摘要：本文介绍了在配电网自动化系统中如何设计和配置光纤通信设备，包括如何选择光纤通信方式、光纤路由设计、光纤环路通信接口以及电纤收发设备，如何进行光纤防护和光张易铺设，希望本文可以为用户选择光纤通信提供参考。
关键词：光纤通信技术；配电网；自动化系统
0引言
配电网通信系统具有测点多、覆盖面广等优点，要根据不同配电网的情况，根据市中心、市区、郊区等条件选择不同的通信方式。市中心和市区负荷较密集，不宜采用无线通信方式。光纤通信具有高效、可靠、抗干扰的特点，是市中心和市区配电网通信的首选方式。关于光纤通信的价格问题，随着通信技术的不断发展，价格已经比较适中。
1光纤通信网络的功能和特点
1.1具有较高速率的数据通信能力。
1.2可靠性高，抗干扰能力强
光纤通信的误码率可以达到10-9级，与其他通信方式相比优势是非常明显的，并且光纤通信不容易受到电磁波或者强电磁场的影响。
1.3通信网络自愈能力
在光纤通信网络中，如果通信环链接的测点较多，为了使光纤通信更可靠，采用双环通信网，如果通信环中出现故障，光端就可以自选路由，自动完成愈合操作，主站到各个子站可以申通的进行光纤通信，可以保障通信的可靠性。
1.4配置灵活，扩展比较方便
如果在配电网中增加新测点，可以在附近的光纤通信网内打开环路进行链接。如果通信速率为9600bit/s，如果每个节点的码形宽度畸变小于0.1，接收允许的码形宽度畸变小于10%，允许的节点数大于100。在这种情况下，每个光纤通信环至少可以接入100个通信节点，可以满足配电网自动化系统进行通信扩展的需要。
1.5较完善的光端设备通信接口方式
光纤通信具有标准的EIA-422通信接口，如果用户选择RS-232通信口，可以接入接口转换器，通过转换为需要的通信接口。
1.6光端设备的体积较小，重量也较轻，采用的是模块化的结构形式，安装和调试都比较简单方便。
1.7光纤通信的工作电源为12V，静态工作电流为30A，如果进行数据传送则工作电流小于100A。光端设备具有较低的功耗，可以减少配电网中由于电源的不间断工作而造成的电能消耗。
1.8光纤通信铺设电缆的防护等级较高，便于铺设
光纤通信使用的电缆有铠装、充油、束管等形式，强力较强，柔性也较好，可以很好的防水和挤压。由于光缆传输的是光信号，所以不会受到强电场和磁场的影响，光缆铺设时就比较方便，地面以下与电力电缆一起铺设，地面以上可以与架空高压线一起铺设。
2光纤通信配置方式和路由设计
2.1点对点配置
两个站点之间互联是以光的方式，从而可以进行点对点的通信。点对点配置方式下，点与点之间的距离是比较长的，最长的可以达到几千米以上，如果站点与中心站的距离较远，链接到环形网络中有一定的困难，就可以采取点对点配置的方式。在点对点方式下，光端设备转发开关都要在“OFF”状态下。
2.2环网通信的主站—子站配置方式
主站—子站配置方式可以进行两个站点以上的通信，在环形通信系统中，主站有一个，有很多个子站链接在环路上，可以进行查询；每个子站接收主站发送过来的查询指令，确认了查询报文中的地址后，子站就会响应给主站。环网通信的主站—子站配置方式适合于配电系统比较分散，进行多点通信的情况，进行配电网的光纤通信，这是一种首选的方式。
在此方式下，光端设备转发开关的设置情况如下：主站要处于“OFF”状态，子站要处于“REP”状态，这样设置以后主站收到环路信息后，可以避免信息以光的方式沿环路返回或者继续转发。
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2.3环网通信的对等配置
环网通信对等配置方式下，环路中的各个站点都可以成为主站，每一次进行数据传输时只能有一个站点成为主站。主站和子站的主要区别在于转发开关的设置。如果环路中没有信息需要传送，所有的站点都是子站，此时转发开关处于“REP”状态，如果其中有一个子站成为了主站，转发开关要马上处于“OFF”状态。
各个站点的转发开关是由软件进行控制的，没有信息需要传送时都属于子站，如果要发送信息，转发开关要处于“OFF”状态，如果某一个子站升为主站，表示信息传送完成，此时转发开关要切换为“REP”状态。这个转换功能由软件控制插头来完成。如果此插头的高电平大于3V，则转发开关处于断开状态，如果此插头的低电压小于1V，则转发开关处于转发状态。
2.4光纤单环网或双环网
如果一个光纤通信环路的节点较多，为了避免光缆或者光端设备的原因而引起光纤环路的通信故障，致使整个环路发生通信中断，此时可以采取光纤双环路通信的方式。双环路方式下，光端设备是有自愈能力的，如果其中一段光缆出现故障，两端的光端设备可以自动使命，各自生成一个新的环路，保证通道的通信申通。在双环路光纤通信方式下，每个站点会配置两个光端设备，每个设备都具有自动切换和自愈能力。每个光端设备的自愈能力，通过光端设备的双环切换控制器来完成。
在正常运行时，主站的查询命令和子站的回应报文，光纤通信环会沿着环路进行信息传送。子站接收环路的信息，比过光端设备双环切换控制器，选择其中一个环路的信号，传送给RTU；主站则由一个串行口来发送信息，串行口分别接收环路的信息。
如果出现环路故障，某处光缆被切断，故不能生成环路，断点处的光端信号只能接收其中一个环路的信息。双环切换控制器只检测到一个环路信息时，经过延时后将接收到的信号切换到另一个发送端，形成了一个不同于以前环路的新环路，断点两侧的光端设备相互链接，构成新的路径，实现自愈。
2.5光纤通信环网路由设计
根据配电网中各个测点进行布局和规划，要同时考虑现有的测点和将来新增的测点。根据电缆或者架空线的走向，要选择最小的路径，针对光纤通信网络进行合理的设计。
3光纤通信环路接口及其收发器的诊断
光端设备是一种简单的光纤数据传输收发设备，主要完成光和电的信号收发，每个设备都有光商品和数据通信接口。
3.1光纤通信接口
每个光端机有两个光端口，电信号和光信号相互转换后，由光端口发出。光端口采用的是ST型的接头，与光缆的连接比较方便。光接头可以由技术人员进行现场制作。
光信号转换为电信号，与终端设备进行连接。通信接口采用的是标准的EIA-422型号。光端机数据通信接口比较灵活，可以满足用户的各种要求。
3.2光端设备诊断
光端设备具有诊断功能，由发光二极管来完成此功能，不同的发光二极管分别代表光信号和电信号的接收和发送。如果二极管被点亮，通路运行，如果二极管闪烁，则表示进行数据传输。观察发光二极管，可以了解光端设备的运行情况，找到光纤通信系统的各种故障。
4光纤收发设备的选择
光纤分为单模和多模。其中单模光纤的纤芯直径为7-12um，进行光的传播时通过轴向通路来完成。驱动单模光纤的光束要求必须高聚焦。光发射和接收设备的价格一般都很高，但传输距离较远。
多模光纤的纤芯直径大于50um，可以由不同的通路进行光束的传播。光发射和接收设备的价格较低，但传输距离一般较近。
选择光纤和光端设备时，要根据环路上节点之间的传送距离，根据配电系统通信网的特点，可以采用光纤环网通信，配置方式采用主站—子站方式。如果节点之间距离不长，可使用多模光缆，为短长。如果节点之间距离较远，由于单模光缆的价格不高，可以选择单模光缆。
5小结
光纤通信现在被应用于配电网自动化系统中，随着实践应用的不断深入，会解决更多的技术问题，应用也会更完善。
参考文献：
[1]杨维那等.高压线路电流差动保护的现状及前景展望，继电器，2009，27（1）：4-7.
[2]黎连业.网络综合布线系统与施工技术，北京：机械工业出版社，2010.
论文作者:胡金德
论文发表刊物:《基层建设》2016年9月下27期
论文发表时间:2016/12/8
标签：光纤通信论文; 环路论文; 光纤论文; 通信论文; 设备论文; 方式论文; 主站论文; 《基层建设》2016年9月下27期论文;