華為電力通信系統(tǒng)超長距離光纖傳輸解決方案

隨著國家電網(wǎng)公司建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的提出，大力發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠(yuǎn)距離先進(jìn)輸電技術(shù)和推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)成為電力行業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)。其中特高壓電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)建設(shè)的骨干網(wǎng)架，必須具有跨區(qū)調(diào)度、傳輸距離遠(yuǎn)、承載容量大的能力。因?yàn)樘馗邏和ㄐ啪€路與普通的運(yùn)營商通信線路不同，其線路路由規(guī)劃一般都較偏僻，且需要盡量避開發(fā)達(dá)地區(qū)和人口稠密地區(qū)。如果按照常規(guī)距離(小于100千米)設(shè)置通信中繼站，那么可提供電源的通信中繼站的選址、建設(shè)及運(yùn)行都存在很大的困難，因此，減少中繼站的數(shù)量，將節(jié)省大量的建設(shè)成本和維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)，還可以有效減少通信線路的故障產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)數(shù)量，增強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)長期運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。支持超長跨距的光通信解決方案是智能電網(wǎng)和特高壓電網(wǎng)建設(shè)的迫切需要。

華為解決方案

華為技術(shù)有限公司MSTP系列光傳輸產(chǎn)品在超長距離傳輸領(lǐng)域，處于業(yè)界領(lǐng)先地位，已廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)客戶的通信系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)。MSTP系列由OSN產(chǎn)品組成，分別是OSN1500/OSN2500/OSN3500/OSN7500/OSN9560。該系列具備統(tǒng)一的開發(fā)平臺和管理平臺?？梢詫?shí)現(xiàn)從接入層到核心層的按需選擇和一體化管理。

MSTP系列產(chǎn)品用于提高光傳輸無電中繼長度的核心技術(shù)主要有前向糾錯(cuò)技術(shù)(FEC、EnhancedFEC)、摻餌光纖放大器(EDFA-BA、EDFA-PA)、分布式拉曼放大器(Raman)和遙泵技術(shù)等。由于遙泵技術(shù)對線路光纜衰耗、環(huán)境要求很高且需要在光纜中間放置餌纖盒需中斷原有光纜，工程施工期長達(dá)數(shù)月，因此在電力系統(tǒng)實(shí)際工程中，除特殊情況外應(yīng)盡量避免采用。當(dāng)前在電力通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)下面的技術(shù)選擇順序，選擇合適的方案組合滿足2.5Gbps(千兆比特每秒，帶寬的傳輸速度)和10Gbps兩種速率的超長距離應(yīng)用。

1.首先考慮在發(fā)送端配置功率放大器(EDFA-BA)提高發(fā)送光功率，在接收端配置前置放大器(EDFA-PA)，提高接收靈敏度指標(biāo);主流的功率放大器產(chǎn)品增益在10～23dB(功率增益的單位)之間，輸出功率可達(dá)14~23dBm(考證功率絕對值的值)。前置放大器增益一般大于10dB。華為提供的解決方案在發(fā)送端采用非線性抑制技術(shù)成功解決了功率放大器的功率門限受限問題，輸出功率指標(biāo)在業(yè)界同類設(shè)備中處于領(lǐng)先水平。

2.增加配置前向糾錯(cuò)功能(FEC、EFEC)技術(shù)，目前光通信系統(tǒng)已普遍采用前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)達(dá)到提升系統(tǒng)的誤碼率性能、延長光信號的傳輸距離的目的。標(biāo)準(zhǔn)FEC編碼增益約6～7dB，華為采用增強(qiáng)型前向糾錯(cuò)技術(shù)(EFEC)，可以較標(biāo)準(zhǔn)FEC提供額外的1～3dB編碼增益。

3.增加配置前向和后向拉曼放大器，拉曼放大器增益區(qū)分布在光纖本身，具有增益平坦、噪聲低的特點(diǎn),非常適合長距離光纖傳輸系統(tǒng)應(yīng)用。在G.652光纖(目前廣泛使用的單模光纖)中其增益值為8～12dB,典型放大值為10dB。拉曼放大器一般是與EFDA放大器配合使用，即前向拉曼配合功率放大器使用，后向拉曼配合前置放大器使用。

為解決光纖傳輸系統(tǒng)中的色散問題。傳統(tǒng)解決方案是采用具有負(fù)色散系數(shù)的色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行補(bǔ)償，但是色散補(bǔ)償光纖存在損耗大，而且損耗隨補(bǔ)償距離增加而變大的缺點(diǎn)，增加了超長距傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度;華為采用無源啁啾光纖光柵型的色散補(bǔ)償模塊，具有體積小、插損恒定的特點(diǎn);可有效解決色散補(bǔ)償光纖引入的額外插損隨色散量變化的問題。

綜上所述，通過上述方案組合配置，在不采用遙泵技術(shù)的情況下，華為解決方案可實(shí)現(xiàn)超過300千米的單跨傳輸。特別值得一提的是，上述解決方案所采用的光纖放大器、拉曼放大器和色散補(bǔ)償模塊均可以做到與速率無關(guān)，零代價(jià)支持通信網(wǎng)絡(luò)從2.5Gbps升級到10Gbps速率。

實(shí)踐證明這些超長距離光纖傳輸技術(shù)能很好地解決電力系統(tǒng)長距離的傳輸需求,例如華為產(chǎn)品在南方電網(wǎng)“西電東送”工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)多個(gè)單跨距離超過220千米，最大實(shí)測線路衰耗超過62dB的跨段傳輸。