青藏线最高海拔段采用超长站距光通信电路的可行性分析

２２ 采 用 超 长 站 距 光 通 信 电 路 ．
沱 沱 河 中 继 站 距 西 藏 境 内 的 安 多 中 继 站
能 力 。 随 着 该 工 程 建 设 的 格 尔 木 至 拉 萨 直 流 ＯＰ ＧＷ 光 缆 ，将 为 青 藏 直 流 输 电 系 统 、 换 流
站 间 以 及 换 流 站 至 调 度 端 直 接 的 直 流 控 制 信
裕度 由公 式 Ｌ＝（ ｓ— Ｐ — Ｐ Ｐ ｒ 。一 Ｃ — Ｍｃ） ａ ÷（ ｆ
＋ ） 以看 出 ，通 过 提 升 设 备 的光 功 率 动 态 可 范 围可 以 增 加 系 统 的 光 功 率 及 光 信 哚 比 裕 度 ： 在 有 效 光 功 率 一 定 时 ，可 以通 过 降 低 光 缆 的 衰 减 系 数 来 提 高 系 统 的 裕 度 。 本 段 光 缆 长 度 ２ ５ ｍ， 因 此 采 用 目前 比 较 典 型 的 Ｅ Ｅ ９ｋ Ｆ Ｃ＋ 光 放 ＋ 拉 曼 的 配 置 方 案 可 提 供 有 效 光 功 率 为
青藏线最高海拔段 采用超长站距光通信电路的可行性分析
文 Ｉ 北 电 力设 计 院 刘 婷 王 勇 汤 俊 西
１ 引言
青 海 至 西 藏 ．４ ０ Ｖ直 流 联 网 工 程 起 于 － ０ｋ Ｉ － 距 离 格 尔 木 市 约 ２ ｋ 的 格 尔 木 换 流 站 ，止 ４ｍ 于 西 藏 林 周 县 以 西 ３ ｍ 处 的 拉 萨 换 流 站 ，直 ｋ 流线路全长约 １３ ｋ ０ ８ ｍ。 青 藏 联 网 工 程 全 线
＝
２３ｄＢ
满 足 规 程 规 定 的 ２．Ｇ 系 统 ＯＳＮＲ 不 小 ５
于 ２ ｄＢ的 要 求 。 ０
当 将 入 纤 功 率 提 升 到 ２ ｄ 时 ，０Ｓ Ｒ ２ Ｂ Ｎ
为 ２ ｄ ５ Ｂ。
采 用 超 低 损 耗 光 纤 时 的 ＯＳ ＮＲ ：
ｏ ＳＮＲ：５８＋Ｐ０一Ｎｆ —Ｇ 一１ ｇＮ ０１
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
３ 方案 分 析
３ １ 增 加 温 泉 中继 站 方 案 的 优 缺 点 分析 ．
设 置 温 泉 中继 站 后 可 以减 少 光路 中 的拉 曼 放 大 器 和 Ｆ Ｃ， 共 节 约 拉 曼 放 大 器 、Ｆ Ｃ Ｅ Ｅ 各 ６套 ， 时 需 增 加 ３套 Ｓ 同 ＤＨ设 备 、 ６个 ２ ５ ．Ｇ
沱 沱 河 、 安 多 、 那 曲 、 当 雄 。 其 中 ， 沱 沱 河 至 安 多 段 光 缆 长 度 约 为 ２ ５ ｍ ，该 段 经 过 具 ９ｋ
有 “ 命 禁 区 ” 之 称 的 唐 古 拉 山 口 ， 不 仅 海 生 拔 较 高 ， 气 候 复 杂 多 变 且 低 温 缺 氧 ， 考 虑 到 格 尔 木至 拉 萨 光 缆 工程 的 特殊 作 用 和 沱 沱河 至 安 多 段 光 缆 长 度 以及 恶 劣 的 环 境 因 素 ，提 出 了 在 沱 沱 河 至 安 多 段 间 ， 设 置 光 中 继 站 方 案 和采 用超长 站距光 通信 电路 方案 。
采 用 Ｇ．５ Ｄ 光 纤 的 ｏＰＧＷ 系 统 的 ６２
ＯＳ ＮＲ 如 下 ：
ｏ ＳＮ Ｒ＝５８＋Ｐ０～Ｎｆ 一 １ —Ｇ ｇＮ ０１
＝
变 化 ，这 对 用 于 严 酷 气 象 条 件 下 的 ＯＰ ＧＷ
尤 其重 要 。 第 二 ： 加 传 输 系 统 光 功 率 及 光 信 噪 比 增
号 、安 全 自动 装 置 信 号 、调 度 自动 化 信 息 、 视 频 会 议 等 信 息 传 送 ，提 供 可 靠 的 通 信 通 道 ，
同 时 也 是 青 藏 直 流 输 电 系 统 安 全 、稳 定 运 行
的必 要手段 。
到 ０１ ｄ ／ｍ ，在 光 缆 架 设 完 成 后 ，ＯＰ ．９ Ｂｋ ＧＷ 光 缆 的 衰 减 系 数 可 控 制 在 ０２ ｄ ／ｍ 以 内 ， ．０ Ｂ ｋ
端 低 温 的 情 况 下 ， 沱 沱 河 至 安 多 段 全 程 光 纤 衰 减 仅 增 加 不 到 ３ Ｂ， 远 小 于 系 统 裕 度 。 ｄ ＵＬ Ｌ光 纤 的 温 度 附 加 损 耗 会 随 环 境 温 度 的 恢 复 而 恢 复 ，没 有 短 暂 或 永 久 性 的 光 纤 衰 减
＝
ｋ 之 间 ，使 系 统 裕 度 得 以 增 加 。 ｍ
如 采 用 超 低 损 耗 光 纤 （不 大 于 ０．７ Ｂ １ｄ ／
５ ２ 一（ ＋ ６ ８＋ ０ ４ ５— —８） ２ ５×０ １ ＋１） 一（ ９ ．８
ｋ ） ｍ ，ＯＰ ＧＷ 光 缆 成 缆 后 ，衰 减 系 数 可 控 制
的 光 缆 长 度 为 ２ ５ ｍ ，而 且 处 在 海 拔 高 度 为 ９ｋ ５ ０ ｍ 左 右 的 高 寒 地 区 ，采 用 目前 比 较 典 型 ００ 的 Ｅ Ｅ ＋光 放 （ 率 放 大 器 、前 置 放 大 器 ） ＦＣ 功
＋拉 曼 的 配 置 方 案 ， 可 提 供 有 效 光 功 率 为 ７ ｄＢ， 再 对 ＯＰ ３ ＧＷ 光 缆 衰 减 系 数 要 求 提 高
通 过 以 上 从 技 术 与 经 济 上 的 分 析 ，在 沱 沱
７ － －１ ９ （ ｆ ａ ３ ２ －２ ５Ｘ ａ＋ ）
７ － ９ ０ ２ ５× （ａ＋ａ ｆ ）
河 至 安 多 段 长 距 离 高 原 低 温 情 况 下 ，不 用 增
加 中继 站 ，可 以采 用 超 低 损 耗 光 纤 ＋成 熟 的 超 长距光通信 传输技术 ， 样在技 术上是 可行的 。 这 在 经 济 上是 合 理 的 。 回
采 用超低 损耗光 纤 时 ：
Ｍ ｃ＝７０－２ １ ９５ Ｘ ０． ８：１ ９ｄＢ。 ６．
光 信 噪 比 （ Ｎ ）的 计 算 ，根 据 ＩＵ— ＯＳ Ｒ Ｔ Ｔ Ｇ．９ ６ ２给 出 的计 算 公 式 ：
Ｏ ＳＮＲ＝５８＋Ｐ０－Ｎｆ —Ｇ 一１ 。 ｇＮ ０１
可 以 满 足 建 设 超 长 站 距 光 通 信 电路 的 要 求 。
鉴 于 目前 光 传 输 设 备 的 技 术 水 平 ，针 对 本 工 程 线 路 １ ３ ｋ 的 现 状 ，在 该 线 路 沿 线 ０ ８ｍ
设 置 ６个 中 继 站 ， 分 别 为 纳 赤 台 、 五 道 梁 、
约 ４ ｍ。 经 了 解 ，此 处 没 有 可 用 的 交 流 电 源 ， ｋ 电 源 只 能 靠 太 阳 能 和 燃 油 发 电机 供 给 。
拔 在 沱 沱 河 ，高 度 为 ４ ３ ｍ ，最 高 海 拔 高 度 ５０
为 唐 古 拉 山 口处 约 ５ ０ ｍ ， 安 多 的 海 拔 高 度 ４０ 为 ４ ０ ｍ ， 环 境 条 件 极 为 恶 劣 。 青 藏 联 网 工 ８０ 程 的建 设 ，可实 现西 北 电网 向西藏 电网送 电 ， 从 根 本 上 解 决 西 藏 地 区 缺 电 的 局 面 ， 工 程 投 运 后 还 可 以 提 高 青 海 主 网 向 海 西 电 网 送 电 的
＝
采 用 Ｇ．５ Ｄ 光 纤 时 ： ６２
Ｍ ｃ＝７ ０－２９ ２０＝ １ ５ Ｘ ０． ｄＢ １
ｎｅｌ ｅ ｔＢｕｌｉｇ＆Ｃｉ ｆｒ ｔ ｎ ２ １ ７ Ｎ ８ １ ｔｌ ｎ ｉ ｎ ｉ ｇ ｄ ｔ Ｉ ｏｍａｉ ０ ｙｎ ｏ ２ ｏ１ ８ １ １
式 中 ： Ｎ 为 光 波 道 信 噪 比 （ Ｂ） ＯＳ Ｒ ｄ ； ５ ８为 综 合 系 数 ； ０为 单 波 道 光 功 率 （ Ｂｍ ） Ｐ ｄ ／ ； Ｎ 为 光 线 路 放 大 器 噪 声 系 数 （ Ｂ ） Ｇ 为 光 ｆ ｄ ； 放 段 线 路 衰 减 （ Ｂ） Ｎ 为 光 放 段 数 。 ｄ ； 预 放 的 噪 声 系 数 取 ４ Ｂ， 功 放 的 噪 声 系 ｄ 数 取 ５ Ｂ，拉 曼 放 大 器 对 光 信 噪 比 的 改 善 为 ｄ ６ Ｂ， Ｅ Ｅ 对 信 噪 比 的 改 善 为 ８ Ｂ ｄ ＦＣ ｄ 。
在 ０．８ １ ｄＢ／ ｍ 以 内 ， 对 于 沱 沱 河 至 安 多 段 ｋ 来 说 ，采 用 超 低 损 耗 光 纤 后 ，Ｇ． ５ Ｄ 可 有 ６２
＝
２８． ｄＢ ９
通 过 以 上 参 数 计 算 可 以 看 出 ， 在 设 备 寿
命 终 了时 ，发 生 在 极 端低 温 的情 况 下 ，系统
光 口 以及 太 阳 能 电源 系 统 等 。 通 过 表 １可 以 看 出 ， 加 温 泉 中继 站 后 ， 增 投 资 将 增 加 ２ ０ 万 元 。 增 设 光 中 继 站 不 仅 ７ 增 加 了 工 程 投 资 ， 而 且 由 于 该 中 继 站 处 于
ｎｅｌ ｅ ｔＢ ｉ ｉｇ＆Ｃｉ ｆｒ ｔ ｎ ０ ２ Ｎ ．８ １ ｔ ｌ ｎ ｕｌ ｎ ｉ ｇ ｄ ｔ Ｉ ｏ ｍａｉ ２ １ ７ ｏ１ ８ ０９ ｙｎ ｏ
７ｄ ３ Ｂ，再 对 ＯＰ ＧＷ 光 缆 衰 减 系 数 要 求 提 高 到 ０．９ Ｂ ｋ ， 在 光 缆 架 设 完 成 后 ，ｏＰＧＷ １ ｄ ／ｍ 光 缆 的 衰 减 系 数 要 达 到 ０ １ ｄ ／ ｍ～０２ ｄ ／ ９ Ｂ ｋ ０ Ｂ
５ ＋ ０ （ ＋ — —８）一 （ ９ ８ ２ 一 ４ ５ ６ ２ ５Ｘ０２ ＋１） ．０
最 高 海 拔 ５ ０ ｍ ， 平 均 海 拔 ４ ０ ｍ。 沱 沱 ３０ ５０ 河 至 安 多 段 平 均 海 拔 高 度 近 ５ ０ ｍ ，最 低 海 ００
２ 设计方案
２ １ 沱 沱 河 至 安 多 间设 置 中继 站 方 案 ．
通 过 图 上 作 业 和 线 路 沿 线 情 况 咨 询 ， 确 定 站 址 选 择 在 距 离 直 流 线 路 约 １ ｍ 处 的 温 泉 ｋ 兵 站 附 近 。 此 处 地 形 较 为 平 坦 ， 海 拨 高 度 约 为 ５ ０ ｍ ， 距 青 藏 公 路 约 ５ ０ ，距 离 安 多 ００ ０ｍ 中继 站距 离 约 为 １ ２ ｍ，距离 沱 沱河 中继站 ６ｋ 约 为 １ １ ｍ ，到 最 近 的耐 张 塔 引入 光 缆 长 度 ４ｋ
鉴 于 超 低 损 耗 光 纤 的 这 个 特 点 ，通 过 进 行 光 纤 筛 选 及 成 缆 控 制 后 ，可 以 将 温 度 附 加 衰 减 控 制 在 一 ５Ｃ ～ ０ Ｃ的 范 围 ， 附 加 衰 ５ ｏ ８ ｏ
减 不 大 于 ０． ｄＢ ｋ ０１ ／ ｍ。 因 此 ， 在 该 地 区 极
各 项 指 标 仍 能 满 足 相 关 规 程 要 求 ，是 安 全 、 可靠 的。 不 设 中继 站 的 方 案 比设 置 中继 站 方 案 的优 点 在 于 ：首 先 是 系统 的 安 全 可 行 性 高 ； 次 是 其
效 提 高 系统 裕 度和 光 信 噪 比 （ Ｎ ） ｄ ＯＳ Ｒ ６ Ｂ。 在 保 证 系 统 有 ６ Ｂ ８ Ｂ的 富裕 度 的 同 时 ， ｄ ～ ｄ 还 可 以 降 低 设 备 最 大 发 光 功 率 ，使 传 输 设 备 工作 在 最佳 状 态 ，降低故 障率 ，延长 寿 命 。
（２）关 键 参 数 的计 算
节 约 了运 行 维 护 的费 用 。
光功率 的计算 按最坏 值计 算 ：
Ｌ （ ｓ ｒ Ｐ －Ｃ—Ｍｃ）÷ （ ｆ ａ ＝ Ｐ —Ｐ — ｐ ａ＋ 。）
Ｍｃ （ ｓ Ｐｒ ＝ Ｐ — ）一Ｐ － ｐ Ｃ—Ｌ× （ ｆ ａ ａ＋ ）
＝
４ 结 束 语