推进光纤通信技术 助力智能电网发展

　　先回答第一个问题，光纤传感器网络是通过传感器来收集信息并借由光纤把相关数据传输到数据中心，然后依托数据中心的数据处理系统对前端传感器采集的数据进行离线或实时处理，并依此执行后续工作，如监测或监控，如果传感器布置在输电线路上，则可以对输电线路的状态进行检测。对一个实际传感器网络，主要涉及到几个方面，一是前端的采集系统，二是中间传输部分，最后就是后端处理部分。传输部分，可能数字信号和模拟信号会并存，在数据处理终端需要有不同的处理方案。另外，传感器网络如何布网、组网，如何同现有网络融合，这个问题也非常值得关注。当下我们的研究重点还主要停留在传感器本身，组网由于涉及的因素相对较多，后边的工作正在陆续展开。

　　关于第二个问题（构建一个功能完备的传感器网络对电网智能化有什么重要意义），功能完备的传感器网络涉及的方面较多，可能既涉及到光纤传感器网络，也涉及到无线传感器网络，甚至是二者的融合网络，正如前所述，二者各有优点。如果这个网络较为完备，那将极大地推进智能电网的发展。目前用于智能电网的光纤传感网络（这个我还是有些外行，但就我了解），主要可以分为两类，一类是用于沿线的监测，多采用分布式光纤传感网络；另一类是用于电网设备的监测，小型电气设备多采用单点传感（这个无线或光纤传感都是可以的），大型电器设备则采用分布式光纤传感网络。

　　对国内电力系统而言，刚开始引入分布式光纤温度传感技术。举个例子，如果能对电力系统电缆、铁塔等设施的温度、压力进行实时监测，去年南方地区的雪灾就能够做到及时排险，减少国家经济损失。我们实验室长期致力于分布式光纤传感研究，使光、电、传感器传输三合一，实现实时在线测温测压，其测量精度达到世界先进水平，目前一套数据终端处理系统可以同时实时处理近千个传感头同时采集的数据。 

　　4、随着智能电网建设的不断推进，光纤到户部署的规模将不断扩大，网上光缆的数量急剧增加。在大规模、多用户单元的环境下，如何维护这些光缆是迫切需要解决的问题。您在光缆的监测和维护方面是否有经验或研究与我们分享？

       忻向军：在回答这个问题之前，先强调一下，我主要谈光缆中光纤断裂的维护。有必要简单区别一下光缆应用的基本情况。我们知道，光缆的应用场景主要两种，一种是应用在核心网中的长距离传输光缆，另外一种就是应用在无源光接入网PON(passive optical network)中的光缆。对核心网中的光缆，或者说是长距离光缆，当下的监测手段主要是利用OTDR（光时域反射仪）来检测，这种检测仪根据光遇阻即反射的原理来检测反射点，若某一线路出现问题，可以藉由光信号延时等变量来确定出现问题的位置，再由专业人士定点维修就可以了。对接入网而言，从OLT（光线路终端）到ONU（光网络单元）这一部分，也称为馈线部分的光缆，也可以采用OTDR的方法对光纤断裂部分进行定位并进行维修。从ONU到用户这一部分，也称为配线部分的光缆，考虑到成本问题，可能不采取维护而直接采用替换的方式。

　　但是随着光接入网的升级（100G乃至1T的接入），一方面，无论是馈线还是配线部分的有效长度将大幅度延展，另外一个方面，分光比将向1：1000甚至更高的分光比逐步过渡，这就意味着在分光器处（splitter）会有1000根甚至更多的光纤。这一发展趋势对未来光纤接入网的光缆维护提出了新的挑战。一方面，配线部分的光缆可能是长距离的，对有断裂的配线如果再采用替换的方式，成本可能会大幅度增加，而采用修复可能更为可取。另外一方面，从网管的角度出发，希望断裂部分能自动被发觉，特别是在欧美等人力成本很高的发达国家，而非人力一一排查。我们知道，对断裂位置的确定，OTDR是很好的方法，但将OTDR用到如此庞大的PON，即把OTDR与PON集成，还面临重重困难。

　　因为OLT端的OTDR很难分辨SPLITER（分光器）后面的诸多光纤目前这个“命题作文”已经被一些电信运营商关注，我们会尽自己最大的努力去攻关，力争为实现PON中全部光纤或光缆的断裂智能维护做些贡献。

　　5、城市电力光纤到户试点工作正如火如荼的进行着，您认为，如果把电力光纤通信、无线通信等一系列相关技术推广到广大农村地区，建立起一套智能的农村电网体系的话，该如何推广部署？

　　忻向军：电力光纤到户是个非常好的概念和架构。它的诉求是在接电的同时，把光纤直接入户，这将极大地改变广大农村地区上网难等现状，在还有农村缺电的我国就显得更加难能可贵。我们可以在铺设电力线路的同时，最大可能地实现光纤的接入，为以后的上网，甚至需求侧响应奠定基础。当然这是后话，这也从某一角度证明电力光纤到户的必要性。这项技术很有可能在未来形成“农村包围城市”的局面，为智能电网的全面开花夯实基础。

　　我认为，国家电网公司在农村推进电力光纤到户时，要注重农村与城市之间的区别，在农网智能化的同时充分发挥光纤到户的技术优点和政策优势，尤其是在边远地区，大力推广电力光纤到户，一次性地完成成本投入，为以后智能电网在农村全面铺开奠定基础。