配網(wǎng)通信技術(shù)分析與施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

【摘要】本文首先針對(duì)電力配網(wǎng)通信系統(tǒng)常用的技術(shù)做一個(gè)比較和分析，論述各種配網(wǎng)通信技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)與適合的應(yīng)用場合，然后總結(jié)了實(shí)際的運(yùn)用情況了施中出現(xiàn)的一些問題和經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)EPON配網(wǎng)通信系統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn)

一、配網(wǎng)通信的作用

配網(wǎng)通信系統(tǒng)將建立配電監(jiān)控終端至主站數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通道，在保證配電網(wǎng)數(shù)據(jù)安全可靠的傳輸同時(shí)，與主站管理系統(tǒng)等其他專業(yè)密切配合，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的自動(dòng)化管理，提高配電網(wǎng)供電可靠性和供電質(zhì)量，縮短事故處理時(shí)間，減少停電范圍，提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，最大限度提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高整個(gè)配電系統(tǒng)的管理水平和工作效率。

如下圖所示：

二、配網(wǎng)通信常用技術(shù)

2.1工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

（1）技術(shù)簡介。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)是區(qū)別于普通商用以太網(wǎng)交換機(jī)的工業(yè)級(jí)通信產(chǎn)品，主要應(yīng)用于工業(yè)控制場所和苛刻的使用環(huán)境中，性能穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與普通商用以太網(wǎng)交換機(jī)相比，具有抗電磁干擾，防浪涌沖擊，抗惡劣環(huán)境運(yùn)行，無風(fēng)扇冷卻，低功耗等優(yōu)點(diǎn)。（2）技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。①工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)采用了工業(yè)級(jí)元器件，無風(fēng)扇冷卻設(shè)計(jì)，滿足寬溫度范圍（-40℃～+85℃）、強(qiáng)電磁輻射的環(huán)境下使用，功耗較小（5-10W）。②工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)組成的環(huán)網(wǎng)具有自愈功能，自愈時(shí)間小于50ms。③網(wǎng)絡(luò)容量大，每個(gè)環(huán)網(wǎng)的站點(diǎn)個(gè)數(shù)理論上無限制，但考慮業(yè)務(wù)正常傳送時(shí)的延時(shí)和保護(hù)倒換時(shí)間，建議不超過50個(gè)。④網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性強(qiáng)，新增節(jié)點(diǎn)時(shí)只要打開環(huán)網(wǎng)即可實(shí)現(xiàn)新增節(jié)點(diǎn)的加入。⑤傳輸距離遠(yuǎn)，可以配置長距光口達(dá)到40km～80km。（3）技術(shù)缺點(diǎn)。①工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)各個(gè)廠家都有一部分私有協(xié)議，導(dǎo)致系統(tǒng)兼容性較差；不同廠家之間的設(shè)備互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)只能支持到快速生成樹協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)自愈能力將從50ms增加到1分鐘；②環(huán)網(wǎng)上如果有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，則這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的所有節(jié)點(diǎn)通信都失效。

2.2EPON技術(shù)

（1）技術(shù)簡介。EPON（Ethernet Passive Optical Network）是PON技術(shù)中的一種，也即百兆無源光網(wǎng)絡(luò)。EPON基于以太網(wǎng)無源（分光器無源）光網(wǎng)絡(luò)，是一種采用點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）結(jié)構(gòu)的單纖數(shù)據(jù)雙向傳輸光纖通信技術(shù)。EPON在物理結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流上均實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到多點(diǎn)，在光傳輸上使用無源分光器，使用單芯光纖，利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)在一根芯上轉(zhuǎn)送上下行兩個(gè)波（上行波長：1310nm，下行波長：1490nm，另外還可以在這個(gè)芯上下行疊加1550nm的波長，來傳遞模擬電視信號(hào)），上下行信號(hào)帶寬均為1.25G，下行信號(hào)采用廣播方式，上行信號(hào)采用TDM（時(shí)分多址）方式。（2）技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。①由于采用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)單纖雙向的傳輸，節(jié)省了光纖資源。②光信號(hào)的傳輸與分配無需電源，長期運(yùn)行成本低。③帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。對(duì)帶寬的分配和保證都有一套完整的體系。EPON可以通過DBA（動(dòng)態(tài)帶寬算法）、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等來實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行帶寬分配，并保證每個(gè)用戶的QoS。④組網(wǎng)方式靈活，可以組成鏈型、星型、樹形、手拉手等組網(wǎng)方式。⑤多接點(diǎn)失效，不影響其他節(jié)點(diǎn)的正常工作。（3）技術(shù)缺點(diǎn)。①由于采用無源分光器進(jìn)行光功率的逐級(jí)分配，光信號(hào)逐漸=級(jí)衰減，接入站點(diǎn)數(shù)量有限，不應(yīng)超過10個(gè)。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(yuǎn)傳輸距離為20km。③網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力差，由于無源分光器的分光比固定，在網(wǎng)絡(luò)中新增站點(diǎn)時(shí)下游站點(diǎn)的光功率均有變化，需要更換分光器，因此EPON不適用于大規(guī)模組網(wǎng)應(yīng)用。④由于需要分光器配合，ONU節(jié)點(diǎn)在組建手拉手環(huán)網(wǎng)進(jìn)行自愈保護(hù)時(shí)尾纖較多，不便安裝。

2.3結(jié)論

從上面的技術(shù)比較中我們可以看出工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量大，擴(kuò)容方便，傳輸距離遠(yuǎn)，比較適合在城區(qū)具有光纜的區(qū)域大面積組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋骨干層、匯聚層、接入層，但是單個(gè)子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量不宜超過50個(gè)，同時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的保護(hù)功能主要是基于RSTP協(xié)議的自愈環(huán)保護(hù)，因此組網(wǎng)前一定要考慮光纖資源是否利于組成環(huán)網(wǎng)，否則只能重新敷設(shè)光纜，此時(shí)光纜路由的建設(shè)成本比較大。而且工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)目前缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各廠家都有自己的私有協(xié)議，造成兼容性較差，基本上一個(gè)地區(qū)只能采用一個(gè)廠家的設(shè)備組網(wǎng)。

EPON技術(shù)由于組網(wǎng)方式靈活，適合在光纜不能成環(huán)的區(qū)域使用，比如分支線路、居民小區(qū)等，作為配網(wǎng)通信的末端接入設(shè)備。由于EPON技術(shù)采用了WDM技術(shù)可以有效的節(jié)省光纖資源。但是由于EPON的光信號(hào)的傳輸與分配是采用的無源光器件，信號(hào)逐級(jí)衰減，同時(shí)由于尾纖的接頭損耗逐級(jí)累加，單鏈節(jié)點(diǎn)不宜超過10個(gè)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展造成了一定的制約。

三、配網(wǎng)通信施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

3.1配網(wǎng)項(xiàng)目的特點(diǎn)分析

電力配網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目有著站點(diǎn)多、站點(diǎn)分散、多專業(yè)、參建單位多、協(xié)調(diào)面廣、施工時(shí)間長的特點(diǎn)。對(duì)于這些特點(diǎn)必須要有針對(duì)性的提出解決辦法，否則工程開展起來后將會(huì)雜亂無序。

（1）站點(diǎn)多、站點(diǎn)分散

對(duì)于一個(gè)新建的配網(wǎng)系統(tǒng)而言，往往站點(diǎn)數(shù)量達(dá)到幾百個(gè)、甚至上千個(gè)，而且站點(diǎn)覆蓋城區(qū)的各個(gè)角落，站點(diǎn)類型有配電站、戶外開關(guān)站、柱上開關(guān)站、、箱式變電站等，組網(wǎng)情況比較復(fù)雜。針對(duì)站點(diǎn)多、分散的情況可以在制定施工計(jì)劃時(shí)按通信子網(wǎng)來進(jìn)行安排，分環(huán)、分區(qū)域的進(jìn)行施工，這將大大減少路程上消耗的時(shí)間，提高工作效率。

（2）多專業(yè)、參建單位多、協(xié)調(diào)面廣

一個(gè)新建的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)往往涉及主站系統(tǒng)、自動(dòng)化控制、通信系統(tǒng)等多專業(yè)配合施工，因此參建單位多、協(xié)調(diào)面廣、難度大。針對(duì)這種情況各專業(yè)施工單位必須要指定專人負(fù)責(zé)與其他專業(yè)接口人進(jìn)行日常的溝通和協(xié)調(diào)，做到有問題及時(shí)溝通、及時(shí)反饋，使各專業(yè)的工程進(jìn)度保持協(xié)調(diào)一致，減少中間各專業(yè)的等待時(shí)間。

由于配網(wǎng)通信系統(tǒng)屬于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，各專業(yè)均與通信系統(tǒng)有直接關(guān)系，因此在制定施工計(jì)劃時(shí)應(yīng)該以通信系統(tǒng)的施工計(jì)劃為基礎(chǔ)，其他專業(yè)根據(jù)通信系統(tǒng)的施工進(jìn)度計(jì)劃調(diào)整本專業(yè)的施工進(jìn)度計(jì)劃，這樣可以有效的協(xié)調(diào)各專業(yè)之間的施工進(jìn)度，理想狀態(tài)下可以做到各專業(yè)有條不紊、協(xié)調(diào)一致的進(jìn)行施工，即通信系統(tǒng)打通一個(gè)子網(wǎng)與主站的通信通道，隨后自動(dòng)化專業(yè)便可以接入DTU、FTU等數(shù)據(jù)終端，一個(gè)子網(wǎng)上的數(shù)據(jù)終端接入達(dá)到一定數(shù)量后便可進(jìn)行數(shù)據(jù)終端與主站之間的系統(tǒng)聯(lián)調(diào)工作。

（3）施工周期長

一個(gè)新建的配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)由于接入站點(diǎn)多、專業(yè)多、配電網(wǎng)停電改造等原因造成施工周期較長，一般建設(shè)周期為半年到一年。工程期間的情況會(huì)非常復(fù)雜，施工人員也會(huì)有一定的流動(dòng)，因此針對(duì)施工周期長的問題各施工單位必須指派專門的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，不能輕易更換，同時(shí)保證有至少兩個(gè)人對(duì)工程情況比較了解，以備確實(shí)需要更換項(xiàng)目負(fù)責(zé)人時(shí)有了解情況的人員及時(shí)接手工作，避免出現(xiàn)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(wǎng)通信施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（1）光功率問題

不論工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)還是EPON，最基本的傳輸介質(zhì)都是光纖。收發(fā)光功率是最基本的一個(gè)指標(biāo)。在施工中施工人員要明確設(shè)備的光口動(dòng)態(tài)范圍指標(biāo)，即明確光口的靈敏度與過載點(diǎn)，在進(jìn)行尾纖的跳接時(shí)一定要用光功率計(jì)測量收發(fā)光，檢查是否在允許范圍內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)收發(fā)光不正常要立即尋找原因，排除故障。不能等到光纖成環(huán)后再來故障定位，在幾十個(gè)站點(diǎn)中定位故障點(diǎn)困難巨大，耗時(shí)耗力不說，還影響整體的工程進(jìn)度。

另外對(duì)于戶外開關(guān)站、柱上開關(guān)等戶外站點(diǎn)，由于戶外環(huán)境灰塵比較多，較容易污染尾纖，所以在尾纖插拔時(shí)一定要用酒精棉球清洗，以免造成光功率的異常。

（2）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)問題

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)項(xiàng)目后期比較重要的一項(xiàng)工作就是各專業(yè)之間相互配合進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。一般工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的直流電是直接從DTU、FTU數(shù)據(jù)終端上引入，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)階段光纖環(huán)網(wǎng)上的很多站點(diǎn)由于戶外開關(guān)站、箱式變電站等一次設(shè)備PT改造還未完成，無法給通信設(shè)備供電，形成光纖環(huán)網(wǎng)上的斷點(diǎn)。此時(shí)可以將此斷點(diǎn)處的兩個(gè)方向的光纜直接在ODF上用尾纖直接連通，甩開此斷點(diǎn)，使上游來的光信號(hào)直接穿通，這樣就可以使了具備聯(lián)調(diào)條件的站點(diǎn)的信號(hào)傳輸?shù)街髡具M(jìn)行業(yè)務(wù)上線聯(lián)調(diào)。待此斷點(diǎn)PT改造完成，能夠給通信設(shè)備供電后再將兩個(gè)方向的光纜用尾纖改連至交換機(jī)光口就打通了該站點(diǎn)到主站的通信通道，可以進(jìn)行業(yè)務(wù)上線聯(lián)調(diào)。

（3）班前會(huì)制度

由于配網(wǎng)通信站點(diǎn)數(shù)量眾多、分散，往往需要多支施工多同時(shí)施工，各施工隊(duì)成員對(duì)整體的網(wǎng)絡(luò)情況缺乏全面的了解，導(dǎo)致在施工過程中缺乏主觀能動(dòng)性，不利于工程的分組實(shí)施。針對(duì)這種情況可以采用電網(wǎng)公司的班前班后會(huì)制度，在每次出發(fā)施工前由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人召集各施工班組用10-15分鐘的時(shí)間給全體施工成員開一個(gè)班前會(huì)議，進(jìn)行詳細(xì)的任務(wù)說明和分工，以及危險(xiǎn)點(diǎn)注意事項(xiàng)。每個(gè)成員對(duì)自己的工作任務(wù)有了清晰的認(rèn)識(shí)后會(huì)自己思考，想辦法解決問題，提高了工作效率，同時(shí)項(xiàng)目組成員的個(gè)人能力在不斷的總結(jié)中也得到提高。