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[摘 要]随着科学技术的发展，尖端技术与新型通讯设备在电力系统通信领域得到了广泛应用。通信是以光波作为传输媒介的通信方式，具有传输信息量大、频带宽、质量高、距离远、抗干扰及辐射性强等众多优点，但光传输设备在运行过程中常发生故障，有必要对其进行监控与维护。文章在描述了光传输设备现状的基础上，对光传输设备故障进行了分析和研究，提出了故障定位措施与方法，并介绍了光传输设备的新型组网方式，具有重要的借鉴意义。
[关键词]电力系统；光传输；故障分析；组网方式
1.引言
随着现代通信技术和电网的不断发展，对通信的要求也不断提高。智能化、高度集成化、数字化的新型通信设备在电力系统通信中的应用日益广泛，如SDH光通信系统、数字式电力线载波机、数字微波设备、卫星通信系统、数字程控交换机等，光纤传输设备的检修维护成为当前一个重要的新课题。在电力系统中，光传输设备主要由计算机、光电转换器、电光转换器等组成。光传输设备运行的过程中的任何一个环节发生故障，就可能导致整个电力系统瘫痪，因此有必要加强电力系统的安全运行管理，而且电力维修人员必须严格掌握光传输设备维修技术，应对电力系统中的光传输设备故障进行分析，找出解决光传输设备常见故障的措施，从而保障电力系统光传输设备安全高效地运行。
2.电力系统光传输设备故障分析
2.1电力系统光传输设备故障分类
电力系统光传输设备在实际运行过程中会发生一些故障，对整个电力系统的安全运行构成威胁。经过总结分析电力系统光传输设备故障主要分为以下3种情况：
（1）光发射机部分故障。电力系统光传输失真是光传输设备最常见的故障类型，故障将导致信号丢失较大，而且光信号传输失真。温度及其他因素对电力系统光输出特性会产生不同程度的影响，当偏置电流或光强度发生改变时，电光输出曲线的工作区间会随之出现上下波动，从而导致光输出失真故障的出现。另外，接收机的输出信号也存在干扰。
（2）光分路器部分故障。光发射机的信号经过光分路器进行合理分配，一般分路器的端口不会被移动，这时不会出现故障，如果有人移动过分路器的端口，端口就会出现接触耦合不良或者尾纤头被灰尘沾染，光功率会因此下降，最终接收功率也随之下降。端口应采用专门的清洁剂对尾纤头进行清洗保持接触良好。
（3）光接收机部分故障。如果在安装过程中忽略了对纤头进行保护和清洁，电力系统光传输设备中的光接收机容易发生故障，对纤头造成污染，不仅使信号、光效率下降，而且影响信号质量。光接收机作为光传输设备中的一个重要组成部分，其所处工作环境较前端机房较差，而且分散在各处，其发生故障的类型较为多样，常见故障主要集中在尾纤接头部分及电源部分。一旦接收机出现故障，将导致相应的光节点的供电电压发生异常，如果光节点缺失稳压设备，可能导致供电电压超出工作范围之外，最终使接收机工作异常或电源部分被毁坏，将使接收机工作发生异常。为了避免这类故障发生，应优化光接收机系统中的散热系统和通风系统，使其散热及通风效果增强，还要对纤头定期清洁，从而使纤头接触的牢固程度增加。另外，光接收机经过拔插后使得纤头沾染灰尘，不仅导致输人光功率降低，还使得整个光节点的电平降低，信号的载噪比降低，同时使收视质量变差，所以要保证接头接触足够牢靠或采用一定方法清除尾纤头的灰尘。
2.2电力系统光传输设备故障定位
（1）机柜告警指示灯观察法
在日常维护中，首先要时刻关注告警灯的闪烁情况，并以此来初步判断设备是否正常工作。
（2）环回法
进行环回业务通道采样，选择有故障的站点中的某一个站点，然后选择所选站点存在多个问题的业务通道中的某个业务通道。具体如图1所示：
图1环回法
（3）倒换法
通过网管的单板复位、Alas倒换、重新下发配置，能有效排除故障，使业务迅速恢复。
（4）替换法
将工作正常的物体替换工作不正常的物体，来达到定位故障进而排除故障的目的。物件可以是一段线缆、一块单板、一个设备、一块模块或一个芯片，此法适合排除传输外部设备故障，如光纤、交换机、中继电缆、供电设备。
（5）仪表测试法
采用各种仪表，如：SDH分析仪、光功率计、误码仪、光时域反射仪等仪表对传输故障进行检查。如：采用万用表对供电电压进行测试，检查电压是否过高或过低；用2M误码仪测试业务误码、通断。
3.SDH组网技术简介
经过十多年发展，SDH技术的光纤通信网逐渐成熟。公网与专网的传输网基本上都采用SDH组网技术。近年来，随着OPGW在电力部门的广泛运用，SDH设备组成的电力传输网正在快速发展。主要介绍在电力传输网中SDH常用网络拓扑结构。
（1）链形网
链形网络图如图2所示，这种网络拓扑将网中的全部节点一一串联，但首尾两端开放。这种拓扑结构的显著特点是经济，早期用得比较多，为电力专网一种主要的拓扑结构。
图2链型网络
（2）环形网
实际上，环形拓扑指将链形拓扑首尾相连，形成网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。为当前使用最广泛的网络拓扑形式，主要原因是其有很强的生存性，自愈功能很强。由于其可靠性高，在电力通信传输核心网与城域网中常用此种网络拓扑结构。
例如采用环形网的二纤单向通道保护环由一个为主环S1；一个为备环P1。保护功能运行时，支路板将支路上环业务一起发到主环和备环上，两环上业务完全一样但是流向相反，主环S1流向逆时针，备环P1为顺时针。正常情况下网元支路板“选收”主环下支路的业务，如图2所示。若网元A与C互通业务，则两元同时将上环的支路业务“并发”到主环和备环。元A与C业务互通的方式是A经过网元D穿通到C。主环业务由S1光纤传到C；备环业务由P1光纤经过网元B穿通传到C。A到网元C的业务传输是在在网元C支路板“选收”主环Sl上的A→C业务来完成的。
图3二纤单向通道倒换环
（3）网孔形网
网孔形网如图4所示，将全部网元节点两两连接，便形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑提供多个传输路由给两网元节点间，网络可靠性因此而更强，瓶颈问题和失效问题几乎不存在。然而因为系统的冗余度较高，必定会导致系统有效性下降，而且成本高。
图4网孔形网络
（4）树形网
此种网络拓扑可看作星形拓扑和链形拓扑的结合，特殊节点的安全不能得到有效保障，而且处理能力也存在瓶颈问题，由于适应电力通信OPGW敷设的特点，在电力专网中常有运用。
（5）星形网
这种网络拓扑以网中一网元作为中心节点与其他各网元节点相连，例如电力专网中的各级调度机构，然而其他各网元节点之间互不相连。网元节点的业务均需要经过此中心节点进行转接。这种网络拓扑的特点是可以通过中心节点对其它网络节点进行统一管理，不仅使带宽分配方便，而且还可以节约成本，但不能保障中心节点的安全而且处理能力存在潜在的瓶颈问题。结构大多数用于接入网，很少在传输网中运用。
总而言之，随着大量变电站的新建，在电力通信传输网建设中，变电站间的OPGW逐渐建成，缆路已经不是主要问题。关键是依据业务需求，灵活使用上述各种方式进行组网。
4.结束语
光传输设备故障的消除需要维修人员不断强化电力知识与电力维修技能，做好光传输设备的维护措施，从而保障电力系统通信的正常。另外，对组网方式进行不断研究和优化，根据不同的需求灵活采用各种方式进行组网。
参考文献：
[1]邝巨星.电力系统中光传输设备的故障原因和具体维护[J].信息通信，2014，（4），220
[2]郭任重.SDH常用组网方式在电力通信传输网中的运用[J].江西电力，2009，，33（6），55-56
[3]陆信欣.电力光传输组网方式研究及常见故障分析[J].科技信息，2013（22），478-479
[关键词]电力系统；光传输；故障分析；组网方式
1.引言
随着现代通信技术和电网的不断发展，对通信的要求也不断提高。智能化、高度集成化、数字化的新型通信设备在电力系统通信中的应用日益广泛，如SDH光通信系统、数字式电力线载波机、数字微波设备、卫星通信系统、数字程控交换机等，光纤传输设备的检修维护成为当前一个重要的新课题。在电力系统中，光传输设备主要由计算机、光电转换器、电光转换器等组成。光传输设备运行的过程中的任何一个环节发生故障，就可能导致整个电力系统瘫痪，因此有必要加强电力系统的安全运行管理，而且电力维修人员必须严格掌握光传输设备维修技术，应对电力系统中的光传输设备故障进行分析，找出解决光传输设备常见故障的措施，从而保障电力系统光传输设备安全高效地运行。
2.电力系统光传输设备故障分析
2.1电力系统光传输设备故障分类
电力系统光传输设备在实际运行过程中会发生一些故障，对整个电力系统的安全运行构成威胁。经过总结分析电力系统光传输设备故障主要分为以下3种情况：
（1）光发射机部分故障。电力系统光传输失真是光传输设备最常见的故障类型，故障将导致信号丢失较大，而且光信号传输失真。温度及其他因素对电力系统光输出特性会产生不同程度的影响，当偏置电流或光强度发生改变时，电光输出曲线的工作区间会随之出现上下波动，从而导致光输出失真故障的出现。另外，接收机的输出信号也存在干扰。
（2）光分路器部分故障。光发射机的信号经过光分路器进行合理分配，一般分路器的端口不会被移动，这时不会出现故障，如果有人移动过分路器的端口，端口就会出现接触耦合不良或者尾纤头被灰尘沾染，光功率会因此下降，最终接收功率也随之下降。端口应采用专门的清洁剂对尾纤头进行清洗保持接触良好。
（3）光接收机部分故障。如果在安装过程中忽略了对纤头进行保护和清洁，电力系统光传输设备中的光接收机容易发生故障，对纤头造成污染，不仅使信号、光效率下降，而且影响信号质量。光接收机作为光传输设备中的一个重要组成部分，其所处工作环境较前端机房较差，而且分散在各处，其发生故障的类型较为多样，常见故障主要集中在尾纤接头部分及电源部分。一旦接收机出现故障，将导致相应的光节点的供电电压发生异常，如果光节点缺失稳压设备，可能导致供电电压超出工作范围之外，最终使接收机工作异常或电源部分被毁坏，将使接收机工作发生异常。为了避免这类故障发生，应优化光接收机系统中的散热系统和通风系统，使其散热及通风效果增强，还要对纤头定期清洁，从而使纤头接触的牢固程度增加。另外，光接收机经过拔插后使得纤头沾染灰尘，不仅导致输人光功率降低，还使得整个光节点的电平降低，信号的载噪比降低，同时使收视质量变差，所以要保证接头接触足够牢靠或采用一定方法清除尾纤头的灰尘。
2.2电力系统光传输设备故障定位
（1）机柜告警指示灯观察法
在日常维护中，首先要时刻关注告警灯的闪烁情况，并以此来初步判断设备是否正常工作。
（2）环回法
进行环回业务通道采样，选择有故障的站点中的某一个站点，然后选择所选站点存在多个问题的业务通道中的某个业务通道。具体如图1所示：
图1环回法
（3）倒换法
通过网管的单板复位、Alas倒换、重新下发配置，能有效排除故障，使业务迅速恢复。
（4）替换法
将工作正常的物体替换工作不正常的物体，来达到定位故障进而排除故障的目的。物件可以是一段线缆、一块单板、一个设备、一块模块或一个芯片，此法适合排除传输外部设备故障，如光纤、交换机、中继电缆、供电设备。
（5）仪表测试法
采用各种仪表，如：SDH分析仪、光功率计、误码仪、光时域反射仪等仪表对传输故障进行检查。如：采用万用表对供电电压进行测试，检查电压是否过高或过低；用2M误码仪测试业务误码、通断。
3.SDH组网技术简介
经过十多年发展，SDH技术的光纤通信网逐渐成熟。公网与专网的传输网基本上都采用SDH组网技术。近年来，随着OPGW在电力部门的广泛运用，SDH设备组成的电力传输网正在快速发展。主要介绍在电力传输网中SDH常用网络拓扑结构。
（1）链形网
链形网络图如图2所示，这种网络拓扑将网中的全部节点一一串联，但首尾两端开放。这种拓扑结构的显著特点是经济，早期用得比较多，为电力专网一种主要的拓扑结构。
图2链型网络
（2）环形网
实际上，环形拓扑指将链形拓扑首尾相连，形成网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。为当前使用最广泛的网络拓扑形式，主要原因是其有很强的生存性，自愈功能很强。由于其可靠性高，在电力通信传输核心网与城域网中常用此种网络拓扑结构。
例如采用环形网的二纤单向通道保护环由一个为主环S1；一个为备环P1。保护功能运行时，支路板将支路上环业务一起发到主环和备环上，两环上业务完全一样但是流向相反，主环S1流向逆时针，备环P1为顺时针。正常情况下网元支路板“选收”主环下支路的业务，如图2所示。若网元A与C互通业务，则两元同时将上环的支路业务“并发”到主环和备环。元A与C业务互通的方式是A经过网元D穿通到C。主环业务由S1光纤传到C；备环业务由P1光纤经过网元B穿通传到C。A到网元C的业务传输是在在网元C支路板“选收”主环Sl上的A→C业务来完成的。
图3二纤单向通道倒换环
（3）网孔形网
网孔形网如图4所示，将全部网元节点两两连接，便形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑提供多个传输路由给两网元节点间，网络可靠性因此而更强，瓶颈问题和失效问题几乎不存在。然而因为系统的冗余度较高，必定会导致系统有效性下降，而且成本高。
图4网孔形网络
（4）树形网
此种网络拓扑可看作星形拓扑和链形拓扑的结合，特殊节点的安全不能得到有效保障，而且处理能力也存在瓶颈问题，由于适应电力通信OPGW敷设的特点，在电力专网中常有运用。
（5）星形网
这种网络拓扑以网中一网元作为中心节点与其他各网元节点相连，例如电力专网中的各级调度机构，然而其他各网元节点之间互不相连。网元节点的业务均需要经过此中心节点进行转接。这种网络拓扑的特点是可以通过中心节点对其它网络节点进行统一管理，不仅使带宽分配方便，而且还可以节约成本，但不能保障中心节点的安全而且处理能力存在潜在的瓶颈问题。结构大多数用于接入网，很少在传输网中运用。
总而言之，随着大量变电站的新建，在电力通信传输网建设中，变电站间的OPGW逐渐建成，缆路已经不是主要问题。关键是依据业务需求，灵活使用上述各种方式进行组网。
4.结束语
光传输设备故障的消除需要维修人员不断强化电力知识与电力维修技能，做好光传输设备的维护措施，从而保障电力系统通信的正常。另外，对组网方式进行不断研究和优化，根据不同的需求灵活采用各种方式进行组网。
参考文献：
[1]邝巨星.电力系统中光传输设备的故障原因和具体维护[J].信息通信，2014，（4），220
[2]郭任重.SDH常用组网方式在电力通信传输网中的运用[J].江西电力，2009，，33（6），55-56
[3]陆信欣.电力光传输组网方式研究及常见故障分析[J].科技信息，2013（22），478-479