华北电力大学 王晗悦,徐鹏,宋鸽,等:长距离光纤频率级联传递技术发展现状及其在电力系统中的应用

学术   科技   2024-10-08 17:10   北京  

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引文信息


王晗悦,徐鹏,宋鸽,等.长距离光纤频率级联传递技术发展现状及其在电力系统中的应用[J].电力信息与通信技术,202422(6)59-65

WANG Hanyue,XU Peng,SONG Ge,et al.Development status of long-distance optical fiber frequency cascaded transmission technology and its application in power system[J].Electric Power Information and Communication Technology,2024,22(6):59-65(in Chinese)


01

研究背景


我国电力系统自动化技术与智能电网的建设与发展对长距离时频传递精度与可靠性提出更高需求。地基光纤授时由于其传输媒介具有抗干扰能力强和抗毁性高等优点,结合级联传递技术,可为长距离、高稳定、高可靠的频率传递提供坚实保障。


02

主要创新点



1)本文介绍光放大器级联、再生中继级联、系统级联的系统架构及原理。

①长距离光纤频率级联传递中,最直接的方法是引入光放大器,把光纤链路分隔为若干段,依次放大光功率,补偿链路损耗。光放大器级联传递示意图如图1所示。
图1  光放大器级联传递示意图
多级光放大器级联容易导致信噪比恶化、相位噪声叠加、级联长度无法延长。而相较于光放大器级联,再生中继级联方式采用中继设备或中继站以分隔长距离光纤,不仅限于光信号放大,还可以隔离滤波、去除链路噪声、对信号进行锁定再生,有利于提高信号功率,减小噪声干扰,延长传递距离。再生中继级联传递示意图如图2所示。
图2  再生中继级联传递示意图
与前2种级联方式不同,系统级联对光纤严格分段,并进行独立的相位噪声补偿,各部分功能划分更具体,其原理是在频率传递系统发端和收端之间,新增若干中继站,每级中继站包括前级收端、变频、后级发端3部分。系统级联传递示意图如图3所示。
图3  系统级联传递示意图
2)在长距离光纤频率传递中引入级联技术,以提高信噪比和频率稳定性,这一思路已落地并广泛应用。3种级联传递技术及案例对比如表1所示。
表1  3种级联传递技术及案例对比


03
解决的问题和意义

光纤频率传递技术在电力行业担当重要角色、起到支撑作用,其潜力与可行性已得到世界认可,也必将为未来智能电网提供强有力的支持。但针对长距离或超长距离光纤中高稳定、高可靠频率信号的级联传递技术进一步优化与完善,研究仍在继续。




作者介绍

王晗悦

王晗悦(2000),女,硕士研究生,主要研究方向为光纤稳定射频传递、电力系统通信。

徐鹏(1990),男,硕士,主要研究方向为电力信息通信技术。

宋鸽(2000),女,硕士研究生,主要研究方向为基于光纤的稳定时频传递。

李烁(1999),男,硕士研究生,主要研究方向为长距离光纤频率传递。

刘涛(1981),男,博士,副教授,主要研究方向为光纤通信和量子光通信。

刘晨霞(1992),女,博士,讲师,通信作者,主要研究方向为电力系统通信、光纤时频传递,liuchenxia2413@ncepu.edu.cn。


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