電力傳輸技術研究論文
隨著社會科學技術的高速發(fā)展,科學技術不斷地進步,對于電力的傳輸技術也向著無線電力傳輸發(fā)展。下面是學習啦小編為大家整理的電力傳輸技術研究論文，供大家參考。
電力傳輸技術研究論文范文一：淺析電力光纖傳輸技術
【摘 要】本文通過對光電效應原理的解析，闡述了光纖傳輸的特點與傳輸光介質的構成，對光信號的調整與放大的各種方式與設備進行了研究與總結。
【關鍵詞】諧振條件;強度調制;光纖放大;分路
當光照射到金屬或半導體上產生光電流的現象。光電流的強度與入射光成正比;當入射光的頻率低于紅限頻率時，不會產生光電效應。入射光的頻率太高，半導體材料對光的吸收系數將變大。光纖傳輸技術正是將此項物理現象應用到通訊中。
一、光纖傳輸特點與光構成
(一)光纖傳輸的特點。光纖對光信號的衰減極小。每km光纖對信號的衰減為0.2分貝，調幅光纖不加中繼可傳輸40 km左右，數字光纖可傳輸100 km以上。光纖不易受電磁干擾，傳輸質量很好。光纖的容量極大。每一根光纜中包含4根至幾千根光纖，每根光纖可復用幾十個波長，每個波可傳輸幾千套電視節(jié)目。
(二)激光。英文為Laser(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，即萊塞、鐳射)，受激輻射引起的光放大。輻射過程有三種：自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收。產生激光的三個條件：實現粒子數反轉、滿足閾值條件(受激輻射放大的增益大于激光器內的各種損耗)和諧振條件(直射光與反射光位相相同)。工作物質(激活物質)、泵浦系統(tǒng)和諧振腔構成激光器的基本組成結構。
(三)與激光有關的基本概念。粒子數反轉(高能態(tài)的粒子數大于低能態(tài)的粒子數);激活物質(具有能實現粒子數反轉能級結構的物質); 泵浦過程(激勵過程，即通過外界不斷供給能量，促使低能態(tài)粒子盡快躍遷的過程); 諧振腔(使受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射，使其不斷被放大)。
二、光信號的調制和解調
(一)光信號的副載波強度調制。AM-IM的特點是傳輸節(jié)目更多，但對激光器的要求較高，光接收機的靈敏度較低，傳輸距離較近，1.31 μm激光，無中繼距離不超過35 km。FM-IM的特點是對激光器線性的要求不高，傳輸距離較大。圖像質量高交調互調產物表現為接收調頻波的背景噪聲，對圖像質量的影響較小。但所占頻道較寬(每個頻道35 MHz～40 MHz)，一根光纖只能傳輸16～18套電視節(jié)目，光接收機輸出的信號需經過FM/AM轉換器才能送入用戶。可組成一個衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)。PCM-IM方式：失真小，無噪聲積累，多級傳輸后載噪比仍可達60 dB，C/CTB和C/CSO可達70 dB。無中繼放大可傳輸100 km以上，利用光纖放大器，可傳輸數千公里。但價格貴;無壓縮時，一根光纖只能傳輸16套節(jié)目。經過壓縮，可傳輸數百套節(jié)目，但成本較高。
(二)光調制器原理。直接調制的技術簡單，損耗小，易于實現。但易出現附加頻率調制或啁秋效應(chirping)。出現組合二次互調失真(CSO)。內調制和外調制需要通過專門的調制器。外調制效率較低，但無啁秋效應。光接收機的任務是把光信號恢復成電信號。硅波長響應范圍為0.5μm～1.0μm，鍺和InGaAs為1.1μm～1.6μm。
三、光纜
光纜的基本組成部分有光纖、導電線芯、加強筋、護套。光纜的接續(xù)分固定連接(粘接和熔接)與活動連接(光連接器和機械連接子)兩類。
(一)模擬光纖干線的基本原理。光發(fā)射機將電視信號調制到光信號上，光分路器把光信號分成不同比例，分別送入各光節(jié)點，光纖放大器將光纖中的光信號放大，使之傳輸更遠的距離，光接收機從光信號中解調出電信號。光發(fā)射機有直接調制光發(fā)射機、YAG外調制光發(fā)射機、DFB外調制光發(fā)射機。光接收機(optical receiver)應用在通信的光纖傳輸與接入，負責接收光信號的設備。通常由光檢測器、光放大器和均衡器以及其他信號處理設備組成。光接收機的任務是以最小的附加噪聲及失真，恢復出光纖傳輸后由光載波所攜帶的信息，因此光接收機的輸出特性綜合反映了整個光纖通信系統(tǒng)的性能。光信號經由光發(fā)射機發(fā)射與傳輸后，脈沖的波形被展寬，幅度得到了衰減。此時光接收機檢測經過傳輸的衰減過的光信號，將其放大和整形，從而復生原信號。光纖放大器的工作原理有直接放大與間接放大，有后置放大器(光增強器);前置放大器(預放器)以及光中繼器。
(二)摻鉺光纖放大器(EDFA)。雙摻雜EDFA同時摻入釔和鉺兩種元素，泵浦光功率達3 W，波長為1.047 μm，信號光輸出功率達2×500mW(27+3dBm)。包層泵浦EDFA的光纖有兩個包層。纖芯的直徑為5 μm，第一包層的直徑為90 μm，第二包層的直徑為125 μm。泵浦光(波長為910 nm～990 nm)從第一包層輸入?？煞糯?537 nm～1574 nm或1560 nm～1600 nm的光，輸出功率達3000 mW以上。三種泵浦方式進行比較：輸出光功率方面，雙向泵浦>后向泵浦>前向泵浦;噪聲方面前向泵浦<雙向泵浦<后向泵浦。摻鐠光纖放大器(PDFA)的高增益區(qū)在1.3 μm附近，最高可達42 dB，最大輸出功率達280 mW，在30 nm帶寬內，可以得到大于100 mW的輸出功率。PDFA與1.48 μm泵浦的EDFA的噪聲性能差不多。
四、光纖通信技術的特征和發(fā)展方向
(一)光纖通信的特征。光纖通信的可靠性很高、抗外力干擾的能力也很優(yōu)秀而且傳輸速率也很快、信號質量強度高穩(wěn)定等等。這些優(yōu)點正是在國家電力系統(tǒng)信息傳遞中所遇到的難題。電力信號的傳輸要適應全天候的天氣變化，光纖傳輸不受自然環(huán)境和物理環(huán)境影響，具有良好的抵御信號干擾的能力和自我修復力。比較目前的幾種通信技術光纖是最經濟實惠的，效果也是最好的。和其他網絡的融合拓展，減少電力系統(tǒng)的資金浪費。
(二)光纖通信的發(fā)展方向。從過去的幾十年的電子通訊技術發(fā)展的過程來看，傳輸信息量和傳輸效率一直是我們追求的目標。通常情況下，效率提升和成本的增加成文的正比，這個系數大約是10：1。二十年里，傳輸速度從10Mbps躍升到10Gbps，效率提升了數量級別。未來的發(fā)展仍舊是大容量和高速度。一根光纖的寬帶利用率不到1%，還有99%的空間有待利用和開發(fā)。其實我們已經開始使用波長分開重復使用的方法來開發(fā)光纖的寬帶資源，這種方法簡稱WDM。
寬帶和光纖都是信息的傳輸渠道，如果采用WDM技術可以實現傳輸效率的大幅度提升，但是這種傳輸仍然是點到點的線性傳輸，不利于信息的互動交流。如果將光纜連接開發(fā)出信息交流平臺，電力系統(tǒng)傳輸實現容量的再次提升，為電網節(jié)省開支提高效率。
五、結束語
光工作平臺的輸入輸出是一個綜合性指標，其性能綜合受制于輸入光功率與輸出電平，需要在較低的接受輸入功率與較高的輸出電平間掌握平衡。
參考文獻：
[1]李鑒增.光纖傳輸與網絡技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2009.
[2]紀越峰.光纜通信系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1992.
[3]朱洪波，傅海陽，吳志忠，等.無線接入網[M].北京：人民郵電出版社，2000.
電力傳輸技術研究論文范文二：電力光纖傳輸技術探討
摘 要 本文通過對光電效應原理的解析，闡述了光纖傳輸的特點與傳輸光介質的構成，對光信號的調整與放大的各種方式與設備進行了研究與總結。
關鍵詞 諧振條件;強度調制;光纖放大;分路
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597(2013)17-0047-01
當光照射到金屬或半導體上產生光電流的現象。光電流的強度與入射光成正比;當入射光的頻率低于紅限頻率時，不會產生光電效應。入射光的頻率太高，半導體材料對光的吸收系數將變大。光纖傳輸技術正是將此項物理現象應用到通訊中。
1 光纖傳輸特點與光構成
1.1 光纖傳輸的特點
光纖對光信號的衰減極小。每km光纖對信號的衰減為0.2分貝，調幅光纖不加中繼可傳輸40 km左右，數字光纖可傳輸100 km以上。光纖不易受電磁干擾，傳輸質量很好。光纖的容量極大。每一根光纜中包含4根至幾千根光纖，每根光纖可復用幾十個波長，每個波可傳輸幾千套電視節(jié)目。
1.2 激光
英文為Laser(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，即萊塞、鐳射)，受激輻射引起的光放大。輻射過程有三種：自發(fā)輻射、受激輻射、受激吸收。產生激光的三個條件：實現粒子數反轉、滿足閾值條件(受激輻射放大的增益大于激光器內的各種損耗)和諧振條件(直射光與反射光位相相同)。工作物質(激活物質)、泵浦系統(tǒng)和諧振腔構成激光器的基本組成結構。
1.3 與激光有關的基本概念
粒子數反轉(高能態(tài)的粒子數大于低能態(tài)的粒子數);激活物質(具有能實現粒子數反轉能級結構的物質); 泵浦過程(激勵過程，即通過外界不斷供給能量，促使低能態(tài)粒子盡快躍遷的過程); 諧振腔(使受激輻射光在兩個反射鏡之間來回反射，不斷引起新的受激輻射，使其不斷被放大)。
2 光信號的調制和解調
2.1 光信號的副載波強度調制
AM-IM的特點是傳輸節(jié)目更多，但對激光器的要求較高，光接收機的靈敏度較低，傳輸距離較近，1.31 μm激光，無中繼距離不超過35 km。
FM-IM的特點是對激光器線性的要求不高，傳輸距離較大。圖像質量高交調互調產物表現為接收調頻波的背景噪聲，對圖像質量的影響較小。但所占頻道較寬(每個頻道35 MHz～40 MHz)，一根光纖只能傳輸16～18套電視節(jié)目，光接收機輸出的信號需經過FM/AM轉換器才能送入用戶?？山M成一個衛(wèi)星電視傳輸系統(tǒng)。
PCM-IM方式：失真小，無噪聲積累，多級傳輸后載噪比仍可達60 dB，C/CTB和C/CSO可達70 dB。無中繼放大可傳輸100 km以上，利用光纖放大器，可傳輸數千公里。但價格貴;無壓縮時，一根光纖只能傳輸16套節(jié)目。經過壓縮，可傳輸數百套節(jié)目，但成本較高。
2.2 光調制器原理
直接調制的技術簡單，損耗小，易于實現。但易出現附加頻率調制或啁秋效應(chirping)。出現組合二次互調失真(CSO)。內調制和外調制需要通過專門的調制器。外調制效率較低，但無啁秋效應。光接收機的任務是把光信號恢復成電信號。硅波長響應范圍為0.5 μm～1.0 μm，鍺和InGaAs為1.1 μm～1.6 μm。
3 光纖的結構和原理
光纖由光纖素線、光纖芯線、光纖軟線(單芯、雙芯)構成，分為單模光纖(SM)和多模光纖(MM)。在-25℃～-35℃時，光纖附加損耗為0.03 dB/km～0.04 dB/km，在-40℃時，附加損耗為0.06 dB/km～0.08 dB/km。
光纖具有色散特性，輸入信號中不同頻率或不同模式光的傳播速度不同，不同時到達輸出端，使輸出波形展寬變形、失真的現象。 色散限制了光信號一次傳輸的距離;減少了傳輸的信息容量;與光源的調制特性一起產生組合二次失真(CSO)。對數字傳輸產生不良影響。色散常數D=dτ/(L·dλ) 。
G.652光纖對1.31 μm光的色散為零，性能最佳;也可用于1.55 μm光;G.653光纖：零色散波長在1.55 μm附近，適于長距離、大容量的信息傳輸，但價格較貴;G.654光纖(截止波長移位光纖)：1.55 μm處的衰減最小(色散仍然較高)，用于海底光纜;G.655光纖：零色散點不在1.55 μm，避免發(fā)生多波長傳輸的四波混合，用于密集波分復用;無水峰光纖：多了一個1.4 μm的窗口(損耗比1.31 μm小，色散比1.55 μm低)，可提供從1.28 μm至1.625 μm的完整波段，可復用的波長數大大增加。
4 光纜
光纜的基本組成部分有光纖、導電線芯、加強筋、護套。光纜的接續(xù)分固定連接(粘接和熔接)與活動連接(光連接器和機械連接子)兩類。
4.1 模擬光纖干線的基本原理
光發(fā)射機將電視信號調制到光信號上，光分路器把光信號分成不同比例，分別送入各光節(jié)點，光纖放大器將光纖中的光信號放大，使之傳輸更遠的距離，光接收機從光信號中解調出電信號。光發(fā)射機有直接調制光發(fā)射機、YAG外調制光發(fā)射機、DFB外調制光發(fā)射機。光接收機(optical receiver)應用在通信的光纖傳輸與接入，負責接收光信號的設備。通常由光檢測器、光放大器和均衡器以及其他信號處理設備組成。
光接收機的任務是以最小的附加噪聲及失真，恢復出光纖傳輸后由光載波所攜帶的信息，因此光接收機的輸出特性綜合反映了整個光纖通信系統(tǒng)的性能。光信號經由光發(fā)射機發(fā)射與傳輸后，脈沖的波形被展寬，幅度得到了衰減。此時光接收機檢測經過傳輸的衰減過的光信號，將其放大和整形，從而復生原信號。光纖放大器的工作原理有直接放大與間接放大，有后置放大器(光增強器);前置放大器(預放器)以及光中繼器。
4.2 摻鉺光纖放大器(EDFA)
雙摻雜EDFA同時摻入釔和鉺兩種元素，泵浦光功率達3 W，波長為1.047 μm，信號光輸出功率達2×500mW(27+3dBm)。包層泵浦EDFA的光纖有兩個包層。纖芯的直徑為5 μm，第一包層的直徑為90 μm，第二包層的直徑為125 μm。泵浦光(波長為910 nm～990 nm)從第一包層輸入。可放大1537 nm～1574 nm或1560 nm～1600 nm的光，輸出功率達3000 mW以上。三種泵浦方式進行比較：輸出光功率方面，雙向泵浦>后向泵浦>前向泵浦;噪聲方面前向泵浦<雙向泵浦<后向泵浦。
摻鐠光纖放大器(PDFA)的高增益區(qū)在1.3 μm附近，最高可達42 dB，最大輸出功率達280 mW，在30 nm帶寬內，可以得到大于100 mW的輸出功率。PDFA與1.48 μm泵浦的EDFA的噪聲性能差不多。
4.3 光分路器
M×N光分路器有M個輸入端和N個輸出端。光分路器原理分為微光型、光纖型、光波導通路型。光分路器的技術指標有插入損耗：Aj=10lg(Pi/Pj);附加損耗：Af=10lg(Pi/∑Pn);分光比：kj=Pj/∑Pn。顯然，Aj=Af-10lgkj，光分路器的附加損耗值Af可通過固定參數表查得。
5 結束語
光工作平臺的輸入輸出是一個綜合性指標，其性能綜合受制于輸入光功率與輸出電平，需要在較低的接受輸入功率與較高的輸出電平間掌握平衡。
參考文獻
[1]李鑒增.光纖傳輸與網絡技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2009.
[2]紀越峰.光纜通信系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1992.
[3]朱洪波，傅海陽，吳志忠，等.無線接入網[M].北京：人民郵電出版社，2000.
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