[b]0　引言 [/b]　　近年來，為滿足市場需求，國家電力工業(yè)政策作了相應(yīng)調(diào)整，重點(diǎn)投資放在城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè)和改造工程，為配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展提供了條件。 　　建立可靠的性能價格比適中的通信網(wǎng)，是配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)工程的重要組成部分。在當(dāng)今各種通信模式中，光纖通信［1］以其高速率、高可靠性、抗干擾、低功耗、工作穩(wěn)定、安裝操作方便、價格適中等諸多優(yōu)點(diǎn)，越來越被人們所重視。上海浦東金藤工業(yè)園配電網(wǎng)自動化試點(diǎn)工程［2］，采用光纖單環(huán)路通信獲得成功，為光纖通信在配電系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。 　　但單環(huán)路光纖通信網(wǎng)中，隨著環(huán)路節(jié)點(diǎn)的增多，光纖環(huán)路可靠性將受到影響。雙環(huán)路光纖通信是提高光纖環(huán)路通信可靠性的重要途徑。而開發(fā)具有自愈功能的光纖雙環(huán)路收發(fā)器，又是推廣應(yīng)用雙環(huán)路光纖通信的前提條件。 [b]1　雙環(huán)路光纖通信網(wǎng)的技術(shù)關(guān)鍵 [/b]　　配電環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)多，覆蓋面分散，但節(jié)點(diǎn)之間距離較短，一般從幾百米到幾千米，有利于采用一點(diǎn)對多點(diǎn)的光纖環(huán)路通信方式。 　　配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中，主站通過光纜及光纖收發(fā)器，依次連接各子站（節(jié)點(diǎn)），構(gòu)成光纖環(huán)路。光纖環(huán)路中允許鏈接節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，決定于傳送數(shù)據(jù)速率R和數(shù)據(jù)正確識別或檢測所允許的碼形畸變（前后沿時延差）的百分?jǐn)?shù)Δ，以及每個節(jié)點(diǎn)平均引起的碼形畸變δ。節(jié)點(diǎn)數(shù)N可由Δ/（Rδ）近似估算出。若按R=9　　600 bit/s，Δ=10%，δ=0.1 μs計(jì)算，一般節(jié)點(diǎn)數(shù)N可達(dá)近100個，足以滿足工程實(shí)際的需求。 　　正常情況下，簡單的光纖單環(huán)路方式可靠性很高。但一旦某處出現(xiàn)故障（光纜折斷、節(jié)點(diǎn)電源故障或其它問題），則整個光纖系統(tǒng)構(gòu)不成環(huán)，影響通信系統(tǒng)的可靠性。這自然使我們想到采用雙環(huán)路方式。但若用兩個光纖環(huán)路構(gòu)成一個簡單的雙環(huán)路光纖系統(tǒng)，則出現(xiàn)兩個問題： 　　a.若路由相同，即用同一根光纜的不同纖芯，仍然無法完全解決光纜折斷造成的問題。如走不同路由，即用兩根光纜，將提高成本或造價。 　　b.雙環(huán)路輸出信號的相互關(guān)系。在光纖環(huán)路中各子站均由兩路光纖收發(fā)信號，由于路徑不同，信號每經(jīng)過一個節(jié)點(diǎn)中繼后，造成時延，使得兩路光纖的信號到達(dá)同一個子站的時間不同，即兩個信號相位不同。如把這兩個信號簡單疊加，則會造成誤碼，使接收混亂，終端無法識別。 　　基于以上分析得出：采用兩個光纖環(huán)路信號（單環(huán)）簡單疊加的方式并不能解決實(shí)際問題，唯有采用具有自動切換（也稱自愈）功能的雙環(huán)路光纖系統(tǒng)，才能確保配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。因此，具有自愈功能的雙環(huán)路光纖收發(fā)器，是實(shí)現(xiàn)雙環(huán)路光纖通信網(wǎng)的技術(shù)關(guān)鍵。 [b]2　光纖雙環(huán)路收發(fā)器基本原理及功能特點(diǎn) [/b]　　2.1　光纖雙環(huán)路收發(fā)器基本原理及功能 　　光纖雙環(huán)路收發(fā)器由光纖收發(fā)器和自動切換電路組成。其主要功能為： 　　a.光信號的發(fā)送、接收、轉(zhuǎn)發(fā)功能； 　　b.確保子站光纖環(huán)路兩路信號只能有一路數(shù)字信號輸出，從而保證接收信號的可靠性； 　　c.當(dāng)其中一路信號因故中斷時，自動切換器動作，自動接通故障點(diǎn)兩側(cè)的兩個光纖環(huán)路，構(gòu)成新的光纖路徑，保證環(huán)路中通信正常。 　　光纖雙環(huán)路收發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖1所示。 　　 OFF/REP 中繼（轉(zhuǎn)發(fā)）開關(guān)：TA，TB，RA，RB光纜接頭 　　 DP數(shù)字通信口；HD/FD半雙工（485）/全雙工（422）切換開關(guān) 　　 TE，RE數(shù)字信號指示燈；TOA，TOB，ROA，ROB光信號指示燈 　　 圖1 光纖雙環(huán)路收發(fā)器 　　Fig.1 The two-way optical fiber transceiver link outline 　　2.2　光纖雙環(huán)路收發(fā)器特點(diǎn) 　　光纖雙環(huán)路收發(fā)器保留了單路光纖收發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。由于僅采用基帶傳輸，而未使用調(diào)制解調(diào)方式，因此功耗很低。光纖雙環(huán)路收發(fā)器采用12 V電源，有信號收發(fā)時，工作電流為100 mA；無信號收發(fā)時，靜態(tài)工作電流小于30 mA，因此溫升小，工作穩(wěn)定，特別適合室外惡劣的工作環(huán)境。收發(fā)器中多采用快速CMOS電路，速度快，工作可靠。 [b]3　應(yīng)用舉例 [/b]　　在實(shí)際配電網(wǎng)控制中，雙環(huán)路光纖通信系統(tǒng)的配置：主站采用FD（422），轉(zhuǎn)發(fā)方式處于OFF（不轉(zhuǎn)發(fā)）；各子站采用HD（485）及轉(zhuǎn)發(fā)方式REP（轉(zhuǎn)發(fā)，構(gòu)成環(huán)路）。兩個光纖環(huán)路使用同一根光纜中兩根纖芯。兩光纖環(huán)路互為熱備用。兩路光纖中的光信號既有區(qū)別（相位不同），又互相聯(lián)系（便于切換）。正常工作時，兩路光纖中的光信號沿著相反的方向各走各的路徑。在每個子站的光纖收發(fā)器中各個光信號分別進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。雙環(huán)路光纖通信系統(tǒng)見圖2。 [img=302,195]http://zszl.cepee.com/cepee_kjlw_pic/files/wx/dlxtzdh/dlxtzdh99/dlxtzdh9905/image5/46-2.gif[/img] 　　圖2 雙環(huán)路光纖通信系統(tǒng) 　　Fig.2 Scheme of two-way optical fiber loops system 　　3.1　正常工作情況 　　來自主站的查詢命令信號TD從光纖收發(fā)器送入，由A和B兩個光纖環(huán)路向不同方向傳送；主站收到的信號RD1和RD2分別來自兩個光纖環(huán)路，其中RD1為專用接口送出的A環(huán)標(biāo)準(zhǔn)422輸出信號，而RD2為B環(huán)備用輸出信號。RD1和RD2盡管到達(dá)時間或相位不同，但都應(yīng)包含各子站的應(yīng)答信息和主站送出的查詢命令。RD1和RD2分別占用主站兩個串行口，分別接收A環(huán)和B環(huán)的信息。各子站由于采用HD方式，故查詢及應(yīng)答信號均由RD/TD端輸入/輸出。 　　3.2　故障分析 　　a.子站Ⅱ、子站Ⅲ之間光纜故障（見圖3（a））：主站RD1只能收到子站Ⅰ、子站Ⅱ的響應(yīng)信號；RD2只能收到子站Ⅲ的響應(yīng)信號，這時由主站計(jì)算機(jī)分析判斷就能確定子站Ⅱ、子站Ⅲ之間光纜有故障。 　　b.子站Ⅱ出現(xiàn)故障（見圖3（b））：主站RD1只能收到子站Ⅰ響應(yīng)信號；RD2只收到子站Ⅲ響應(yīng)信號，這時主站就能判斷子站Ⅱ發(fā)生故障。 　　同時可以根據(jù)RD1和RD2的差異找出光纖環(huán)路中可能發(fā)生的其它問題。 　　 圖3 光纖雙環(huán)通信故障分析 　　 Fig.3 Fault examples of two -way optical fiber loops system [b]4　結(jié)語 [/b]　　配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中采用光纖雙環(huán)路技術(shù)極大地提高了配電網(wǎng)通信的安全可靠性。國產(chǎn)化的具有自愈功能的光纖雙環(huán)路收發(fā)器的研制成功，將大大推動光纖通信在配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用。 　　參考文獻(xiàn) 　　［1］　林功平，王開斌.光纖通信在配電網(wǎng)中的應(yīng)用.電力系統(tǒng)自動化，1998，22（8） 　?。?］　葉世勛，張步林，葉　曦，等.金藤工業(yè)園配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)及其技術(shù)討論.電力系統(tǒng)自動化，1998，22（8）