光口通信线程接收、提取主站发送的376.1数据帧，并通过对数据帧中的操作命令的识别，分别完成在线抄表、数据上传、参数配置等操作，并把操作完成的数据打包成376.1数据帧通过socket链路回传给主站。具体通信流程如图7所示。

3.4 数据存储线程

数据存储线程图如图8所示。该线程主要实现对计量终端的基本参数、电能信息和用户用电信息等数据的读写操作，同时在掉电和上电时进行数据存储和数据恢复操作。同时该线程还对计量终端的当前运行状态进行实时记录。

4 性能测试

4.1 通信性能测试

完成计量自动化终端的设计与实现后，选取具有代表性的以太网性能测试对设计方案的通讯性能进行分析。测试配置如图9所示。

将计量自动化终端的数据端口与流量发射器连接，进行300s吞吐量测试和背靠背测试。测试结果如表1所示。

由测试结果可以看出，计量终端数通信正常，吞吐量最大能够达到30Mbyte/s。吞吐量随着数据帧的变大而逐渐变小，最小值为16 Mbyte/s。显然这样的吞吐量能够充分满足设计要求。

通信时延测试时间为10分钟，测试结果如表2所示。

由表2可以看出，计量终端随着帧的变大，响应时延有所增加，但是即使在恶劣的通信负担的情形下，时延仍能够控制在50 μs以内，足以满足数据采集的实时性要求。在测试计量终端通信功能正常，没有出现丢包现象，有着较好的通信可靠性。

5.2 计量精度测试

首先对计量芯片CS5460内部各个寄存器进行校准，然后将较玩后计算出的电压电流有效值偏移量、电压电流增益、有功增益、相位偏移、无功增益等参数写入MCU。完成校正操作后，利用计量装置的脉冲输出对计量精度进行测试。测试条件为：外加电源的电压，功率因数依次为0.5L、0.8C、1.OL，输出电流依次为O.11n、0.41n、0.71n、1.OIn。测试结果如表1所示。

由表3所示数据可知，本文所设计的计量自动化终端的计量精度能够符合设计要求。

5 结论

以计量自动化终端的需求为基础，基于EPON通心技术，采用MCU核心，设计了支持光口通讯、具备自动电能计量和数据上传功能的计量终端的设计。在计量終端的软件设计中，采用μcios II嵌入式实时操作系统，通过对计量线程、通讯线程、数据存储线程的独立设计，使得计量终端的数据采集和数据通讯功能的实时性能更加凸显。通过性能测试表明，该计量终端的设计具有优异的通讯性能，能够满足设计需求。从软件和硬件设计上实现了计量自动化终端基于EPON的通信，但是没有对针对电力计量系统通信特点进行通讯协议的优化，下一步将在硬件设计的基础上继续对通讯协议进行解析和优化，以期实现更高效的计量自动化系统的数据通信。

参考文献

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电力系统光纤通信论文范文第3篇

【摘要】提出了利用组态软件和PLC来实现一个高速公路隧道监控系统，对隧道监控系统中的交通系统、通风系统、照明系统等进行了详细的研究与设计，实现了实时数据显示、设备监控、异常情况报警、历史数据查询等功能。并针对隧道可能处于的正常、特殊、火灾等情况，采取相应的预案进行分析和处理。该研究成果已经投入工程运行，经多次验证，收到良好的效果，对今后隧道监控系统的研究和实现具有一定的参考价值。

【关键词】隧道监控；组态软件；PLC

1.引言

近年来，随着我国经济的高速发展，高速公路及公路隧道建设的力度不断加大。由于隧道内车流量大、光线不充足、空气质量较差等特点，与一般路段相比发生交通事故及火灾等情况的几率要高很多，隧道内的通车安全就日益成为隧道建设的一个重要新课题。因此，对于高速公路隧道来说，建立隧道监控系统来解决因事故而产生的交通问题，减少污染，增强隧道的通行能力，保证隧道的安全营运具有非常重要的意义。

高速公路隧道监控系统的主要设计目标如下：

（1）保证隧道设备的安全运行，确保隧道行车安全、流畅；

（2）全面掌握隧道内各种设备的运行状态，并对其进行合理的控制；

（3）对隧道的各种环境参数进行实时监测，并反馈到上位机；

（4）及时发现火灾及交通事故并迅速处理，把事故造成的损失降到最低；

（5）对隧道交通、照明、通风等根据不同因素和条件进行预案控制。

2.系统结构

高速公路隧道监控系统主要是监视隧道各种设备的状况并对其进行合理控制，以及对隧道各参数（光照度、CO值、能见度、风速、风向等）进行检测和统计，以保证高速公路的行车安全和畅通。根据隧道系统各个部分控制的对象不同，隧道监控系统主要分为交通监控系统、照明监控系统、通风监控系统、闭路电视系统、火灾消防系统、紧急电话系统等。

隧道监控系统一般采用分布式控制模式，监控中心对现场设施不直接进行控制，而是由现场的区域控制器进行控制。分布式控制模式的网络结构一般分为3个层次：上层为监控中心的计算机系统，中间是由各PLC组成的控制层，下层为各种检测和控制设备组成的设备层。

隧道控制系统结构图如图2-1。

本系统上位机采用北京三维力控公司的力控Forcecontrol 6.1组态软件，下位机的区域控制器采用honeywell高性能可编程控制器（PLC），负责管理和控制相关区域的现场设备。上下位之间采用工业以太网通信。

3.系统功能

3.1 组态软件功能

系统采用组态软件来完成整个隧道的监控界面。主要负责从区域控制器收集检测信息，并对信息进行处理；对交通信号灯、车道指示器、照明设备、风机、防火门等设备进行合理控制，其中对设备的控制命令可以是监控人员手动发出的，也可以是系统根据预案自动发出的；动态显示交通状况和各种设备运行状态；对超出上限值的模拟量进行实时报警；可进行历史数据查询、报表打印等。

3.2 区域控制器功能

隧道区域控制器主要对隧道内的信息进行采集及控制，其主要功能为：

（1）收集本区段管辖的检测设备的检测信息。

（2）对收集的信息进行预处理，将存储单元中处理的信息上传给监控中心的上位机。

（3）接收上位机的各种控制命令，发给执行设备。

（4）当与上位机的通讯中断时，所有采集的信息存储在PLC中；通讯恢复后将存储在本地PLC中的信息上传至上位机。

4.监控系统软件设计

4.1 上位机软件设计

基于力控Forcecontrol 6.1组态软件的高速公路隧道监控系统上位的设计，首先要在力控工程管理器建立一个新的工程，通过标准MODBUS（TCP）协议建立相应的IO设备，并输入IP地址，以便和下位机的通讯，在数据库组态中建立组态点，并与IO设备进行链接。接下来还需要创建窗口、报表曲线、报警事件、用户管理等步骤。

监控主界面能够显示隧道内各种设备的安装位置，同时可以在静态画面中动态地显示环境检测值（车辆检测值、风速风向检测值、CO/VI检测值、光照度检测值、消防水泵等）以及各种设备的运行状况。当设备出现故障时，系统利用不同颜色来显示不同级别的报警状态，同时发出声音报警，以引起监控人员的注意。

4.1.1 交通监控系统

交通监控系统主要由交通监控工作站、车辆检测器、交通信号灯、车道指示器、紧急出口标志等设备组成，为隧道内行车的安全与畅通提供有力的保证。图4-1为交通监控系统界面。

（1）交通信号灯

交通信号灯采用红、绿、黄、转向四色显示灯，指示驾驶员按当时的运营状态正确行车。

（2）车道指示器

车道指示标志是双面显示，采用转向“←”、红“×”和绿“↓”表示，一般设置于洞口处和隧道内，用于指示隧道内每一车道或某一段车道是开放或关闭状态，指示车辆严格按车道状态正确行驶。

根据隧道可能发生的事件，系统提供了以下交通监控系统预案管理：

（1）正常情况下，隧道内所有车道全部通行；

（2）维修、事故等情况下，关闭单洞，另一洞改为双向行车模式；

（3）维修、事故等情况下，关闭隧道某一车道；

（4）管理、维修、事故等情况下，关闭单洞隧道某一路段，车辆需转向通过横洞进入另一洞通行，此时另一洞需改为双向通行；

（5）火灾情况下，关闭双洞。

4.1.2 通风监控系统

本系统由风机、CO/VI检测器和风速/风向检测器构成。计算机根据CO浓度、隧道能见度和隧道内的风速风向等因素合理开启相应的风机，为隧道创造良好的通风条件。

本监控软件静态的显示了风机在隧道中所处的位置，以及动态的显示了风机的运行状况。监控系统对射流风机的自动控制是把处在一个断面上的两台风机作为一组分别进行控制。风机叶片顺时针转表示风机正转，逆时针转表示风机反转，叶片不转动则表示风机停止运行。在监控界面上点击风机控制按钮，进入风机手动控制界面，用户根据不同情况点击正转/反转/停止状态按钮进行操作。

每台风机启动时需要短暂的延时，上一台风机达到额定转速后，再启动下一台风机，以减少对变电站供电的冲击。风机控制时如果在左转，此时右转按钮灰掉（即被屏蔽了），必须先按停止后，才能再按右转按钮启动风机。

监控系统根据隧道交通实际的运营状况、通风状况以及环境监测值等情况综合分析，来实施通风控制管理。

（1）正常通风控制

在没有火灾、堵塞等状况下，若隧道内测点CO浓度或能见度时，正常交通状况下交通活塞作用所产生的风速足够完成隧道通风，则射流风机组无需启动；若隧道内测点CO浓度或能见度，并持续10分钟时，每一组开启一台风机；若测点CO浓度或烟雾浓度，并持续10分钟，射流风机全部启动。此时风机转向应同风向是一致的。

（2）火灾状况下通风控制

若隧道发生火灾，则开启隧道内的全部风机。此时风机的转向应向距离火灾点较近的洞口吹去。

隧道通风监控系统控制界面如图4-2所示。

本隧道照明控制系统是由监控中心计算机和隧道内区域控制器、照明配电箱和照明灯具等组成。监控中心计算机、隧道区域控制器都可进行照明控制，在上下位机通信出现故障时，可直接在照明配电箱上人工操作，以保证隧道正常照明。

照明灯具由基本照明、加强照明和应急照明组成，每一段的各种灯具个数不同。根据光照度检测器检测到得洞内外亮度差值来控制开启灯组的数量，差值越大则开启的灯组数越多，反之则越少。

本隧道照明系统预案管理是根据时间和光照度相结合的模式来对照明灯具进行合理控制的。时间控制模式分为白天、傍晚、夜晚模式，光照度控制方式分为晴天、云天、阴天等模式。各种模式包括的灯组种类和数量都不同。根据工作状态的不同，以时间控制为主，光照度控制为辅的原则，白天根据不同的光照度来开启相应的灯具，傍晚和夜晚时段分别开启特定的照明灯具。在事故情况下，则打开全部照明回路，或根据需要转变为人工强制控制模式。若发生火灾，在确认不会引起二次火灾的情况下打开所有的照明回路，若火灾影响到供电线路，则断开所有照明回路。

上位机除了可以完成上述监控子系统的控制外，还可以对各模拟量超出上限进行报警，通过报警页面可以清晰的显示出报警区域、报警原因等，以便工作人员对突发事件进行迅速的处理。并且可以通过趋势曲线和专家报表，对各种数据进行实时监测以及历史查询。

4.2 下位机区域控制器设计

经过对隧道内各种机电设备、环境因素的分析，并且考虑到监控系统的可靠性，隧道区域控制器选用PLC来接收上位机的指令并将现场设备的信息发送给上位机，以便很好的对现场设备进行控制。

本系统区域控制器选用了Honeywell工业高性能PLC，其中CPU选用2MLR-CPUH、2MLR-CPUU等两种型号，分别组成冗余和单机型两种结构的控制系统，以满足不同需求。这种PLC是组合式的，它是将CPU模块、输入模块、输出模块、智能I/O模块、通讯模块、电源模块等分别做成相应的电路板或模块，然后将各模块插在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。这种组合式的PLC系统配置灵活，应用起来十分方便。PLC控制系统图如图4-3所示。

PLC控制系统的梯形图程序是采用SoftMaster软件编写的。SoftMaster是一款使用灵活、方便、功能较强的PLC编程软件。通过输入正确的IP地址后将程序写入PLC，来实现对隧道各种机电设备的控制。

5.结论

本文利用PLC和力控Forcecontrol 6.1组态软件相结合的方式来开发隧道监控系统，其中使用光纤通信来实现多个PLC之间的通信，利用工业以太网实现PLC与上位机的通信。监控系统实现了数据监测、设备状态监控、历史数据查询、报警、远程手/自动控制、预案管理等功能。本系统人机界面美观、系统运行稳定，易于安装、使用和维护。系统所提供的交通、照明、通风等多种预案为车辆的安全运行以及改善隧道内环境提供了更有利的保障。整套系统已投入运行，经过多次现场验证，取得了良好的效果。

目前高速公路隧道监控系统正朝着智能化、集成化的方向发展，未来的监控系统将更加完善。我们要不断研究新问题、采用新技术、安装新设备，为高速公路隧道的安全运行提供更加可靠的保证。

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[2]周晓梅，周旭，刘大伟.复兴东路隧道监控系统软件的设计与实现[J].上海船舶运输科学研究所学报，2006，29（1）：32～39.

[3]王志伟，杨超.高速公路隧道监控系统的现状与发展[J].现代隧道技术，2009，46（6）：8～16.

[4]徐前.基于FCS的公路隧道监控系统的研究[D].浙江大学硕士学位论文，2011.

[5]刘天鹏，肖又发.隧道监控系统软件设计与实现[J].上海船舶运输科学研究所学报，2009，32（1）：59～63.

[6]徐波，钟路，刘长江.基于PLC和组态软件的隧道监控系统设计[J].微计算机信息，2009，25（1）：29～31.

作者简介：张建军（1957—），男，陕西西安人，工学博士，主要从事电力电子与电力传动、光伏发电、交流驱动电动汽车等研究。

【摘要】提出了利用组态软件和PLC来实现一个高速公路隧道监控系统，对隧道监控系统中的交通系统、通风系统、照明系统等进行了详细的研究与设计，实现了实时数据显示、设备监控、异常情况报警、历史数据查询等功能。并针对隧道可能处于的正常、特殊、火灾等情况，采取相应的预案进行分析和处理。该研究成果已经投入工程运行，经多次验证，收到良好的效果，对今后隧道监控系统的研究和实现具有一定的参考价值。

【关键词】隧道监控；组态软件；PLC

1.引言

近年来，随着我国经济的高速发展，高速公路及公路隧道建设的力度不断加大。由于隧道内车流量大、光线不充足、空气质量较差等特点，与一般路段相比发生交通事故及火灾等情况的几率要高很多，隧道内的通车安全就日益成为隧道建设的一个重要新课题。因此，对于高速公路隧道来说，建立隧道监控系统来解决因事故而产生的交通问题，减少污染，增强隧道的通行能力，保证隧道的安全营运具有非常重要的意义。

高速公路隧道监控系统的主要设计目标如下：

（1）保证隧道设备的安全运行，确保隧道行车安全、流畅；

（2）全面掌握隧道内各种设备的运行状态，并对其进行合理的控制；

（3）对隧道的各种环境参数进行实时监测，并反馈到上位机；

（4）及时发现火灾及交通事故并迅速处理，把事故造成的损失降到最低；

（5）对隧道交通、照明、通风等根据不同因素和条件进行预案控制。

2.系统结构

高速公路隧道监控系统主要是监视隧道各种设备的状况并对其进行合理控制，以及对隧道各参数（光照度、CO值、能见度、风速、风向等）进行检测和统计，以保证高速公路的行车安全和畅通。根据隧道系统各个部分控制的对象不同，隧道监控系统主要分为交通监控系统、照明监控系统、通风监控系统、闭路电视系统、火灾消防系统、紧急电话系统等。

隧道监控系统一般采用分布式控制模式，监控中心对现场设施不直接进行控制，而是由现场的区域控制器进行控制。分布式控制模式的网络结构一般分为3个层次：上层为监控中心的计算机系统，中间是由各PLC组成的控制层，下层为各种检测和控制设备组成的设备层。

隧道控制系统结构图如图2-1。

本系统上位机采用北京三维力控公司的力控Forcecontrol 6.1组态软件，下位机的区域控制器采用honeywell高性能可编程控制器（PLC），负责管理和控制相关区域的现场设备。上下位之间采用工业以太网通信。

3.系统功能

3.1 组态软件功能

系统采用组态软件来完成整个隧道的监控界面。主要负责从区域控制器收集检测信息，并对信息进行处理；对交通信号灯、车道指示器、照明设备、风机、防火门等设备进行合理控制，其中对设备的控制命令可以是监控人员手动发出的，也可以是系统根据预案自动发出的；动态显示交通状况和各种设备运行状态；对超出上限值的模拟量进行实时报警；可进行历史数据查询、报表打印等。

3.2 区域控制器功能

隧道区域控制器主要对隧道内的信息进行采集及控制，其主要功能为：

（1）收集本区段管辖的检测设备的检测信息。

（2）对收集的信息进行预处理，将存储单元中处理的信息上传给监控中心的上位机。

（3）接收上位机的各种控制命令，发给执行设备。

（4）当与上位机的通讯中断时，所有采集的信息存储在PLC中；通讯恢复后将存储在本地PLC中的信息上传至上位机。

4.监控系统软件设计

4.1 上位机软件设计

基于力控Forcecontrol 6.1组态软件的高速公路隧道监控系统上位的设计，首先要在力控工程管理器建立一个新的工程，通过标准MODBUS（TCP）协议建立相应的IO设备，并输入IP地址，以便和下位机的通讯，在数据库组态中建立组态点，并与IO设备进行链接。接下来还需要创建窗口、报表曲线、报警事件、用户管理等步骤。

监控主界面能够显示隧道内各种设备的安装位置，同时可以在静态画面中动态地显示环境检测值（车辆检测值、风速风向检测值、CO/VI检测值、光照度检测值、消防水泵等）以及各种设备的运行状况。当设备出现故障时，系统利用不同颜色来显示不同级别的报警状态，同时发出声音报警，以引起监控人员的注意。

4.1.1 交通监控系统

交通监控系统主要由交通监控工作站、车辆检测器、交通信号灯、车道指示器、紧急出口标志等设备组成，为隧道内行车的安全与畅通提供有力的保证。图4-1为交通监控系统界面。

（1）交通信号灯

交通信号灯采用红、绿、黄、转向四色显示灯，指示驾驶员按当时的运营状态正确行车。

（2）车道指示器

车道指示标志是双面显示，采用转向“←”、红“×”和绿“↓”表示，一般设置于洞口处和隧道内，用于指示隧道内每一车道或某一段车道是开放或关闭状态，指示车辆严格按车道状态正确行驶。

根据隧道可能发生的事件，系统提供了以下交通监控系统预案管理：

（1）正常情况下，隧道内所有车道全部通行；

（2）维修、事故等情况下，关闭单洞，另一洞改为双向行车模式；

（3）维修、事故等情况下，关闭隧道某一车道；

（4）管理、维修、事故等情况下，关闭单洞隧道某一路段，车辆需转向通过横洞进入另一洞通行，此时另一洞需改为双向通行；

（5）火灾情况下，关闭双洞。

4.1.2 通风监控系统

本系统由风机、CO/VI检测器和风速/风向检测器构成。计算机根据CO浓度、隧道能见度和隧道内的风速风向等因素合理开启相应的风机，为隧道创造良好的通风条件。

本监控软件静态的显示了风机在隧道中所处的位置，以及动态的显示了风机的运行状况。监控系统对射流风机的自动控制是把处在一个断面上的两台风机作为一组分别进行控制。风机叶片顺时针转表示风机正转，逆时针转表示风机反转，叶片不转动则表示风机停止运行。在监控界面上点击风机控制按钮，进入风机手动控制界面，用户根据不同情况点击正转/反转/停止状态按钮进行操作。

每台风机启动时需要短暂的延时，上一台风机达到额定转速后，再启动下一台风机，以减少对变电站供电的冲击。风机控制时如果在左转，此时右转按钮灰掉（即被屏蔽了），必须先按停止后，才能再按右转按钮启动风机。

监控系统根据隧道交通实际的运营状况、通风状况以及环境监测值等情况综合分析，来实施通风控制管理。

（1）正常通风控制

在没有火灾、堵塞等状况下，若隧道内测点CO浓度或能见度时，正常交通状况下交通活塞作用所产生的风速足够完成隧道通风，则射流风机组无需启动；若隧道内测点CO浓度或能见度，并持续10分钟时，每一组开启一台风机；若测点CO浓度或烟雾浓度，并持续10分钟，射流风机全部启动。此时风机转向应同风向是一致的。

（2）火灾状况下通风控制

若隧道发生火灾，则开启隧道内的全部风机。此时风机的转向应向距离火灾点较近的洞口吹去。

隧道通风监控系统控制界面如图4-2所示。

本隧道照明控制系统是由监控中心计算机和隧道内区域控制器、照明配电箱和照明灯具等组成。监控中心计算机、隧道区域控制器都可进行照明控制，在上下位机通信出现故障时，可直接在照明配电箱上人工操作，以保证隧道正常照明。

照明灯具由基本照明、加强照明和应急照明组成，每一段的各种灯具个数不同。根据光照度检测器检测到得洞内外亮度差值来控制开启灯组的数量，差值越大则开启的灯组数越多，反之则越少。

本隧道照明系统预案管理是根据时间和光照度相结合的模式来对照明灯具进行合理控制的。时间控制模式分为白天、傍晚、夜晚模式，光照度控制方式分为晴天、云天、阴天等模式。各种模式包括的灯组种类和数量都不同。根据工作状态的不同，以时间控制为主，光照度控制为辅的原则，白天根据不同的光照度来开启相应的灯具，傍晚和夜晚时段分别开启特定的照明灯具。在事故情况下，则打开全部照明回路，或根据需要转变为人工强制控制模式。若发生火灾，在确认不会引起二次火灾的情况下打开所有的照明回路，若火灾影响到供电线路，则断开所有照明回路。

上位机除了可以完成上述监控子系统的控制外，还可以对各模拟量超出上限进行报警，通过报警页面可以清晰的显示出报警区域、报警原因等，以便工作人员对突发事件进行迅速的处理。并且可以通过趋势曲线和专家报表，对各种数据进行实时监测以及历史查询。

4.2 下位机区域控制器设计

经过对隧道内各种机电设备、环境因素的分析，并且考虑到监控系统的可靠性，隧道区域控制器选用PLC来接收上位机的指令并将现场设备的信息发送给上位机，以便很好的对现场设备进行控制。

本系统区域控制器选用了Honeywell工业高性能PLC，其中CPU选用2MLR-CPUH、2MLR-CPUU等两种型号，分别组成冗余和单机型两种结构的控制系统，以满足不同需求。这种PLC是组合式的，它是将CPU模块、输入模块、输出模块、智能I/O模块、通讯模块、电源模块等分别做成相应的电路板或模块，然后将各模块插在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。这种组合式的PLC系统配置灵活，应用起来十分方便。PLC控制系统图如图4-3所示。

PLC控制系统的梯形图程序是采用SoftMaster软件编写的。SoftMaster是一款使用灵活、方便、功能较强的PLC编程软件。通过输入正确的IP地址后将程序写入PLC，来实现对隧道各种机电设备的控制。

5.结论

本文利用PLC和力控Forcecontrol 6.1组态软件相结合的方式来开发隧道监控系统，其中使用光纤通信来实现多个PLC之间的通信，利用工业以太网实现PLC与上位机的通信。监控系统实现了数据监测、设备状态监控、历史数据查询、报警、远程手/自动控制、预案管理等功能。本系统人机界面美观、系统运行稳定，易于安装、使用和维护。系统所提供的交通、照明、通风等多种预案为车辆的安全运行以及改善隧道内环境提供了更有利的保障。整套系统已投入运行，经过多次现场验证，取得了良好的效果。

目前高速公路隧道监控系统正朝着智能化、集成化的方向发展，未来的监控系统将更加完善。我们要不断研究新问题、采用新技术、安装新设备，为高速公路隧道的安全运行提供更加可靠的保证。

参考文献

[1]刘雪亭.国道108线明月峡隧道监控系统的研究与设计[D].电子科技大学硕士学位论文，2007.

[2]周晓梅，周旭，刘大伟.复兴东路隧道监控系统软件的设计与实现[J].上海船舶运输科学研究所学报，2006，29（1）：32～39.

[3]王志伟，杨超.高速公路隧道监控系统的现状与发展[J].现代隧道技术，2009，46（6）：8～16.

[4]徐前.基于FCS的公路隧道监控系统的研究[D].浙江大学硕士学位论文，2011.

[5]刘天鹏，肖又发.隧道监控系统软件设计与实现[J].上海船舶运输科学研究所学报，2009，32（1）：59～63.

[6]徐波，钟路，刘长江.基于PLC和组态软件的隧道监控系统设计[J].微计算机信息，2009，25（1）：29～31.

作者简介：张建军（1957—），男，陕西西安人，工学博士，主要从事电力电子与电力传动、光伏发电、交流驱动电动汽车等研究。

电力系统光纤通信论文范文第4篇

【摘 要】光纤通信作为最主要的信息传输技术在铁路通信系统中得到了广泛的应用。文章从发展状况、技术特点等方面简要介绍了光纤通信技术，并着重分析了光纤通信技术在当今铁路通信系统中应用的基本情况。

【关键词】光纤通信技术 铁路通信 应用技术

从光纤通信问世到现在，光传输的速率以指数增长，光纤通信技术得到了长足的进步， 应用范围也不断扩大。随着铁路通信朝着数字化、综合化、宽带化、智能化方向发展，光纤通信技术已经大量应用于铁路通信系统中，显著地提高了铁路通信能力，极大地促进了铁路通信系统的完善和发展。

一、光纤通信概述

光纤通信是以很高频率（大约1014Hz）的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。1966年7月，美籍华人高锟博士发表论文《用于光频的光纤表面波导》，分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门。1970年，美国康宁公司根据高锟论文的设想首次研制成功当时世界上第一根超低损耗光纤（衰减系数约为20dB/km），光纤通信时代由此开始。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。

二、光纤通信技术现状

（一）波分复用技术

波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波长）不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

（二）光纤接入技术

光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。

三、光纤通信技术发展趋势

（一）超高速、超大容量和超长距离传输

超大容量、超长距离传输的波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。仅靠OTDM和WDM 来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和 WDM通信系统的关键技术中。

（二）光孤子通信

光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000km 以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。

（三）全光网络

未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。

光纤通信技术作为铁路通信系统中最主要的信息传输技术，对铁路通信的发展起到了非常重要的作用，不断涌现的光纤通信新技术，不仅在铁路通信领域扮演了重要的角色，还将极大地促进整个通信行业的发展，而市场需求的不断增加也必然推动着光纤通信技术走向更高的水平。

电力系统光纤通信论文范文第5篇

【摘  要】随着科学技术的不断发展，多种先进技术在电力行业的应用，使得我国电力系统不断朝着新型化与智能化的方向发展，电力系统运行的稳定性与安全性也随之提高。其中，光纤通信设备作为新兴发展起来的一种设备，其在电力系统中的应用，显著提高了我国电力系统供电的稳定性。但由于技术不够成熟与完善，推行时间较短，在实际运行过程中也极易出现各种故障问题。文章分析了光纤通信传输网络的特点以及特性，探讨了光纤通信网络在实际中的具体应用，对光纤通信网络的维护提出了具体的方案。希望能够对我国的光纤通信网络发展，提供一定程度上的帮助。

【关键词】电力通信;光纤通信;维护

1 引言

随着电力企业的不断发展，光纤设备凭借其强大的传输效率、超大的传输容量和超强稳定性，成为电网建设领域中的翘楚。但是，精准复杂的光纤通信设备为后期故障的处理、清洁和维护带来了新的挑战。准确高效率的处理SHD光纤通信设备运行中的故障问题，成为了现代电力企业必须解决的一大难题。本文分析我国电力系统中光纤通信设备常见的故障定位、处理、维护、维护人员应具备的要求和光纤通信设备等，希望为电力系统中光纤设备的维护提供参考。

2 光纤通信的优点

光纤通信之所以能够受到人们广泛喜爱，这和它一些其他传输难以比拟的优点有着密不可分的关系。首先，光纤通信的容量非常大，这是因为光纤通信的线路频带比一般的频带要宽很多，所以通信容量自然比一般的通信线路的容量大，信息的传播容量也随之增多。其次，因为在传输过程中光纤的对波长的损耗极低，非常利于信息的完整传送。而在这众多优点当中，尤为突出的便是保密性，因为光纤材质的缘故，光束在通过光纤时会严密留在光纤之内，几乎不对外辐射电磁波，因此保证了通过光纤传输的光携带的信息不会有泄露的风险。再有光纤的材质不惧怕各种恶劣气象，抗击干扰的能力极强。另外，体积小、重量较轻、材料丰富等，也是光纤通信的优点。

3 常见故障处理方法

3.1 替代法

替代法是电力系统SDH光纤通信设备故障问题常用的处理方法之一，这种故障处理方法在实际应用过程中主要的作用原理是借助一个可以高效运行的设备来替换存在故障问题的设备或者正在出现故障问题的设备。其关键作用在于及时有效解决设备出现的故障问题。这种故障处理方法的适用性较高，包括单条线路、一个单板、一段线缆以及单个设备装置等。特别是在经过故障定位后对支路故障或者单站内单板故障问题进行排查的过程中作用更加突出。举例来看，若是某一单个两兆设备出现线路中断故障问题，初步判断此设备所处方位的某个端口出现了故障问题，接着可以通过网管维护中心实施端口重置完成该设备端口的替换任务，就能够有效解决该端口出现的故障问题。针对相同单板中多个支路出现中断问题，则建议使用TP板进行替代。

3.2 告警性能分析法

告警性能分析法通常是以设备性能信息与告警信息为判断依据，这些信息数据主要来自于SDH光纤通信设备内部管理系统，具有较高的可靠性与精确性。因此，设备故障处理工作人员可以充分利用这些信息数据对故障问题实施精确定位与全方位分析。借助告警性能分析法可以对设备实时告警信息与历史告警信息进行全面掌握。通常而言，告警指示灯有三种颜色，即红黄绿。其中，红色代表紧急告警与重要告警;黄色代表次要告警与一般告警;而绿色代表设备处于正常运行状态。合理使用这种故障处理方法对设备故障实施分级处理，从而及时解决设备存在的高等级故障问题。

3.3 环回法

环回法常用于SDH光纤通信设备故障问题的定位工作中，主要包括远端环回、本地环回、线路环回、支路环回、内环回以及外环回等多种形式。设备维护人员在落实环回操作的时候，需要提前落实全方位的环回业务通道的采样工作，并在众多设备故障点中挑选出最具代表性的一个站点，同时还应当在站点中确定一个故障业务通道，接着结合设备故障问题的实际情况与采样相关信息绘制出故障业务的详细路径图，最后实施逐段环回，确定故障问题的确切方位。

3.4 全方位集中故障检测

全方位集中故障检测是SDH光纤通信设备中实用性较强的故障检测方式。它首先全方位检查整个通信设备，其次根据检查情况完成确切定位，最后进行维修处理。这种故障检测方法属于低效率检测，若遇到紧急维修，此方法并不适用，但是可通过全方位检测，及时排除SDH光纤通信设备中隐藏的故障，达到全面检测和预防的目的。此外，全方位集中故障检测并不是检查每一条路线，而是对路线采样，根据采样情况分析故障位置，最后进行集中维护。目前，我国的集中维护可分为两种，一种是选择在特定时间集中维护所有故障，另一种是建立专门的维护基站，并長期配备专业的维护人员，统一维修其所属区域的光纤通信故障设备。

4 光纤通信传输网络的应用

光纤通信输入系统上的应用可具体分为数据系统、服务系统、整合系统和操作系统。光纤通信输入系统应用到数据系统上时，要优化整合相关平台，只有这样才能够做到对信息数据传输过程中的流量进行有效的控制，而且还能够有效避免传输过程中出现的资源浪费等诸多现象。这是因为这时候的光纤通信已经是通过数字网络进行的控制，借助光纤网络对传输中流量的把控，网络的运行效率有了明显的上升。当下社会各行各业的发展都非常迅速，特别是网络信息技术，更是在不断的发展进步以适应时代发展需求，因此光纤通信输入系统在服务系统上的应用成为了人们广泛关注的问题。光纤通信在输入系统上的应用面临着诸多的问题，而在输出系统上的应用也是面临着巨大的发展挑战。在实际的应用中，为保证数据传输效率的提高和传输过程的稳定性，应当将各种网络传播技术进行紧密的结合，以此来弥补传统无线传输的不足。而网络通信传输在输出时面临的主要问题，便是安全管理和维护工作。安全管理工作不难理解，随着技术的不断发展，光纤通信传输的效率也有了明显的提高，因此有了大量的用户涌入，随之而来的便是随着客户增长引发的数据处理中心高风险性。这个时候必须及时对数据控制功能进行不断的优化，否则很难满足客户使用要求，带来数据安全风险。

5 结束语

在实际的应用过程中，要使网络通信技术的优势得到积极的发挥，对于尚且不完善的部分要及时发现原因，总结经验教训，及时进行创新改革，完善工作方案。实际的应用之中不难发现，光纤通信尚且存在着诸多的不足，例如未能实现智能化、自动化，网络通信技术的发展速度仍旧无法满足人们日益增长的网络需求度等。这是网络通信的挑战更是机遇，只要把握好机会，及时完善工作方案和适时创新，网络通信行业的发展也是一片光明。

参考文献：

[1] 过烽，徐俊.光纤通信技术在电力通信网建设中的应用[J].江苏科技信息，2017（29）：50-51.

[2] 黎林.电力系统中光纤通信的应用和维护探讨[J].低碳世界，2017（17）：38-39.

[3] 车文华，吴勇，童军，於琪，张萌.光纤通信在电力系统中的应用和维护[J].冶金动力，2016（09）：51-54.

[4] 孙丽红，朱哲然.浅析光纤通信在电力系统中的应用[J].通讯世界，2016（04）：171-172.

[5] 孙春. 光纤在线监测系统的研究与实现[D].浙江工业大学，2014.

（作者单位：国网阳泉供电公司）

电力系统光纤通信论文范文第6篇

【摘要】 无线光通信指的是无线激光通信，也可以称作自由空间光通信，是基于光传输形式，利用激光光束作为信息载体来传递信息的一种通信方式。无线光通信的传输方式主要以空气为载体，以激光为介质，使用一点或多点的形式进行连接。文章主要以无线光通信传输技术与接入技术进行了一系列讨论与探索。

【关键词】 无线光通信 接入 传输

目前，广域光纤还存在着一定的问题，使用光纤骨干网到用户之间还存在着“最后一公里的问题”，如果重新在这一公里铺设光缆，会浪费大量的时间和资金。虽然在目前有些无线通信技术能够解决“最后一公里”的问题，但是会给用户带来巨大的经济负担，而无线光通信主要是以空气作为传输媒介和介质进行光信号传输，因此在众多的通信方式中，无线光通信得到了广泛的应用。

一、无线光通信体系的构成

无线光通信系统是利用空气作为其中的传输媒介来进行光信号的传输，我们只需要收发信机相互之间有充足的发射功率以及开阔的视距传播路径就能够实现相应的信息传输。无线光通信系统是由发射机、接收机、激光源、接收光学系统以及掺饵光纤放大器等组成，而望远物镜需要与光收发送机结合在一起使用，在点对点传输时，每一端都安置了光发射机和接收机，这样能够实现点对点的全双工通信。在无线光通信系统中的光电转换技术是系统所用的基本技术，在这个转换过程当中，由于光发射机发出的信号很容易受到电信号的调制，那么就可以通过天线的反光学系统将光发射机发出的信号加载在接收机望远镜，而后接收机的望远镜把接收到的光信号聚集传输到光电检测器件中，然后光电检测器将光信号转换为电信号。

二、无线光通信传输的技术

随着国民经济的发展，手机用户越来越多，偏远地区的信号覆盖已经成为眼下急需解决的问题。现如今，大多的运营商利用光缆光纤接入方法与微波接入方式连接基站。

2.1光缆光纤的接入方法

光纤接入的主要传输形式是以光为主要介质，与微波相比有一定的不足，它的不足就是设置了光缆的公用通道。如果在安装过程中遇到了险恶地势，就会给施工带来巨大难题，同时会延工且浪费大量的资金；与微波传输相比的优点就是传输监控比较方便、信息容量较大且保密性较好，如有信号中断，能够及时的查找出问题。

2.2微波的传输方式

微波的传输方式主要以微波作为信息散布的载体，微波负载信息，再利用电磁波来实现信息传输，传输信息容量有一定限制。

2.3无线光传输方式

无线光传输系统与光纤通信的传输系统在宽带传输中是相同的，它们的不同处是光纤通信系统是以光线为介质进行传输的，而无线光传输系统是以空气为介质进行传输的。目前，无线光传输系统的最高速率可达到2.6Bbit/s，最远可以达到四千米。由于无线光传输系统是以空气为传输介质，所以无线光通信这种物理层传输设备能够不依靠任何协议。另外，无线光传输系统具有非常好的方向性和非常窄的波速，有着相当显著的安全性；无线光传输的传输范围与信号质量之间必需满足视线的传播条件，如果传输的距离能够达到传输的范围值时，信号就能够被接收机正确接受。目前传输的距离在一千米之内才可以保证信号的质量和效果，同时，恶劣的天气状况也会对信号的传输产生衰减和耗散。

三、无线光传输方面的具体优势

1.综合性成本低，性能稳固。无线光传输技术不需要有固定的管道设施，不受地理环境的限制，摆脱了有线的束缚，采用无线监控，它的特点是安装周期短、维护方便、扩容能力强及回收成本快。

2.组网灵便快捷，具有良好的扩展性。工作人员可以快捷的将新的无线监控点深入到现有的网络中，不需要增添设备或是铺设网络，轻松实现远程无线监控组网。

3.无线监控系统，就是将监控和无线传输技术相互融合在一起，其自身能够使不同现场的信息经过无线通讯传输到无线监控中心，同时自动形成视频数据库，方便之后进行详细检查。

4.维护费用低。由网络提供商对无线监控进行良好的维护，前端装置即插即用、免维护系统。

四、小结

随着国民经济的提高，无线技术也得到日趋迅猛的发展，无线传输技术也越来越多的被各行各业所接受以及应用。由于无线光传输系统具有卓越的先进特点，在宽带技术中，以灵活快捷的接入方式及在较短的距离内且使用最少的资金得到广泛的应用。

无线光系统不需要向有关部门申请许可证和频率，无线光系统做为一种新型快捷的接入方式，逐渐被广大用户看好，已经成为个人和企业的首选，应用前景广泛。

参 考 文 献

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