光纤编码在泛在电力物联网中的应用探索

光纤网络在泛在电力物联网中的痛点--网络层

1. 骨干传输网

• 重资产--截止2018年，国网骨干光纤网络有150余万公里，还不包括庞大的配网光缆资产，且还以每年10万公里左右的速度持续增加；
• 轻管理--由于光纤的不可识别特性，光纤网络处于“暗网络”、“哑资源”的“盲管”状态；
  
  

2. 有线接入网

• 故障频发--主要是指传统的35KV以下城市配电领域的光纤网络，由于城市网络环境复杂，故障发生频次远高于骨干网络；
• “脱管”状态--光纤网络采用属地化管理模式，极缺专职的管理人员，光纤网络基本处于“独自”运行的“脱管”状态；
  
  
  

光纤网络在泛在电力物联网中的痛点--终端层

1. 传感器

• 成本--基于泛在物联网的传感应用，需要海量的各种传感器，对成本很敏感；
• 电源--目前除了光纤类传感器外，大部分传感器都是有源的，需要现场解决供电问题；
• 通信--所有传感器都需要通信来支撑；
• 可维护性--传感器工作环境大多数情况下都非常恶劣，维护工作量大；
• 电磁干扰--传感器工作环境，经常伴随有强电磁干扰
  
  

2. 本地有线通信网

• “盲管”--终端层的光纤网络一般处于小空间/小区域范围内，对于这类小空间/小区域的多连接的光纤密集网络（例如智能变电站的过程层、间隔层与站控层之间的光纤连接网络），由于光纤的不可识别特性，同样处于“暗网络”、“哑资源”的“盲管”状态，且无有效办法应对光纤网络的故障；
  
  

光纤编码技术可以解决的问题

1. 重资产的精细化管理问题   

• 光纤网络目前把室外光缆和室内配线分开管理，管理手段基本依靠台账和纸质标签，管理落后，甚至存在“盲管”和“脱管”问题；
  
  

2. 光纤网络的“暗网络”、“哑资源”问题

• 光纤网络的全反射特性，导致了光纤网络运行时处于“暗网络”、“哑资源”状态，外界对其运行状态和网络架构无从了解；
  
  

3. 光纤网络的维护性问题

• 传统的光纤网络故障维护手段基本都是基于OTDR和光功率检测技术，存在故障定位误差大、盲区多、无法对室内配线进行检测的问题；
• 现有的光纤网络维护手段，需要投入大量的人力进行巡线、资源清理、抢修，工作环境恶劣、危险，且专职的光纤网络维护人员老龄化严重，无人接替，人才断档问题严重；
  
  

4. 传感器网络

• 泛在电力物联网密布光纤网络和各类智能传感器，现有的基于各类电信号的海量传感器，对于不同的应用环境，均存在成本、电源、通信和可维护性的问题；
  
  

光纤编码技术的应用效果

1. 光纤网络精细化管理和商业化运营

• 光纤网络中所有组成单元（包括光缆、尾纤、跳纤、接头盒、分光器、光开关、波分复用器、光配、珐琅盘、光接口等）均可内置光纤编码，相当于赋予光纤网络所有单元一个终身唯一的内置“数字身份证”；
• 基于光纤编码技术可以实现光纤网络的全域、全单元、全资源的精细化资产管理，摆脱传统的台账、纸质标签管理，为光纤网络的商业化运营打下坚实的基础；
  
  

2. 光纤网络数字化全景展现--点亮光网络

• 基于光纤编码技术可以实现光纤网络的数字化和可视化，实现端到端的全光链路运行状态的全景展现；
• 基于数字化的光纤网络，可以实现多种上层应用，比如光缆路由缺陷分析、光纤资源分析等；
  
  

3. 提高了光纤网络可维护性

• 光纤编码技术可以实现全光链路故障的无盲区监测，故障定位快速、准确，光链路故障定位时间缩短80%，人员减少70%，成本节约60%，极大的缓解了专职光缆运维人员短缺和庞大的光纤网络资产的矛盾；
  
  

4. 光纤编码传感网

• 带有光纤编码的智能光纤网络，相当于密布传感器的神经网络，光纤编码即相当于神经元，这些光纤神经单元具有低成本、无需通信网络支撑、无源、免维护、和光纤同寿命的特点，可以实现对温度、湿度、应力、应变、加速度、水声、电压、电流、磁场等环境变量的监测，带有光纤编码智能光纤网络将向下一代光纤神经网络演进。