郭小港1，余文会2，智月堂1
1.31401部队130分队 2.31411部队63分队
摘要：当前电力系统通信网规模较大，发展较为完善，而且作为电力系统的组成部分，除了承载较多的通信业务，其还承载着一些关于电力的保护以及市场需要的宽带数据等。所以只有电力通信网络保持较高的稳定性、可靠性，才能确保整个电力系统的管理工作正常进行，而光纤通信则满足这个要求。所以其被广泛应用在电力通信网络中，有效推动了电力行业的发展。基于此，以下对基于数字信号处理的电力光纤通信网络状态监测进行了探讨，以供参考。
关键词：数字信号处理；电力光纤通信网络；状态监测
引言
光纤通信属于一种新兴的信息传输技术，在推出之后便立即获得了社会各界的广泛关注，其发展也被国家与行业给予了充足的重视。就目前情况来看，光纤通信标志着全球信息技术的改革创新，经过几年发展后，光纤通信技术也变得更加复杂多样，可以为信息网架构面貌的改善提供助力，同时还能很好地促进现代信息社会通信的进一步发展，有着非常广阔的发展前景。
1光纤通信技术研究现状
自上世纪末特别是本世纪初以来，由于以互联网为基础的信息社会的高速发展，对数据流量的需求与日俱增，导致对光纤通信技术超大传输容量的迫切需求。光纤通信技术如何扩展容量已成一个亟待解决的现实问题，这将关乎信息时代的发展。系统的容量极限会随着通信带宽的增大、信噪比的提升而提高，也就是通信极限与带宽和信噪比两者成正比例关系。波分复用技术是解决上述问题的方法之一，其原理是将不同频率的光信号通过一定的方式互不干扰的调制合在一起，作为载波在同一根光纤中同时进行传输。由于频率不同，故调制合成的光信号可在接收端进行解调得到所传输的信号。布拉格光栅（FBG）的应用使得波分复用技术得到进一步发展，该技术可以用于密集波分复用（DWDM）、EDFA中。提高光信号的频率效率是扩展传输容量的另一种方法。由于EDFA限制了光纤通信系统的带宽，传输容量的提升方法有提高频谱效率。增加带宽的利用率主要一是采用DWDM、高阶调制格式等技术来接近理论极限，但频谱效率的提升也有不利影响，就是对信噪比的要求较高。二是采用相位（phase）、偏振态（PD）技术的进行光信号的传输，第二代光纤通信就是这种相干光通信机制设计的通信系统，信道传输容量能够实现翻倍的方法是偏振复用（PDM）。
2光纤通信特点
2.1传输速度快，通信容量大
在电力通信系统中存在非常复杂的网络结构，而系统中也具有多种类型的设备。由于设备之间的信息转换方式差异，会影响电力通信效果。光纤通信技术具有传输速度快、带宽大的优点，能有效缓解电力通信的压力。此外，光纤通信技术还具有通信容量大的优点，在使用光线传输信息过程中，其传输速度不仅非常快，传输的容量也非常大。因此，在信息化背景下，为提高信息传输量，应用光纤通信技术具有一定意义。
2.2抗干扰能力强
在通信传递中如果遇见电磁波，将很有可能导致通信传递泄露，比如遭到窃听等。而在光纤通讯系统中，则能很好地避免这一问题的发生，究其原因，该系统有着很强的防电磁干扰性能，所以安全性更高。目前，光纤通信系统的材料主要就是以石英绝缘体物料接工而成的，而该种材料具备绝缘性良好、难以被腐蚀等特征，将其合理应用在光纤传递平台中，还能很好地避免自然界各种因素的影响，比如太阳黑子移动、雷击等。
2.3损耗低
光纤不仅具有损耗低的特点，也具有超长的中继距离，合理应用此特点，减少通信线路中基站数量，可以降低投入的成本，提高电力通信网运行效率，对增强通信质量也具有重要作用。
3基于数字信号处理的电力光纤通信网络状态监测的应用
3.1监测系统参数
光纤传输是目前电力系统通信中主要的通信手段，其优点较多，但是在光纤传输过程中也会受到信号损伤的影响，因此会影响通信网络的性能。除此之外，其他网络元件也可能会影响到通信的质量。所有这些对通信网络构成的损害，都会降低通信链路的传输质量，从而影响数据传输速率和信号传输效率。信号传输过程中受到的影响可以分为一般影响和严重影响。包括光纤功率损耗、断纤、网络元件故障等在内的多为严重故障，而线性或非线性畸变则为非严重损伤。
3.2全光网络通信
现在的通信网络是传统电信号和光信号通信各有一定比例。结合光纤通信的优势，全光网络能够提升所有通信节点的传输效率，同时能够消除传统通信介质和器件所带来的不利影响。传统通信介质和器件问题主要有信号能量丢失、较大衰减等。全光网络传输效率、业务处理将得到较大的提升作用，有利于高质量完成通信工作。
3.3软件定义网络的优化
光纤通讯状态监测利用基于数字信号处理的方法还可以实现软件定义网络。结合机器学习等算法可以实现软件定义网络中的光网络规划。通过这类方法，可以结合实时链路信息以及网络拓扑结构对数据进行统一监测。人工神经网络模型也可以通过训练得到不同链路参数之间以及光信噪比数值。当训练过程结束时，人工神经网络模型可以更加准确地对不同光路径进行优化监测。最终，可以通过相应的预测机制，实现在一定概率情况下软件定义网络的容量达到最大。
3.4光弧子通信系统
就该系统来说，其原理具体就是由于在光传递中，会存在色散和损耗等情况，所以在传统光纤通信中，时常会因为传输距离与容量而受到很大的影响。出现这一问题的主要原因就是之前科技发展不足，在光纤制作上难以实现创新。不过在信息时代背景下，并且经过一段时间的沉淀，再加上众多科研人员的不断研究，借助光纤的非线性效应便能高效收集光的色散中可能出现的光弧子，然后将其合理应用至通信中，这样便可以很好地解决因为传输距离与容量等问题而引发的不良影响，为光纤通信系统更进一步的发展助力。
结束语
随着电力系统的网络不断发展，光通信的容量逐渐扩大，变得更加复杂。而光纤通信网络在网络的动态特性中存在一些传输的问题，包括损耗、色散补偿、非线性补偿和各类噪声抑制等。在数据传输方面，服务的中断可能导致信息的灾难性后果。因此，针对电力光交换系统通信的监测显得十分重要。实现高质量的网络状态监测，不仅对于通信网络的控制、管理和运维有着重要意义，而且能够提升电力系统安全可靠的运维。
参考文献
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