配網通信技術分析與施工經驗總結

【摘要】本文首先針對電力配網通信系統常用的技術做一個比較和分析，論述各種配網通信技術的優缺點與適合的應用場合，然后總結了實際的運用情況了施中出現的一些問題和經驗。

【關鍵詞】工業以太網交換機EPON配網通信系統施工經驗

一、配網通信的作用

配網通信系統將建立配電監控終端至主站數據采集網絡之間的數據通道，在保證配電網數據安全可靠的傳輸同時，與主站管理系統等其他專業密切配合，實現配電網的自動化管理，提高配電網供電可靠性和供電質量，縮短事故處理時間，減少停電范圍，提高配電系統運行的經濟性，降低運行維護費用，最大限度提高企業的經濟效益，提高整個配電系統的管理水平和工作效率。

如下圖所示：

二、配網通信常用技術

2.1工業以太網交換機

（1）技術簡介。工業以太網交換機是區別于普通商用以太網交換機的工業級通信產品，主要應用于工業控制場所和苛刻的使用環境中，性能穩定、環境適應性強。工業以太網交換機與普通商用以太網交換機相比，具有抗電磁干擾，防浪涌沖擊，抗惡劣環境運行，無風扇冷卻，低功耗等優點。（2）技術優點。①工業以太網交換機采用了工業級元器件，無風扇冷卻設計，滿足寬溫度范圍（-40℃～+85℃）、強電磁輻射的環境下使用，功耗較小（5-10W）。②工業以太網交換機組成的環網具有自愈功能，自愈時間小于50ms。③網絡容量大，每個環網的站點個數理論上無限制，但考慮業務正常傳送時的延時和保護倒換時間，建議不超過50個。④網絡擴展性強，新增節點時只要打開環網即可實現新增節點的加入。⑤傳輸距離遠，可以配置長距光口達到40km～80km。（3）技術缺點。①工業以太網交換機各個廠家都有一部分私有協議，導致系統兼容性較差；不同廠家之間的設備互聯，網絡只能支持到快速生成樹協議，網絡自愈能力將從50ms增加到1分鐘；②環網上如果有兩個節點失效，則這兩個節點間的所有節點通信都失效。

2.2EPON技術

（1）技術簡介。EPON（Ethernet Passive Optical Network）是PON技術中的一種，也即百兆無源光網絡。EPON基于以太網無源（分光器無源）光網絡，是一種采用點到多點（P2MP）結構的單纖數據雙向傳輸光纖通信技術。EPON在物理結構和數據流上均實現了點到多點，在光傳輸上使用無源分光器，使用單芯光纖，利用WDM技術實現在一根芯上轉送上下行兩個波（上行波長：1310nm，下行波長：1490nm，另外還可以在這個芯上下行疊加1550nm的波長，來傳遞模擬電視信號），上下行信號帶寬均為1.25G，下行信號采用廣播方式，上行信號采用TDM（時分多址）方式。（2）技術優點。①由于采用WDM技術實現單纖雙向的傳輸，節省了光纖資源。②光信號的傳輸與分配無需電源，長期運行成本低。③帶寬分配靈活，服務有保證。對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系。EPON可以通過DBA（動態帶寬算法）、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實現對每個用戶進行帶寬分配，并保證每個用戶的QoS。④組網方式靈活，可以組成鏈型、星型、樹形、手拉手等組網方式。⑤多接點失效，不影響其他節點的正常工作。（3）技術缺點。①由于采用無源分光器進行光功率的逐級分配，光信號逐漸=級衰減，接入站點數量有限，不應超過10個。②傳輸距離受限，由于采用無源光器件，接頭間引入的損耗比較大，最遠傳輸距離為20km。③網絡擴展能力差，由于無源分光器的分光比固定，在網絡中新增站點時下游站點的光功率均有變化，需要更換分光器，因此EPON不適用于大規模組網應用。④由于需要分光器配合，ONU節點在組建手拉手環網進行自愈保護時尾纖較多，不便安裝。

2.3結論

從上面的技術比較中我們可以看出工業以太網交換機由于網絡節點容量大，擴容方便，傳輸距離遠，比較適合在城區具有光纜的區域大面積組網，網絡可以覆蓋骨干層、匯聚層、接入層，但是單個子網節點數量不宜超過50個，同時工業以太網交換機的保護功能主要是基于RSTP協議的自愈環保護，因此組網前一定要考慮光纖資源是否利于組成環網，否則只能重新敷設光纜，此時光纜路由的建設成本比較大。而且工業以太網交換機目前缺乏統一的技術標準，各廠家都有自己的私有協議，造成兼容性較差，基本上一個地區只能采用一個廠家的設備組網。

EPON技術由于組網方式靈活，適合在光纜不能成環的區域使用，比如分支線路、居民小區等，作為配網通信的末端接入設備。由于EPON技術采用了WDM技術可以有效的節省光纖資源。但是由于EPON的光信號的傳輸與分配是采用的無源光器件，信號逐級衰減，同時由于尾纖的接頭損耗逐級累加，單鏈節點不宜超過10個，對網絡的擴展造成了一定的制約。

三、配網通信施工經驗總結

3.1配網項目的特點分析

電力配網自動化項目有著站點多、站點分散、多專業、參建單位多、協調面廣、施工時間長的特點。對于這些特點必須要有針對性的提出解決辦法，否則工程開展起來后將會雜亂無序。

（1）站點多、站點分散

對于一個新建的配網系統而言，往往站點數量達到幾百個、甚至上千個，而且站點覆蓋城區的各個角落，站點類型有配電站、戶外開關站、柱上開關站、、箱式變電站等，組網情況比較復雜。針對站點多、分散的情況可以在制定施工計劃時按通信子網來進行安排，分環、分區域的進行施工，這將大大減少路程上消耗的時間，提高工作效率。

（2）多專業、參建單位多、協調面廣

一個新建的配網自動化系統往往涉及主站系統、自動化控制、通信系統等多專業配合施工，因此參建單位多、協調面廣、難度大。針對這種情況各專業施工單位必須要指定專人負責與其他專業接口人進行日常的溝通和協調，做到有問題及時溝通、及時反饋，使各專業的工程進度保持協調一致，減少中間各專業的等待時間。

由于配網通信系統屬于基礎網絡，各專業均與通信系統有直接關系，因此在制定施工計劃時應該以通信系統的施工計劃為基礎，其他專業根據通信系統的施工進度計劃調整本專業的施工進度計劃，這樣可以有效的協調各專業之間的施工進度，理想狀態下可以做到各專業有條不紊、協調一致的進行施工，即通信系統打通一個子網與主站的通信通道，隨后自動化專業便可以接入DTU、FTU等數據終端，一個子網上的數據終端接入達到一定數量后便可進行數據終端與主站之間的系統聯調工作。

（3）施工周期長

一個新建的配網自動化系統由于接入站點多、專業多、配電網停電改造等原因造成施工周期較長，一般建設周期為半年到一年。工程期間的情況會非常復雜，施工人員也會有一定的流動，因此針對施工周期長的問題各施工單位必須指派專門的項目負責人，不能輕易更換，同時保證有至少兩個人對工程情況比較了解，以備確實需要更換項目負責人時有了解情況的人員及時接手工作，避免出現由于人員更迭造成的混亂局面，保證工程的順利開展。

3.2配網通信施工經驗總結

（1）光功率問題

不論工業以太網交換機還是EPON，最基本的傳輸介質都是光纖。收發光功率是最基本的一個指標。在施工中施工人員要明確設備的光口動態范圍指標，即明確光口的靈敏度與過載點，在進行尾纖的跳接時一定要用光功率計測量收發光，檢查是否在允許范圍內，如果發現收發光不正常要立即尋找原因，排除故障。不能等到光纖成環后再來故障定位，在幾十個站點中定位故障點困難巨大，耗時耗力不說，還影響整體的工程進度。

另外對于戶外開關站、柱上開關等戶外站點，由于戶外環境灰塵比較多，較容易污染尾纖，所以在尾纖插拔時一定要用酒精棉球清洗，以免造成光功率的異常。

（2）系統聯調問題

配網自動化系統項目后期比較重要的一項工作就是各專業之間相互配合進行系統聯調。一般工業以太網交換機的直流電是直接從DTU、FTU數據終端上引入，系統聯調階段光纖環網上的很多站點由于戶外開關站、箱式變電站等一次設備PT改造還未完成，無法給通信設備供電，形成光纖環網上的斷點。此時可以將此斷點處的兩個方向的光纜直接在ODF上用尾纖直接連通，甩開此斷點，使上游來的光信號直接穿通，這樣就可以使了具備聯調條件的站點的信號傳輸到主站進行業務上線聯調。待此斷點PT改造完成，能夠給通信設備供電后再將兩個方向的光纜用尾纖改連至交換機光口就打通了該站點到主站的通信通道，可以進行業務上線聯調。

（3）班前會制度

由于配網通信站點數量眾多、分散，往往需要多支施工多同時施工，各施工隊成員對整體的網絡情況缺乏全面的了解，導致在施工過程中缺乏主觀能動性，不利于工程的分組實施。針對這種情況可以采用電網公司的班前班后會制度，在每次出發施工前由項目負責人召集各施工班組用10-15分鐘的時間給全體施工成員開一個班前會議，進行詳細的任務說明和分工，以及危險點注意事項。每個成員對自己的工作任務有了清晰的認識后會自己思考，想辦法解決問題，提高了工作效率，同時項目組成員的個人能力在不斷的總結中也得到提高。