遠(yuǎn)動(dòng)通信課件)

1、遠(yuǎn)動(dòng)通信基礎(chǔ)培訓(xùn)講義主要內(nèi)容 一、我廠NCS及遠(yuǎn)動(dòng)流程圖 二、光纖通信基礎(chǔ)知識(shí) 三、電力線載波通信基礎(chǔ)知識(shí) 四、SDH基礎(chǔ)知識(shí) 五、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、電力系統(tǒng)二次防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)光光 纖纖 和和 光光 纜纜我廠遠(yuǎn)動(dòng)通信流程圖我廠遠(yuǎn)動(dòng)通信流程圖PCM及及SDH基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)電力載波通信基礎(chǔ)知識(shí)電力載波通信基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)二次防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)二次防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)一、通信系統(tǒng)的組成 1、站控層 2、管理層 3、間隔層我廠遠(yuǎn)動(dòng)通信流程圖 廠內(nèi)通信：間隔層（保護(hù)、測(cè)控裝置）到管理層（110KV/500KV/AVC屛內(nèi)通信管理機(jī)最后到站控層（操作員站、五防站、工程師站） 調(diào)度通信：間隔層管理層遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)通信機(jī)房

2、調(diào)度中心我廠遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)的配置情況 我廠配置四方公司CSM-320E雙遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)，一主一備，一臺(tái)故障自動(dòng)切換到另一臺(tái)。主要傳輸我廠與調(diào)度中心的通信數(shù)據(jù)。我廠遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)圖光光 纖纖 和和 光光 纜纜我廠遠(yuǎn)動(dòng)通信流程我廠遠(yuǎn)動(dòng)通信流程PCM及及SDH基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)電力載波通信基礎(chǔ)知識(shí)電力載波通信基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)二次防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)二次防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)1.1 光纖通信發(fā)展概況光纖通信發(fā)展概況 光纖通信：以光波為載波，以光導(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱光纖）為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。 光纖通信是由光通信逐步發(fā)展演變而來。1.1.1 光通信發(fā)展史 烽火臺(tái)火光光電話半導(dǎo)體激光器玻璃制光導(dǎo)纖維石英光纖光纖概述光纖概述1.1.2 光纖發(fā)

3、展的階段光纖發(fā)展的階段 第一代光纖通信系統(tǒng) 波長(zhǎng):0.85m短波長(zhǎng)(多模光纖) 傳輸速率:50-100Mb/s 光纖損耗:2.5-3dB/km 中繼距離：10km 第二代光纖通信系統(tǒng) 波長(zhǎng)：1.31m（長(zhǎng)波長(zhǎng)多模或單模光纖） 傳輸速率:140Mb/s 光纖損耗:0.55-1dB/km 中繼距離：20-50km光纖概述光纖概述 1.1.2 光纖發(fā)展的階段光纖發(fā)展的階段 第三代光纖通信系統(tǒng) 波長(zhǎng)：1.31m（長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光纖） 傳輸速率：PDH的各次群 光纖損耗:0.3-0.5dB/km 中繼距離：50-100km 第四代光纖通信系統(tǒng) 傳輸速率：可達(dá)2.5Gb/s 中繼距離：80-120km 第五代

4、光纖通信系統(tǒng) DWDM技術(shù)光纖概述光纖概述1.2 光在電磁波中的位置光在電磁波中的位置 光波與無線電波相似，也是一種電磁波，只是它的頻率比無線電波的頻率高得多。 光纖通信所用光波的波長(zhǎng)范圍：0.8-1.8m 短波長(zhǎng)：0.8-0.9m 長(zhǎng)波長(zhǎng)：1.0-1.8m 超長(zhǎng)波長(zhǎng)：2.0 光纖通信采用的三個(gè)通信窗口 短波長(zhǎng)：0.85m 長(zhǎng)波長(zhǎng)：1.31m和1.55m 波長(zhǎng)、頻率和光速之間的關(guān)系式： fc 光在真空中的傳播速度約為 sm/10381.3 光纖通信系統(tǒng)的基本組成光纖通信系統(tǒng)的基本組成1.3.1 光纖通信系統(tǒng)的基本組成光發(fā)射機(jī)光中繼器電信號(hào)LD光接收機(jī)電信號(hào)PIN光纖光纖 光發(fā)射機(jī) 光發(fā)射機(jī)，即

5、發(fā)端光端機(jī)，主要作用是將來自于電端機(jī)的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，并將光信號(hào)送入到光纖中傳輸。 光纖光纜 光纖是光纖通信的傳輸介質(zhì)，主要作用是將光信號(hào)由發(fā)端傳送到收端。 光接收機(jī) 光接收機(jī)，即收端光端機(jī)，其主要作用是將光纖傳送過來的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后經(jīng)進(jìn)一步的處理在送到接收端的電端機(jī)去。光中繼器 光信號(hào)在光纖中傳輸一定距離后，由于受到光纖損耗和色散的影響，光信號(hào)的能量會(huì)衰減，波形也會(huì)產(chǎn)生失真，從而導(dǎo)致通信質(zhì)量惡化。為此，在光信號(hào)傳輸一定距離后就要設(shè)置光中繼器，其作用是對(duì)衰減了的光信號(hào)進(jìn)行放大，恢復(fù)失真了的波形。1.3.2 光纖通信系統(tǒng)的分類 按傳輸信號(hào)分類 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 模擬光纖通信系統(tǒng) 按

6、傳輸波長(zhǎng)分類 短波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng) 長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng) 按光纖傳輸模式數(shù)量分類 多模光纖通信系統(tǒng) 單模光纖通信系統(tǒng)1.4 光纖通信的特點(diǎn)光纖通信的特點(diǎn)1.4.1 光纖通信的優(yōu)點(diǎn) 傳輸頻帶寬，通信容量大 中繼距離長(zhǎng) 抗電磁干擾 保密性能好，無串話 原材料資源豐富，節(jié)省有色金屬 體積小，重量輕，便于敷設(shè)和運(yùn)輸1.4.2 光纖通信的缺點(diǎn) 抗拉強(qiáng)度低 光纖連接空難 光纖怕水下表列出了光纜和其他幾種傳輸介質(zhì)特性的比較。 介質(zhì)介質(zhì)特性特性對(duì)稱電纜對(duì)稱電纜或四芯對(duì)絞電纜或四芯對(duì)絞電纜同軸電纜同軸電纜微波波導(dǎo)微波波導(dǎo)光纖（纜）光纖（纜）傳輸體直徑（傳輸體直徑（mm）1410500.10.2纜的重量比（同等傳輸容

7、纜的重量比（同等傳輸容量）量）1110.1每段纜的制造長(zhǎng)度（每段纜的制造長(zhǎng)度（m）1005001005003102 000傳輸?shù)膿p耗（傳輸?shù)膿p耗（dB/km）20（4MHz時(shí)）時(shí)）19（60MHz時(shí)）時(shí)）20.23帶寬（帶寬（MHz）64004120（GHz）（指微波頻帶）（指微波頻帶） 1 0 G H z k m（指所傳送信號(hào)）（指所傳送信號(hào)）敷設(shè)安裝敷設(shè)安裝方便方便方便方便特殊特殊方便方便接頭和連接接頭和連接方便方便較方便較方便特殊特殊特殊特殊中繼距離（中繼距離（km）121.510502.1光纖的結(jié)構(gòu)和分類光纖的結(jié)構(gòu)和分類 2.1.1光纖的結(jié)構(gòu) n1n2n1n2纖芯包層涂覆層套塑光纖結(jié)構(gòu)

8、示意圖 2.1.1光纖的結(jié)構(gòu) 纖芯直徑的直徑 單模光纖：8-10m 多模光纖：50m 包層直徑： 125m光纖一次涂覆層緩沖層二次涂覆層光纖油膏一次涂覆層松套管(a)緊套光纖(b)松套光纖2.1.2光纖的分類（1）按光纖折射率分布來分 階躍型光纖 如果纖芯折射率是均勻不變的常數(shù)n1，包層折射率也是均勻不變的常數(shù)n2，且在纖芯和包層的界面折射率發(fā)生突變，即由n1突變?yōu)閚2，則這種光纖成為階躍型光纖。 漸變型光纖 如果纖芯折射率不是常數(shù)，而是隨著半徑的加大而逐漸減小，到了纖芯和包層界面降至包層的折射率n2，則這種光纖成為漸變型光纖。 2.1.2光纖的分類（2）按光纖中傳輸模式數(shù)量來分 多模光纖 多

9、模光纖就是可以傳輸多個(gè)模式的光纖。多模光纖的折射率分布可采用階躍型和漸變型，前者稱為階躍型多模光纖，后者稱為漸變型多模光纖。 單模光纖 單模光纖就是只能傳輸一種模式的光纖。單模光纖只能傳輸基模，不存在模式色散，具有比多模光纖大得多的帶寬，故單模光纖使用大容量、長(zhǎng)距離傳輸。2.1.2光纖的分類（3）按光纖的工作波長(zhǎng)來分 短波長(zhǎng)光纖 短波長(zhǎng)光纖的工作波長(zhǎng)在0.8m-0.9m范圍內(nèi)，具體工作窗口0.85m，主要用于短距離、小容量的光纖通信系統(tǒng)中。 長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖 長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖的工作波長(zhǎng)在1.1-1.8m范圍內(nèi)，有1.31和1.55um兩個(gè)工作窗口，主要用于長(zhǎng)距離、大容量的光通信系統(tǒng)中。1.31和1.55微

10、米波長(zhǎng)光纖的區(qū)別 波長(zhǎng)為1310nm的光波在普通單模光纖中傳播時(shí)，能夠達(dá)到零色散，而波長(zhǎng)為1550nm的光波則能達(dá)到最小衰耗。至于采用哪一種，就要具體分析了。例如，如果希望光能傳遠(yuǎn)一點(diǎn)，又不在乎碼間干擾，則可采用1550nm的光波做光源。如果光纖有放大器，又只是單通道（無WDM），非線性又不嚴(yán)重，則長(zhǎng)距離傳輸時(shí)不妨用1310nm。至于具體用哪種，一定要根據(jù)實(shí)際情況和光纖參數(shù)進(jìn)行估計(jì)2.1.2光纖的分類（4）按制造光纖的材料來分 石英光纖 全塑光纖（5）按ITU-T建議來分 為了使光纖具有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，ITU-T制定了統(tǒng)一的光纖標(biāo)準(zhǔn)。 G.652光纖(常規(guī)單模光纖) G.653光纖(色散位移單

11、模光纖) G.654光纖(1.55m性能最佳單模光纖) G.655光纖(非零色散位移單模光纖)2.3光纖的損耗和色散特性光纖的損耗和色散特性 損耗和色散是光纖的兩個(gè)主要傳輸特性，他們分別決定光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離和通信容量。2.3.1 光纖損耗的概念 光波在光纖中傳輸時(shí)，隨著傳輸?shù)脑黾庸夤β手饾u減小的現(xiàn)象稱為光纖的損耗。光纖的損耗用表示010lgiPLP（dB/km)L光纖光源光脈沖AB式中：Pi、P0-光纖的輸入、輸出功率； L-光纖的長(zhǎng)度； -每千米光纖的損耗值，單位為dB/km。 光纖的損耗關(guān)系到光纖通信系統(tǒng)傳輸距離的長(zhǎng)短，光纖的損耗與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線即損耗波譜曲線，關(guān)系到工作波長(zhǎng)的選擇。

12、2.3.1.1 產(chǎn)生光纖損耗的原因（1）吸收損耗 本征吸收 雜質(zhì)吸收（2）散射損耗 瑞利散射損耗 波導(dǎo)散射損耗 非線性散射損耗（3）彎曲和微彎曲損耗 彎曲損耗 彎曲半徑越大，彎曲損耗越小，一般認(rèn)為，當(dāng)彎曲半徑大于10cm時(shí)，彎曲損耗可以忽略不計(jì)。 微彎曲損耗 微彎曲是由于光纖成纜時(shí)產(chǎn)生的不均勻側(cè)壓力引起的。微彎曲使得纖芯和包層的界面出現(xiàn)局部凸凹，從而引起模邊換而產(chǎn)生損耗。L光纖光源光脈沖AB2.3.2.光纖的色散 當(dāng)信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)，隨著傳輸距離的增加，由于光信號(hào)的各頻率（或波長(zhǎng)）成分或各模式成分的傳播速度不同，從而引起光信號(hào)的畸變和展寬，這種現(xiàn)象稱為光纖的色散。2.3.2.1色散的分類（1

13、）模式色散 在多模光纖中，由于各個(gè)模式在同一波長(zhǎng)下的傳播速度不同而引起的時(shí)延差稱為模式色散。包層包層纖芯模式1模式2模式3模式1模式2模式3光脈沖光脈沖 只有多模光纖才存在模式色散。在單模光纖中由于只有一種模式傳輸，沒有模式色散，所以單模光纖的色散比多模光纖小得多，即其通信容量比多模光纖大的多，這也是單模光纖獲得廣泛應(yīng)用的原因之一。 階躍型光纖的模式色散 漸變型光纖的模式色散（2）材料色散 光纖材料的折射率隨光波波長(zhǎng)的變化而變化，使光信號(hào)中不同波長(zhǎng)成分的傳播速度不同，從而引起脈沖展寬的現(xiàn)象，稱為材料色散。 在光線通信系統(tǒng)中，由于實(shí)際光源發(fā)出的光波并不是單一波長(zhǎng)，而是具有一定的譜線寬度。光在其中

14、的傳播速凍也是隨波長(zhǎng)的變化而變化的。當(dāng)具有一定譜線寬度的光源發(fā)出的光波在光纖中傳輸時(shí)，不同波長(zhǎng)的光波將有不同的傳播速度，在到達(dá)輸出端時(shí)將產(chǎn)生時(shí)延差，從而使脈沖展寬，引起材料色散。（3）波導(dǎo)色散 從理論上講，光纖中的光波只在纖芯中傳輸，但由于光纖的幾何結(jié)構(gòu)、形狀等方面的不完善，使得光波的一部分在纖芯中傳輸，而另一部分在包層中傳輸，由于纖芯和包層的折射率不同，而造成脈沖展寬的現(xiàn)象，稱為波導(dǎo)色散2.3.2.2單模光纖的色散 對(duì)于單模光纖，不存在模式色散，只有材料色散和波導(dǎo)色散，典型的單模光纖與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線如圖所示。1.01.11.21.31.41.51.6-80-60-40-20020材料色散波導(dǎo)

15、色散總色散波長(zhǎng)（m）色散（ps/km.nm）從圖中可以看出，在1.27 m附近，材料色散為零，而在1.31 m附近，材料色散與波導(dǎo)色散相抵消，單模光纖的總色散為零。 通常把零色散在1.31 m附近的光纖稱為常規(guī)單模光纖，即G.652光纖。 從光纖的損耗特性的分析可知，在=1.55 m處單模光纖的損耗最低，但色散值很大，約為18ps/kmnm，如果改變光纖的結(jié)構(gòu)使零色散波長(zhǎng)由1.31 m移至1.55 m，則在1.55 m處可獲得最小損耗和零色散。把零色散在1.55 m附近的單模光纖稱為色散位移單模光纖，即G.653光纖，這種光纖在1.55 m處具有的良好的特性使之稱為單波長(zhǎng)、大容量、超長(zhǎng)距傳輸?shù)?/p>

16、最佳選擇。 然而隨著WDM的發(fā)展EDFA的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)色散位移單模光纖有一致的弱點(diǎn)，即工作區(qū)內(nèi)的零色散點(diǎn)將使光纖出現(xiàn)非線性，尤其是四波混頻，嚴(yán)重的影響波分復(fù)用的性能。為了解決G.653光纖中嚴(yán)重的四波混頻效應(yīng)，對(duì)G.653光纖的零色散點(diǎn)進(jìn)行了移動(dòng)，如果在1.55 m附近光纖有較小的色散值，如在1.53-1.56 m范圍內(nèi)，色散為1-4ps/km.nm，這樣就能有效遏制非線性效應(yīng)。于是又設(shè)計(jì)出一種在1.55 m附近有較小色散值的光纖，這種光纖稱為非零色散位移光纖，即G.655光纖，G.655光纖適用于大容量的密集波分復(fù)用系統(tǒng)。2.5光纜的結(jié)構(gòu)和分類光纜的結(jié)構(gòu)和分類2.5.1光纜的結(jié)構(gòu) 光纜是以一根

17、或多根光纖或光纖束制成符合化學(xué)、機(jī)械和環(huán)境特性的結(jié)構(gòu)。不論何種結(jié)構(gòu)形式的光纜，基本上都是由纜芯、加強(qiáng)元件和護(hù)層三部分組成。（1）纜芯 纜芯結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足一下基本要求： 使光纖在纜內(nèi)處于最佳位置和狀態(tài)，保證光纖傳輸性能穩(wěn)定。在光纜受到一定打拉、側(cè)壓等外力時(shí)，光纖不應(yīng)承受外力影響。 纜芯中的加強(qiáng)元件應(yīng)能經(jīng)受允許拉力。 纜芯截面應(yīng)盡可能小，以降低成本 纜芯內(nèi)有光纖、套管或骨架和加強(qiáng)元件，在纜芯內(nèi)還需填充油膏，具有可靠的防潮性能，防止潮氣在纜芯中擴(kuò)散。（2）護(hù)層 光纜的護(hù)層只要是對(duì)已成纜的光纖芯起保護(hù)作用，避免受外界機(jī)械力和環(huán)境損壞，使光纖能適應(yīng)于各種敷設(shè)場(chǎng)合，因此要求護(hù)層具有耐壓力、防潮、溫度特性好、重

18、量輕、耐化學(xué)浸蝕和阻燃等特點(diǎn)。 光纜的護(hù)層可分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。內(nèi)護(hù)層一般采用聚乙烯或聚氯乙烯等，外護(hù)層可根據(jù)敷設(shè)條件而定，采用鋁帶和聚乙烯組成的LAP外護(hù)套加鋼絲鎧裝等。（3）加強(qiáng)元件 加強(qiáng)元件主要是承受敷設(shè)安裝時(shí)所加的外力。光纜加強(qiáng)元件的配置方式一般分為“中心加強(qiáng)元件”方式和“外周加強(qiáng)元件”方式。一般層絞式和骨架式光纜的加強(qiáng)元件均處于纜芯中央，屬于“中心加強(qiáng)元件”（加強(qiáng)芯）；中心管式光纜的加強(qiáng)元件從纜芯移到護(hù)層，屬于“外周加強(qiáng)元件”。加強(qiáng)元件一般2.6光纜的型號(hào)光纜的型號(hào) 根據(jù)根據(jù)ITU-T的有關(guān)建議，目前光纜的型號(hào)是由光纜的型的有關(guān)建議，目前光纜的型號(hào)是由光纜的型式代號(hào)和光纖的規(guī)格代號(hào)兩

19、部分構(gòu)成，中間用一短橫線分開。式代號(hào)和光纖的規(guī)格代號(hào)兩部分構(gòu)成，中間用一短橫線分開。2.6.1光纜的型式代號(hào) 光纜的型式代號(hào)由分類、加強(qiáng)構(gòu)件、派生特征、護(hù)套和外乎層5個(gè)部分組成。派生特征加強(qiáng)構(gòu)建分類護(hù)套外護(hù)層（1）光纜分類的代號(hào)及其意義 GY:通信用室（野）外光纜 GM:通信用移動(dòng)式光纜 GJ:通信用室（局）內(nèi)光纜 GS:通信用設(shè)備內(nèi)光纜 GH:通信用海底光纜 GT:通信用特殊光纜（2）加強(qiáng)構(gòu)件的代號(hào)及其意義 無符號(hào)：金屬加強(qiáng)構(gòu)件 F：非金屬加強(qiáng)構(gòu)件（3）派生特征的代號(hào)及其意義 光纜結(jié)構(gòu)特征應(yīng)能表示出纜芯的主要類型和光纜的派生結(jié)構(gòu)。當(dāng)光纜型式有幾個(gè)結(jié)構(gòu)特征需要注明時(shí)，可用組合代號(hào)表示，其組合代

20、號(hào)按下列相應(yīng)的各代號(hào)自上而下順序排列。 D:光纖帶結(jié)構(gòu) 無符號(hào):光纖松套被覆結(jié)構(gòu) J:光纖緊套被覆結(jié)構(gòu) 無符號(hào):層絞結(jié)構(gòu) G:骨架槽結(jié)構(gòu) X:中心束管結(jié)構(gòu) T:油膏填充式結(jié)構(gòu) Z:自承式結(jié)構(gòu) B:扁平形狀 Z:阻燃（4）護(hù)套的代號(hào)及其意義 Y:聚乙烯護(hù)套 V:聚氯乙烯護(hù)套 U:聚氨酯護(hù)套 A:鋁-聚乙烯粘結(jié)護(hù)套（A護(hù)套） S:鋼-聚乙烯粘結(jié)護(hù)套（S護(hù)套） W:夾帶平行鋼絲的鋼-聚乙烯粘結(jié)護(hù)套（W護(hù)套） L:鋁護(hù)套 G:鋼護(hù)套 Q:鉛護(hù)套（5）外護(hù)層代號(hào)及其意義 外護(hù)層是指鎧裝層及鎧裝層外邊的外被層。代號(hào)鎧裝層（方式）代號(hào)外被層0無0無1-1纖維層2雙鋼帶2聚氯乙烯套3細(xì)圓鋼絲3聚乙烯套4粗圓鋼

21、絲-5單鋼帶皺紋縱包-2.6.2光纖的規(guī)格代號(hào) 光纖的規(guī)格代號(hào)由光纜中光纖的數(shù)目和光纖類別組成。如果同一根光纜中含有兩種或兩種以上規(guī)格（光纖數(shù)和類別）的光纖時(shí)，中間應(yīng)用“+”號(hào)連接。光纖的類別光纖的數(shù)目（1）光纖數(shù)目 用光纜中同類別光纖的實(shí)際有效數(shù)目的數(shù)字表示。（2）光纖類別 光纖類別應(yīng)采用光纖產(chǎn)品的分類代號(hào)表示，按IEC60793-2(2001)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用大寫字母A表示多模光纖，大寫字母B表示單模光纖，再以數(shù)字和小寫字母表示不同的種類、類型的光纖。 多模光纖分類代號(hào)類型纖芯直徑（m）包層直徑材料A1a漸變型50125二氧化硅A1b漸變型62.5125二氧化硅A2階躍型50125二氧化硅單模光纖分類代號(hào)名稱材料B1非色散位移型