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          关于电力系统超长距光传输技术的应用                    摘要：本文介绍了超长站距光传输的主要技术，重点探讨电力系统采用掺饵光、喇曼、遥泵放大器等进行组合应用的系统方案，对系统方案进行了计算验证关键词：电力系统；超长距；EDFA；RPOA；色散补偿；DRA；FEC一、引言随着电力系统通信网络的不断完善，业务需求的不断增加，传输系统容量已经逐渐从早期的155M，62M扩展到现在大部分覆盖2.5G的传输系统，并逐步建设大规模的10G甚至波分网络为了实现站间信息传输，在传统技术中需要建设大量的光中继站，增加了工程的建设、维护难度和投资规模，因此如何延长光通信的中继距离成为电力系统通信亟待解决的问题，同时电网的建设也给超长站距通信技术的发展提供了契机二、主要超长距光传输技术介绍1、超长站距光传输主要技术超长站距光传输技术是指采用掺饵光纤放大器、喇曼放大器，遥泵放大器，FEC，色散补偿等技术实现超长距离无电再生2、光放大技术传统中的应用主要有放在发送端的光功率放大器，放置在接收端的前置放大器（预放）和放置路中的线路放大器三、EDFA掺铒光纤放大器EDFA的基本工作原理是将泵浦激光器发出的高功率泵浦光，输入到掺铒光纤，对掺铒光纤中的铒离子进行能量激励，使饵离子吸收能量后，形成离子数反转，处于受激的亚稳态。

这时1550mm波长的入射光子信号进入掺铒光纤，铒离子将从亚稳态返回基态，并释放1550mm的额外光子，形成对1550mm信号光的放大EDFA与色散补偿技术配合使用，已在电力系统的多条电路中将2.5C光传输距离延长到180-190kmEDFA除了放大输入的光信号之外，还产生ASE噪声，噪声逐级积累，OSNR逐级劣化利用喇曼放大器和FEC等技术，可以有效地减轻OSNR对系统的影响2）ROPA遥泵放大器（ROPA，Remote-PumpedAmplifer）是EDFA的另一种应用方式，是用于单长跨距传输的专门技术常规的EDFA放大器中，泵源激光器与饵纤集成在一起作为功率放大器或前置放大器使用ROPA是将EDFA中的铒纤模块移至线路的适当位置上串入光缆，将远端站内的泵浦光源能量馈送至铒纤模块，对光信号进行放大尽管受到入纤功率限制和1480nm泵浦光沿光纤传输衰减较快等因素的影响，遥泵放大器通常可以提供约6~20dB的增益3）DRA分布式喇曼放大器（DRA，DistributedRamanAmplifier）以传输光纤自身作为增益介质，利用光纤中SRS的非线性效应，将泵浦光的能量转移到信号光中，从而起到对信号光功率放大的作用。

在理论上只要采用适当波长的泵浦源，就可以在整个光纤光谱带宽上对任意波长的光信号进行有效放大3、色散补偿色散补偿包括色度色散补偿和偏振模色散补偿2类色度色散补偿的方式包括色散补偿器件和色散补偿模块对于电力系统的长站距光传输系统，应用最多的也最成熟的是色散补偿光纤（DCF，DispersionCompensationFiber）偏振模色散补偿，由于光纤内部结构不对称或波导管外部压力等原因都会导致出现PMD，使具有不同偏振态的信号光以不同的速率（称为差分群时延）在光纤中传输，最终导致信号失真或系统误码偏振模色散具有随机性，需要对其进行测量、补偿4、FEC前向纠错技术（FEC，ForwardErrorCorrection），分为带内FEC、带外FEC、增强FEC带内FEC编码增益为3db～4db、带外FEC编码增益为5db～6db、增强FEC编码增益为6db～8db四、超长站距光传输系统计算对光传输系统，在传统的设计计算系统中继时，通常会考虑衰耗与色散2个限制因素但在中超长站距光传输系统中，还应该考虑OSNR对传输距离的限制色散可通过DCF可完全补偿色散影响，因此，实际系统设计时可从功率和信噪比受限2个方面考虑。

下面以10Gbit/s超长站距SDH系统工程来分析选择及计算案例如下：1主要技术参数1）光缆参数：G.652DAf：光纤衰耗系数As：光纤熔接头每千米衰耗系数1550mm波长处，采用常规G652光纤时，Af+As取0．20dBkm；用高性能光纤时，Af+As取0.18dBkm，同时由于其对非线性阈值门限较高，可提高系统功率预算约2dB：富裕度比例系数采用EDFA等常规放大技术时，可取值0.020dB/km；采用拉曼放大技术后，可取值为0.018dB/km；使用超低损耗光纤或采用遥泵放大技术时，可取值0.016dB/km2）放大器参数取值3）编码调制采用增强型带外前向编码纠错（EFEC）时对系统功率预算贡献为8dB，采用SBS抑制技术时对系统功率预算贡献为5dB2.再生段传输计算案例根据上述1中各主要技术指标，按照式可计算出各种配置方案的传输距离根据规范10Gbis系统的信噪比为25-FEC编码增益=25-8=17（dB）1）BA（SBS）+PA+FEC/EFEC：系统允许传输损耗57dBL=（Ps+∑G-Pr-Pp-∑Ac）/（Af+As+α）=（57-2-1）/0.224=245（km）其系统结构示意图如图所示。

根据式OSDR=58-10=58-10㏑〔+10〕=16.1，小于17dB，不满足光信噪比要求，因此在此种情况下，功率满足要求，而信噪比受限，需根据信噪比重新计算线路允许的距离当线路距离为240km时，通过信噪比公式计算OSDR=17.2满足光信噪比要求，因此，线路允许距离为240km2）BA+PA+FEC/EFEC+双向拉曼：系统允许传输损耗65dBL=（Ps+∑G-Pr-Pp-∑Ac）（Af+As+α）（57-2-1）/0.224=284（km）其系统结构示意图如图3.2所示根据OSMR公式得，OSDR=15.82，小于17dB，不满足光信噪比要求，因此在此种情况下，功率满足要求，而信噪比受限，需根据信噪比重新计算线路允许的距离当线路距离为278km时，通过信噪比公式计算OSDR=17.13，满足光信噪比要求，因此，线路允许距离为278km3）BA+PA+FEC/EFEC+前向拉曼+后向随路遥泵：系统允许传输损耗典型值73dBL=（Ps+∑G-Pr-Pp-∑Ac）/（Af+As+α）=324（km），采用后向随路遥泵技术可等效于在距离接收端90km处接入线路放大器LA，发射端与线路放大器间距离234km。

其系统结构示意图如图3.3所示：L1：等效于光放大器发射端至后向随路遥泵铒纤模块间跨段损耗，234km×0.216dB/km=50.54dBL2：等效于后向随路遥泵铒纤模块至前置光放大器接收端间跨段损耗，90km×0.2l6dB/km=19.44dB根据OSMR公式得：OSMR=58-101〔1010+1010+10=19.9，满足光信噪比要求五、结束语电力系统应用超长站距光传输技术可以减少光传输中继站和引入缆环节，节约土地资源和工程投资，大大减轻运行维护工作量，提高光传输系统的可靠性，通过超长距光纤通信技术在电力通信系统中的应用，对推动电力系统的快速发展具有重要作用参考文献：[1]DL/T5734-2016电力通信超长站距光传输设计技术规程  -全文完-。