1.吴广哲-适应电力特殊环境约束的400G OTN光传输技术应用研究2025.4.25-国网信通-吴广哲.pdf

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1、2025年能源网络通信创新应用大会研究背景技术路线研究进展下一步计划2025年能源网络通信创新应用大会高可靠性：冗余备份机制、强大的抗干扰能力和故障自愈能力，确保在各种复杂环境条件下都能稳定传输数据。大带宽：输电线路无信号区长、监测点位多，所需通信带宽大。超高带宽：智算业务需要处理海量的数据，要求通信网络具备超高带宽以支持数据在计算节点、存储设备和应用终端之间的快速传输，提高模型训练和推理的效率。新业务需求输电场景一体化：要满足输电设备状态监测、通道可视化监控、无人机巡检等各类业务稳定可靠通信需求，更好保障输电网安全稳定运行，助力输电网数字化转型升级。变电站可视化：构建数字孪生智能变电站，实现

2、三维场景的可视化展示、智能操作、智能巡视、智能安全等运维功能。一个中型变电站可能需要几十Mbps到上百Mbps的带宽来支持视频监控数据的传输。智算网络建设：以大模型为代表的人工智能加速在电力行业落地应用。“十五五”期间，北京、上海、西安三地数据中心要向三地智算中心发展演进，智算中心之间数据汇集、传输、互联需求旺盛。低时延：保证数据传输的高分辨率和实时性，确保监控视频和操作指令等数据能够快速、准确地传输。大带宽：中型变电站需要几十 Mbps 到上百 Mbps 带宽来支持视频监控数据传输。新型电力系统加快构建2025年能源网络通信创新应用大会北京上海西安省网2省网3省网1分部分部省公司省公司省公司

3、建 设 承 载 云 间 业 务 大 容 量 数 据 传 输 网主干带宽提升至100G，重要节点双设备接入。强化省际OTN网络向地市、县域枢纽通信站延伸，实现可靠性及容量双提升。现有网络结构性改造，形成100G OTN 分支环网或接入网，2025年成环率达50%。高速率、大带宽、低时延骨干通信网2025年能源网络通信创新应用大会400G超大容量OTN网络逐步成为主流光传输技术。100G OTN网络设备市场供应量、研发和售后甚至产业链将面临萎缩，电力传输网的平稳运行面临设备供应风险以及更高成本代价。国家电网公司构建的以特高压为骨干网架的交直流混联大电网，具有站距长、广泛应用OPGW（光纤复合架空地

4、线）、光纤类型多样等特殊边界条件。产业发展电力400G OTN网络建设边界条件 广泛应用OPGW:易受雷击等极端天气影响。影响：相干光信号产生快速偏振态旋转。解决方案：抗快速偏振旋转追踪技术 光纤类型多样：G.652D/G.652B ULL/G.654E 影响：传输系统配置，尤其是光放配置差异化；组网方案设计复杂。解决方案：面向现网光缆网架开展组网方案设计 站间距离长、超长单跨多：250公里以上，最长近500公里。影响：OSNR要求高，非线性效应容忍度低。解决方案：超长单跨距传输技术电网：数字化、智能化业务：海量化、多样化、敏捷化通信网：高可靠、大带宽、低时延、广覆盖2025年能源网络通信创新

5、应用大会XXnm一阶泵浦波长15XXnm波段增益谱一次斯托克斯频移等效放大后的信号光波长15XXnm波段增益谱二次斯托克斯频移放大前的信号光14XXnm一阶泵浦波长15XXnm波段增益谱一次斯托克斯频移二次斯托克斯频移三次斯托克斯频移放大前的信号光等效放大后的信号光14XXnm波段增益谱13XXnm二阶泵浦14XXnm一阶泵浦高阶拉曼放大技术拉曼放大：分布式放大，尽量不引入非线性畸变的情况下，提高入纤光功率和增益，改善噪声指数。高阶拉曼放大：通过多次拉曼散射过程实现泵浦光对信号光的放大，进一步提升光功率，延长传输距离。2025年能源网络通信创新应用大会二阶VS一阶三阶VS一阶/二阶信号功率分布

6、噪声改善信号/泵浦功率分布噪声改善7高阶拉曼放大技术2025年能源网络通信创新应用大会光学特性条件G652.DG652.B ULLG654.E单位衰减1550nm0.20.170.17db/km波长范围内色散1550nm181823ps/(nm*km)偏振模色散1550nm0.040.040.04/模场直径1550nm9.8-10.89.8-10.812.0-13.0um温度附加衰减-65到850.0050.0050.005db/km有效群折射率1550nm1.4671.4641.465 光纤作为传输媒介，不同类型的光纤，其物理特性不一样，会对光传输系统配置，尤其是放大器性能产生差异化影响，进