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1.我国电力通信网的发展
电力通信是现代电力系统的重要组成部分，电力生产发、供、用同时完成的特点，决定了必须要有一个能够提供特殊保障服务的通信系统做支持，优质可靠的通信手段是电网安全稳定发电和供电的基础。电力通信的物理结构和服务对象决定了电力通信与电网密不可分，电力通信网主要为电网的自动化控制、商业化运营和实现现代化管理服务。它是电网运行控制自动化的基础，是电力市场运营商业化的基础，是电力系统管理现代化的基础，也是非电产业经营多样化的基础。
国家对电力行业实行改革，建立商业化运营的电力市场、实行“网厂分开、竞价上网”以及将来实行“营配分开”后，电力公司、调度中心、电厂、电网、市场管制机构、客户等相互之间的数据通信种类和数量将大幅度增加。
电力通信网的发展必须考虑以下因素；
（1）运行业务和管理业务的界限将日趋模糊。特别是建立商业化运营的电力市场后，实行电网与发电厂分开，电能竞价上网，大量的交易需利用通信网来完成，交易信息涉及经济利益，因此管理业务信息实时性明显增强。
（2）电力通信对宽带网和多媒体通信有某些特殊的要求。
（3）专用网一般容量较小，单位造价较高，现代通信的规模经济特点难以实现。如果专用网内部再划分若干小网，资源利用率将更低，有效性更差，建设和维护成本将更高。因此，专用网应当特别注重综合化，对综合化的要求比公众网更为迫切。
（4）在我国目前情况下，电力通信在保证电力内部通信之余，仍然需要积极开拓外部市场，在新格局下电力通信即负有十分重要的职责，又将面临更加严峻的挑战。寻找新的出路既是电力通信发展的需要，也是电力公司主业的需要，在更广泛的意义上讲，也是国家利益的需要。
2.电力通信网的建设与需求
随着信息技术的迅猛发展以及国家对电网建设和改造力度的进一步加强，作为为电力系统提供重要技术支撑服务的电力通信专业和线缆产业也同时迎来了一次超常规发展的良机。许多电力公司的电力通信借此大好良机建成了2.5G主干光纤网络、时钟同步网、宽带数据网、电视会议系统。随着农网改造的进展，农网通信系统也将进一步建成和完善，电力通信网覆盖面会更广，将会更好地利用电力通信资源为电力通信服务，为电力通信运营发展打好基础。
（1）农网通信系统建设
随着电力系统的发展，目前电力主干通信网已经初具规模，因此，建立一个与当前农网实际要求相适应的、并且满足将来若干年发展需求的现代化农网通信系统已是迫在眉睫的任务了。在目前情况下，农网电力通信的业务划分为关键运行业务和事务管理业务两大类。其中关键运行业务是指远动信号、数据采集与监视系统、能量管理系统、继电保护信号和调度电话等；事务管理业务包括行政电话、会议电话和会议电视、管理信息数据等。
农网通信系统的建设，应能够满足当前的需要（如话音、远动数据、图文传真、计算机信号、MIS系统数据）及适当考虑今后的发展要求（调度机组网信令、通信网监测数据、配电网自动化数据、视频信号等）。
（2）电力通信的运营与发展
电力通信将始终坚持为电力安全生产服务为根本宗旨，同时在国家政策和法规允许的框架内，利用电力通信网的潜力和优势为电信事业的发展作出贡献。早在联通公司成立之时，作为股东之一，电力通信就利用富余资源参与联通的建设。在参与国内电信运营方面，电力通信有着资源优势，电力系统发展电信具有一定的潜力和资源优势。2001年5月18日，信息产业部正式批准国家电力通信中心的ISP申请，并颁发了《中华人民共和国计算机网络国际联网业务经营许可证》，允许其在全国范围内经营《电信条例》，泛指的相关电信增值业务和网络用户接入业务。
对于电信运营商来说，如何取得建设城域网的资格是一个非常紧迫的任务。正在紧锣密鼓进行中的全国电力联网工程和全国城乡电网改造，给“中国电通”构建高速宽带互联网，尤其是实现光纤直接到户的建设提供了绝佳的时机。电力设施基础建设的加速，使得“电力通信部门将从传统的、低风险的、相对稳定的电力职能运行部门，转变发展成为从自身利益出发，向电力主业和社会提供高质量的多元化服务的新一代公共电信运营公司”。
3.EPON与通信网建设
为了解决发展中遇到的问题，电力通信网已经在传输手段上由已数字微波为主转为以光缆为主；并且将建设成多媒体、多业务、宽带化、综合化信息通信网络平台，满足电力系统对电力通信实时性、准确性、可靠性的特殊要求。
利用电力系统SDH干线传输网搭建骨干数据网平台，采用成熟的IPoverSDH技术实现100Mb/s、1000Mb/s的IP数据传输，建设成本低，网络结构不需变动，只需在现有的SDH设备上加装以太网板即可；可靠性高，可充分利用SDH传输网络的保护机制。EPON作为一种接入平台，不仅能提供宽带服务，而且能提供尽可能多的业务种类，仅通过网管软件即可进行不同业务的指定、带宽分配、性能管理和通道管理。利用EPON进行农网通信网的扩展建设，将非常有利于电力企业开展客服系统、视频会议等大容量数据业务的应用，加速信息化对传统电力企业的改造，通过信息化帮助电力企业建立扁平式的现代企业管理模式，实现电力企业经济效益的持续增长。
无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过20a的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的优点，正成为光接入网领域中的热门技术。
EPON无源光网络技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式，上行采用时分多址方式，可以灵活地组成数型、星型、总线型等拓扑结构，在光分之点不需要节点设备，只需要安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低优点。应用EPON产品提供接入服务，每1根备用光纤可扩展16/32个新用户，大大提高了接入能力，减少了大量铺设光纤的风险；在接入覆盖区域附近出现新需求时。只需从光分路器铺设1根较短的分路光纤即可将新用户接入主干网络；EPON系统强大的网管能力完全可以做到ONU的即插即用。这些都大大降低了网络建设规划的难度，加快了开展新业务的速度。
相对成本低、维护简单、容易扩展、容易升级是EPON区别与其他接入方式的独特之处。由于EPON在光分路过程中无需电源，不需要特别维护，因此EPON能够提高运行维护水平和网络的稳定性，减少用户的抱怨。另外EPON技术可省去小区机房建设，并可避免如雷电等自然因素对网络的影响。对用户而言，则可享受到更加稳定的宽带网络质量。除此之外，EPON系统对局端资源占用很少，模块化程度高，在系统初期投入较低，容易扩展，因此投资回报率高。
4.电力通信网的发展对线缆的需求预测和技术要求展望
电力通信的方针为：主干线网络以光纤为主，微波为副，边缘地区可采用卫星通信。80%的一级网络公司建成电力通信光纤的二级网络，50%的省级电力公司建成电力通信光纤传输三级网络，30%的地(市)级电力公司建成电力通信光纤传输四级网络。OPGW及ADSS用量预计到2007年超过2万km及1.5万km。
电力系统自身建网比较早，基础设施应该说是比较好的，但以前只将其作为内部使用，用于电网调度和内部通信。为发掘其网络资源潜力，电力系统近年积极涉足公众数据通信领域，并为提供更为丰富的业务种类而不懈努力；此外电力系统自身的迅速发展对通信的需求也与日俱增。而对已有微波、电缆线路等的改造也成为光通信的新的市场。
光纤通信以其独特的抗干扰性、重量轻、容量大等优点作为信息传输的媒体被广泛应用。而利用已有的输电线路敷设光缆是最经济、最有效的。中国地域辽阔，具有非常丰富的电力线路资源。全国500KV和330KV的电力线路有25，094.16公里，220KV线路107，348.06公里，连上110KV线路共计310，000公里，所以我国的电力线路具有非常可观的应用前景。
由于光纤通信具有大容量、长距离和抗电磁干扰等优点，使光纤通信很好地适应了当今电力通信发展的需要。特别是光纤复合架空地线(OPGW)，结合了铝包钢线的高机械、高导电性和良好的抗腐蚀性，将电力架空地线与通信光纤有效地结合在一起，因此受到电力系统行业的重视，并逐渐被推广使用。
在光纤技术的选择方面，应根据系统的具体情况和发展规划的容量综合考虑。国家电力公司级一级主干通信网选择光纤时将考虑以下原则：(1)光纤的工作波长应当从1310nm窗口移到1550nm波长窗口；(2)一般的线路仍然继续采用G.652光纤；(3)在国家主干线建设中，考虑到以后业务的发展可以在部分关键的线路中建设G.655光纤等等。
在电力输电线路上架设电力系统特殊光缆主要有以下四种方式：
(1)光纤复合架空地线(OPGW)：这种光缆结构主要分为两部分，光纤单元和铠装外层。光纤单元被复合在架空地线的内部。光纤复合架空地线的可靠性最高，但相比其他几种而言，价格较贵，适合于新建的输电线路或者需要更换地线的老输电线路。
OPGW则在新建的高压线路上有明显的优势。由于它兼具地线和光缆的双重功能，而且光纤受到金属线和管的良好保护而形成最佳可靠结构。这种地线可以设计成与现有地线相匹配，安装在铁塔上不会增加负荷，非常适合应用在新建的输电线上。OPGW电力特种光缆已成为电力光纤通信的主要物理媒介，其应用范围从500kV、330kV及220kV等级的输电线路逐渐向110kV、66kV等电压等级延伸，包括新建线路和旧线路改造的应用。OPGW作为一项新技术，具有可靠性高、通信距离长、机械强度高、经济实用等优点，已被国际上公认为是电力系统最有发展前途的通信手段之一，开辟了电力系统应用光纤通信技术的新领域，而且有逐渐取代电力线载波系统、电话电缆系统和微波系统，甚至ADSS的趋势。
我国对光纤复合架空地线的开发起步较晚，无论是从技术层次，还是规模上，都还处于采用光纤复合架空地线的初级阶段。随着对OPGW的研究的进一步深入，其发展潜力十分巨大。国家计划投入大量资金用于西部建设，积极开发其丰富的能源、水利、天然气等资源，而西电东调，西气东调的大规模实施，将极大地促进光通信的发展，特别是西部电力向中东部地区发展，OPGW的用量将十分可观。
新一代OPGW的技术将在电力光缆网络的建设中充当重要的角色。OPGW，即光纤复合架空地线。它由光纤单元与铠装层组成，既有光纤通信的各种优点，又在输电线路中起地线作用，避免了传统的电力通信系统无法避免的雷击、短路电流引起的对地电压升高所导致的通信线路故障，避免了电磁干扰。OPGW技术的发展经历了紧包缓冲型、铝骨架ＰＢＴ管、铝管松套、不锈钢松套光纤、不锈钢内塑管松套光纤五个阶段。目前，新一代不锈钢内塑管松套光纤OPGW，以其优越的性能在电力光纤通信网络建设中得到较为广泛的应用。
OPGW在国内电力特殊光缆已经开始大规模的应用，如三峡工程中的长距离主干OPGW光缆线路等。特种光纤依托于电力系统自己的线路资源，避免了在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾和纠葛，有很大的主动权和灵活性。电力系统光纤通信与其它光纤通信系统最大区别之一就是通信光缆的特殊性。电力特种光缆受外力破坏的可能性小，可靠性高，虽然其本身造价相对较高，但施工建设成本较低。经过多年的发展，目前电力特殊光缆制造及工程设计已经成熟。
中天日立拥有我国第一条从光纤色环、激光焊接不锈钢松套光纤单元、绞合成缆到品质检验控制的完整的OPGW生产线。其独创技术——不锈钢松套光纤单元由ＰＢＴ内衬管加不锈钢管复合而成。据了解，该公司新一代OPGW产品已经通过国家级鉴定，并成功通过美国、加拿大、日本等国检验机构进行的过滑轮、风激震动、舞动、短路电流、雷击等试验，能够满足大芯数、大截面、大跨距、高电压等级的运行要求。
在双避雷线设计的送电线路中，OPGW光缆产品是作为替代其中一根避雷线设计的，因此避雷线设计时所需考虑的问题，OPGW光缆也必须考虑到。即使该线路原先设计只采用单避雷线，光缆也同样是原来地线的替代品。
OPGW光缆与另侧分流地线的配合设计思路是从对侧地线的各项特性中提取关键信息，采用电线力学计算方法确定光缆的机械特性及比载，以此来检验与另侧地线的配合程度，主要可以从以下三个方面考虑：弧垂与应力配合、热稳定性能配合、耐雷性能配合。
弧垂与应力配合：
第一种情况是所推荐的光缆与地线在截面、重量、拉断力等技术指标方面都比较相近。如果光缆与另侧分流地线截面相当，铝钢截面比又相近，在强度及弧垂～应力配合方面必定会有很大的相似性。比如配合GJ-50或GJ-70，一般采用截面接近50mm2或70mm2左右的中心钢管式全铝包钢结构的OPGW光缆；配合良导体铝包钢绞线(例如 LBJ40-120)或铝包钢芯铝绞线(例如JL/LB1A-95/55)，一般采用与地线铝钢截面比接近的层绞式结构的OPGW光缆，这种光缆内层为主要强度元件(一般为铝包钢线)，外层为主要载流元件(一般为铝合金线)。
第二种情况，因承载故障短路电流的要求，光缆相对于地线截面有了较大偏差。此时取得另侧地线的“弧垂～应力特性”变得尤为重要。设计院一般能提供的是地线“弧垂～应力曲线表”或称“地线放线特性表”。根据线路条件及气象条件，计算光缆的“弧垂～应力特性”表，对比光缆与地线能否匹配。弧垂计算基准一般为温度15℃，无风、无冰条件；检验依据为最低气温、最高气温、最大荷载等条件下，光缆与地线弧垂是否匹配。通常认为，在各个计算条件下，光缆与地线弧垂公差在一倍地线直径范围内，是可以接受的。
热稳定性能配合：
当电力线路发生单相接地短路故障时，继电保护(主保护)均会迅速切断故障，以保证电力设备的完好，其动作时间一般为毫秒级，即使考虑系统的失灵保护(或后备保护)等二级保护动作时限，其时间通常不会超过秒级。线路短路电流一般依据电力系统设计提供的5～10年远景电力系统阻抗图，通过网络简化，计算零序电流，绘制成接地短路电流曲线，通过电力设计部门提供的接地短路电流曲线图，可以很清楚地了解线路短路电流分布情况。这种情况下绝大部分短路电流会流过地线，因此对于双地线线路而言，OPGW光缆与地线将共同承担导流任务，热稳定性能的配合就显得尤为重要。
耐雷性能配合：
OPGW光缆与地线的耐雷性能配合也是不可忽视的因素。由于OPGW光缆的广泛使用，雷击断股事件也越来越多的出现，因此，光缆结构的设计思路应该做如下改进：
(1)外层股线材料尽量采用铝包钢线。
(2)在不同导电率的铝包钢线选择中，尽量采用高电导率的铝包钢线，以加厚外层铝包钢线的铝层厚度，以使铝熔化时吸收更多的能量，保护内部钢线，维持股线所需的强度。
(3)在满足整个OPGW外径要求下，尽可能采用更大直径的外层股线，通过增大股线截面来减少断股的概率。
在整个电力线路建设所需材料的投资中，OPGW光缆只是很小的一部分，但因其担负着电力传输网的通信与保护作用，重要意义是不言而喻的。针对OPGW应用中出现的一些新问题、新要求，光缆的结构设计思路也应该及时调整。光缆生产厂家应与电力用户充分沟通、交流，在有限的线路资料中提取关键信息，设计出最佳的OPGW光缆结构型式，使其能更好地服务于电力通信事业。
(2)全介质自承式光缆(ADSS)：光缆全部采用非金属材料，安装时不需要停电，而且通信系统与输电线路相对独立，可以提供数量比较多的光纤芯数，光缆的重量比较轻，价格比光纤复合架空地线相对便宜，安装和维护都比较方便，适合于在原有的输电线路上架设。
ADSS无金属自承式光缆因重量轻，在已有塔架上安装相对容易，特别适用于老线路的改造。电力系统在电力主干网、农网、城网等的改造工作近两年已接近尾声，预计今后几年不会有太大的发展空间。
(3)架空地线缠绕光缆(GWWOP)：与其他光缆相比，该光缆应用比较早，这种光缆线径较细，芯数少，用专用的机械把光缆缠绕在架空输电线路的地线上，价格相对比较便宜，但由于一些原因，国内在运行中出现过一些断缆事故，因此，目前新上的光缆通信系统应用缠绕光缆的较少，主要应用在一些特殊的环境或修复线路等。
(4)捆绑光缆(AD-Lash)：该光缆与架空地线缠绕光缆相似，不过是用专用的机械把光缆捆绑在架空地线或者相线(35kV)上，光缆线径较细，芯数少，价格也比较便宜，主要应用在一些低压输电线路上和特殊的环境以及修复线路等。
OPPC（Opticalphase Conductor，简称OPPC）是电力通信系统的一种新型特种光缆，是在传统的相线结构中将光纤单元复合在导线中的光缆，是充分利用电力系统自身的线路资源，特别是电力配网系统，避免在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾，使之具有传输电能及通信的双重功能。
二十世纪80年代，一些国家允许将OPPC用于150KV以下的电力系统中，并已经在欧洲、美州等国家广泛架设运行。目前，它已经在更高电压的电力线路得到应用。在我国现行电网中，35KV以下的线路一般都采用三相电力系统传输，系统的电力通信则采用传统的方式进行。如果用OPPC替代三项中的一相，形成由两根导线和一根OPPC组合而成的三相电力系统，不需要另外架设通信线路就可以解决这类电网的自动化、调度、通信等问题，并可大大提高传输的质量和数量。目前国际上欧洲已有8年的运行经验，应用于35KV～420KV的线路上，截止2005年底运营已达到6000余公里。
当今世界OPPC通信被誉为技术先进、安全可靠、节能效果显著、多种优势的新型通信方式，深受电力行业专家的青睐。
纵然技术上有许多优点，但在我国应用尚有一定难度。
生产OPPC的进口设备有昂贵的价格，购买时要先交十万欧元保证金，五年内不得在中国研制此类产品，每年还要支付3～5%的技术使用费等苛刻条件。据报道，经过两年多努力，我国深圳特发信息股份有限公司研发制造的中国首条OPPC线路和石家庄开发区华能电气公司研制的中国首条高压接头盒及配套400mm2预绞丝电力线路安装金具成功投产在深圳老虎坑电厂送出工程，目前已成功运营一周年。
许多专家提出希望：（1）带电运行时不能像ADSS及OPGW接头盒那样，应使通信及专业人员能自如地在没有高压的环境中不受带电影响进行光纤熔接和跳接就好了；（2）进口设备价格昂贵承受不了；（3）期望国产研究开发适合我国国情的设备适应市场。尽管国外还没有这样的设备，在这方面也是个机遇，如若实现，我国能解决影响困扰OPPC应用的这一世界性难题，为电力通信事业创造优良安全的工作环境，此技术方式将大有可为。
国内外的实践证明架设应用OPPC还有诸多优势：
（1）由于世界OPPC采用截面大良导体材料制造，能承受短路电流、雷击电流（包括潜供电流）比OPGW大；同时相线光纤OPPC安装时不一定在杆塔最上方，所以不易遭雷击，避免了像OPGW由落雷引起的断芯断股事故，这一明显优势非其他可比。
（2）若在220KV线路上架设ADSS要考虑地面距离，因过去立杆塔没有考虑日后要挂ADSS，所以出现ADSS对地安全距离不够和挂点距离偏高，因而造成了全国性的多处长距离ADSS腐蚀烧毁数不胜数的事故，惨痛教训令人难忘。
（3）10KV、35KV线路没有架空地线，导线本身对地面距离按常规设计已选定，没有OPGW及ADSS空间，所以只有选择OPPC最合适。
（4）若在220KV～500KV线路上架设OPGW，据了解不少电力部门为安全防雷起见，将这一条线逐基杆塔接地以保护光缆，而实践证明不但没保护了OPGW，反因OPGW接地处于低电位，雷击首选了OPGW这一条线，因而全国电力引发了几十起OPGW落雷断芯断股事故，最惨重的是南方某省两条进口OPGW约800千米被迫全换，还有一条华东的近400千米也全换，尽管外商赔偿，然而深受其害最终的仍然是我国电力通信，换缆过程中不得已将运行的通信网中断，对电网调度及安全生产造成了严重威胁。
当前我国电力已运营的几万千米OPGW电路，因其本身结构致命弱点，在今后几年里很可能仍然会发生长距离、多省区的OPGW断芯断股事故。因严重的隐患没有彻底根除，所以大家不能掉以轻心。建议各有关单位早动手、早决策、早安排技改项目，换上OPPC以解深忧，确保电网安全。
（5）国家“十一五”期间要求能耗降至20%，每年降低4%，对电力系统而言任务非常艰巨。截止2006年底，据初步估算已架设投运的220KV～750KV线路共计274101千米（含OPGW线路），若把架空地线都接地，经专家估测一年要浪费电力达22亿千瓦时之多。
OPPC在工程设计中可参照OPGW和三相导线的设计规范。如弧垂张力、挂点的计算、配盘、档距等。在OPPC工程的施工中，需要在运行的相线中将光纤单元分离出来，涉及到光纤接续和光电子分离技术。对接续的技术、高压绝缘有严格要求。OPPC的接头盒和其他光缆使用的接头盒不同，分为中间接头盒和终端接头盒。在国外产品成熟的基础上，国内已自行研制出同类的产品。
鉴于此，电网节能已成为我国经济和社会发展的一项长远战略方针。节能是保障国家经济安全、改善环境、增强企业竞争力，实施可持续发展战略的重要举措之一。用高科技产品装备电网，把电网建设成结构合理、技术先进、安全可靠、节能环保型的适度超前的现代化电网已成为国人的重任。为实现这一宏伟目标，OPPC及电力线预绞丝金具应用的黄金时代正以巨人的步伐向我们走来，并会大显身手大有作为，为电力发展做出更新更大的贡献。 随着技术的不断发展，作为电力系统通信中最富特色的电力特种光缆技术，也在不断发展和完善，新的光缆结构也不断出现在我们的面前；同时，人们对特种光缆的需求也趋向多元化、高标准。可以预见，在未来相当长一段时间内，电力特种光缆将在电力通信网中大规模使用。可以肯定，电力特种光缆会有着更加辉煌的明天，在电力通信系统中将继续发挥着不可替代的重要作用。
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