隨著G.654.E、空芯光纖等新型光纖技術逐步成熟，電力通信網(wǎng)絡正從“保障通道”向“智慧神經(jīng)”演進。這些創(chuàng)新實踐不僅為能源互聯(lián)網(wǎng)建設提供堅實底座，更為光通信產(chǎn)業(yè)開辟出千億級電力垂直市場，標志著“光纖+電網(wǎng)”的融合創(chuàng)新進入深水區(qū)。

在近日舉行的“智算時代光通信創(chuàng)新技術與應用發(fā)展研討會”上，國家電網(wǎng)有關專家系統(tǒng)闡述了新型電力系統(tǒng)對通信網(wǎng)絡的核心需求，并重點分享了G.654.E光纖、空芯光纖及細徑光纖在電力通信領域的創(chuàng)新應用與實踐成果，為能源行業(yè)智能化發(fā)展提供了重要技術路徑。

新型電力系統(tǒng)倒逼電力通信網(wǎng)絡升級

隨著新型電力系統(tǒng)建設加速推進，電力通信網(wǎng)絡正面臨顛覆性變革，傳統(tǒng)電網(wǎng)“源隨荷動”的模式向“源網(wǎng)荷儲”一體化轉(zhuǎn)型。海量分布式能源接入、輸變電全景數(shù)據(jù)采集及智算網(wǎng)絡建設等場景，對通信網(wǎng)絡提出“超大容量、超長距離、超低時延、超高可靠性”的剛性需求。以電力“無人機+機巢”智慧巡檢為例，單次任務需傳輸百兆級數(shù)據(jù)，而逐步推廣應用的柔性直流輸電技術的控制信號對端到端的傳輸時延要求甚至到了10毫秒量級。國家電網(wǎng)一級骨干通信網(wǎng)，超250km的單跨段多，最長無中繼跨距達477km。隨著特高壓工程的大規(guī)模建設，超長單跨段將不斷涌現(xiàn)。

OPGW光纜作為電力通信主要傳輸介質(zhì)，亟需通過光纖技術創(chuàng)新突破傳輸性能瓶頸，應對新型電力系統(tǒng)建設帶來的各項挑戰(zhàn)。

G.654.E光纖：超長距傳輸?shù)墓こ虒嵺`

針對超長跨距場景，國家電網(wǎng)自2019年起聯(lián)合長飛、中天、烽火等廠商開展專項測試，最終選定低衰減（0.17dB/km）、大有效面積（130μm2）的G.654.E光纖。2021年，基于該光纖的無電中繼467公里4×100G OTN系統(tǒng)投運，采用前向二階拉曼+遙泵技術，傳輸容量較傳統(tǒng)光纖提升4倍。目前超低損耗G.654.E光纖已在6項特高壓工程中規(guī)?；瘧茫塾嫴渴鸪?萬皮長公里，投資規(guī)模逾5億元。

值得關注的是，G.654.E光纖與分布式光纖傳感技術的融合創(chuàng)新，成功實現(xiàn)架空光纜350km無盲區(qū)監(jiān)測，為電力光纜狀態(tài)感知提供了高性價比解決方案。

空芯光纖：突破時延極限的新可能

面對柔性直流輸電對端到端時延的嚴苛要求，國家電網(wǎng)聯(lián)合長飛、貝爾實驗室開展空芯光纖傳輸驗證。測試顯示，空芯光纖時延較實芯光纖降低28%~29%，接近真空光速傳輸理論極限。在非線性效應測試中，空芯光纖可承受5W入纖光功率，搭配大功率光放實現(xiàn)1.2T波道零誤碼傳輸，而實芯光纖在23dBm功率下即出現(xiàn)信號劣化。這一突破為電力系統(tǒng)毫秒級控制信號傳輸提供了全新選擇。

不過，空芯光纖產(chǎn)業(yè)化仍面臨接續(xù)效率低（專用熔接機成本超50萬元/臺）、纖芯造價高等挑戰(zhàn)。對此，產(chǎn)業(yè)鏈應協(xié)同攻關，在進一步降低衰減的同時，降低制造成本，提升接續(xù)效率，為工程實用化創(chuàng)造條件。

此外，針對T接光纜改造難題，國家電網(wǎng)創(chuàng)新探索200μm細徑光纖技術。通過優(yōu)化涂覆層結構，單管纖芯容量從傳統(tǒng)48芯提升至72芯，光纜外徑維持不變，在實現(xiàn)光纜纖芯增容的同時盡量避免因纜型變化帶來的輸電鐵塔改造。應注意的是，細徑光纖需通過長期低溫（-40℃）可靠性驗證，確保在東北、西北等區(qū)域極寒環(huán)境下的性能穩(wěn)定。

來源 | 通信世界