智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用探析

摘 要：智能配電網(wǎng)是指配電網(wǎng)絡(luò)的完全自動(dòng)化，有利于電網(wǎng)運(yùn)行效率的提升，對(duì)供電的質(zhì)量和可靠性也大有裨益。配電網(wǎng)通信組網(wǎng)是電力通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，對(duì)智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)發(fā)展有著重大意義，但組網(wǎng)技術(shù)還有待提升。當(dāng)前的組網(wǎng)方式有EPON、寬帶PLC以及電力無(wú)線寬帶等，文章主要對(duì)EPON技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：智能配電網(wǎng)；通信組網(wǎng)技術(shù)；EPON技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2013）35-0028-02

1 配電通信系統(tǒng)

1.1 基本要求

配電網(wǎng)中的各項(xiàng)信息的傳播，都要依靠通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在建設(shè)中必須滿足自動(dòng)化的要求，建立起標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)，盡量實(shí)現(xiàn)全部終端的覆蓋。首先，在通信系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)提高通信資源的利用率，使固有資源的作用得到最大發(fā)揮，降低重復(fù)建設(shè)的可能性，在滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)需要的基礎(chǔ)上，對(duì)其未來(lái)發(fā)展有足夠的考慮，堅(jiān)持“統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施”的戰(zhàn)略，加大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度。其次，在通信系統(tǒng)中，應(yīng)采取“專網(wǎng)為主，公網(wǎng)為輔”的方式，在具有遙控功能的自動(dòng)化區(qū)域，專網(wǎng)通信有利于提升一次設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。為滿足需要，在以通信為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)故障隔離的饋線自動(dòng)化區(qū)域，盡量選擇光纖專網(wǎng)的方式。此外，因全國(guó)各地的情況大不一樣，通信系統(tǒng)要結(jié)合實(shí)際情況，掌握多種通信方式，對(duì)其加以靈活運(yùn)用，相關(guān)技術(shù)應(yīng)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的要求。

1.2 骨干層的要求

對(duì)于骨干層的通信網(wǎng)絡(luò)，以光傳輸為佳，使其鏈路層及業(yè)務(wù)層的保護(hù)功能得到最大發(fā)揮，進(jìn)而保證形成的IP網(wǎng)絡(luò)具備動(dòng)態(tài)路由迂回能力。若其他的系統(tǒng)也使用骨干層的網(wǎng)絡(luò)通信，應(yīng)保證骨干層能夠支持虛擬專網(wǎng)。

1.3 接入層的要求

接入層的通信方式有很多，如無(wú)線通信、電力線載波及光纖專網(wǎng)等，在選擇通信方式的同時(shí)，也應(yīng)對(duì)網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)改造有足夠的考慮，盡量實(shí)現(xiàn)配電通信系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。

①無(wú)線通信。該通信方式應(yīng)采取可靠的安全隔離和認(rèn)證措施，具有良好的安全保障，能夠支持用戶之間的優(yōu)先管理，在與運(yùn)營(yíng)商之間盡量建立起安全的專線網(wǎng)絡(luò)連接；

②電力線載波。有些區(qū)域，光纖通信接觸不到，便可使用電纜屏蔽層載波的方式，使用該通信方式需注意，在傳輸性能保持良好的基礎(chǔ)上，盡量采用耦合方式，既方便施工，又能夠降低線路停電的頻率；

③光纖專網(wǎng)。業(yè)務(wù)端口能夠和配電終端實(shí)現(xiàn)良好的連接，同時(shí)具備應(yīng)有的檢測(cè)管理能力。配電通信光纜的芯數(shù)需達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并有一定的預(yù)留；

④無(wú)線專網(wǎng)。系統(tǒng)頻段必須和國(guó)家相關(guān)規(guī)定相符，通信方式按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，盡量使用多廠家支持且具備優(yōu)先管理能力的寬帶技術(shù)，同時(shí)，在無(wú)線信息接入時(shí)，應(yīng)符合安全規(guī)定，做好安全防護(hù)準(zhǔn)備。

2 EPON組網(wǎng)技術(shù)

2.1 介紹

EPON，又叫以太網(wǎng)光源光網(wǎng)，是無(wú)源光纖的一種，成本較低，而且寬帶高，具有良好的擴(kuò)展性，該技術(shù)涉及PON技術(shù)、PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及以太網(wǎng)協(xié)議等方面，以太網(wǎng)為基礎(chǔ)，主要運(yùn)用點(diǎn)到多點(diǎn)的模式完成各種業(yè)務(wù)，能夠快速實(shí)現(xiàn)服務(wù)重組工作。無(wú)源器件是其重要組成部分，在布放網(wǎng)絡(luò)時(shí)，無(wú)需機(jī)房電源，方式變得更加方便靈活。此外，共享光纖實(shí)現(xiàn)了資源共享，有利于降低成本投入。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

EPON主要有以下三部分構(gòu)成：一是光分配網(wǎng)絡(luò)，無(wú)源器件是其重要構(gòu)成部分，對(duì)上行數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，同時(shí)負(fù)責(zé)下行數(shù)據(jù)的分發(fā)工作，為光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元提供必要的傳輸手段。其部署方式較為靈活，在任何環(huán)境都能使用；二是光線路終端，它通常位于中心交換局，既能發(fā)揮路由器的作用，又具備交換機(jī)的功能，同時(shí)還可以提供多種業(yè)務(wù)。其核心層具有傳輸復(fù)用、數(shù)字交叉連接等功能，業(yè)務(wù)層主要負(fù)責(zé)各種業(yè)務(wù)的接入工作，以及對(duì)OLT信令的處理，公共層主要負(fù)責(zé)正常供電；三是光網(wǎng)絡(luò)單元，多位于用戶和光分配網(wǎng)絡(luò)之間，依靠以太網(wǎng)協(xié)議完成光網(wǎng)絡(luò)單元傳輸用戶數(shù)據(jù)的工作。光網(wǎng)絡(luò)單元和光線路終端之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)光線路終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾并接收，對(duì)其發(fā)送的各種指令進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，提供多業(yè)務(wù)接口，緩存用戶以太網(wǎng)數(shù)據(jù)。

3 EPON的應(yīng)用分析

3.1 光網(wǎng)絡(luò)單元的自動(dòng)辨別

其目的就是在沒(méi)有人工打擾的情況下，借助系統(tǒng)運(yùn)行，尋找注冊(cè)新的單元，最終達(dá)到在不干擾其他單元的基礎(chǔ)上而自動(dòng)加入到系統(tǒng)中來(lái)的目的。在注冊(cè)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)矛盾，解決措施主要如下：①延遲時(shí)間，一旦發(fā)生沖突，可在打開(kāi)的窗口內(nèi)可延長(zhǎng)時(shí)間，但前提是延遲后依舊位于原來(lái)窗口內(nèi)，此方法需增大注冊(cè)開(kāi)窗，會(huì)造成系統(tǒng)寬帶的利用率有所下降；②跳過(guò)開(kāi)窗，一旦發(fā)生矛盾，各個(gè)單元需跳過(guò)多個(gè)注冊(cè)授權(quán)才會(huì)重新響應(yīng)。此方法要花費(fèi)更多的時(shí)間，但無(wú)需增大注冊(cè)開(kāi)窗，也對(duì)寬帶利用率形不成干擾。

3.2 同步接收

EPON具有同步性，必須保證光線路終端有與其相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)單元，否則如果相位有所變化，或者比特出現(xiàn)失誤，就容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，甚至在重新傳遞過(guò)程中引發(fā)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，為避免各單元出現(xiàn)數(shù)據(jù)碰撞的情況，需保證兩邊時(shí)鐘的同步。利用時(shí)間標(biāo)簽的方法能夠?qū)崿F(xiàn)其同步，在下行方向，光線路終端依據(jù)本地時(shí)間將標(biāo)簽插入，各單元接收后對(duì)本身進(jìn)行調(diào)整，與收到的數(shù)據(jù)保持一致。下行方向同樣如此。

3.3 信息安全

專業(yè)資料規(guī)定，在EPON系統(tǒng)中，物理層發(fā)送的是標(biāo)準(zhǔn)的太網(wǎng)幀，每個(gè)連接都應(yīng)有與之相對(duì)應(yīng)的鏈路標(biāo)識(shí)，各單元在接收數(shù)據(jù)時(shí)，也只能接收屬于自己的數(shù)據(jù)，其余的都需丟棄。

3.4 TDM的業(yè)務(wù)傳輸

雖然當(dāng)前狀況推動(dòng)了寬帶需求的增長(zhǎng)，但電路業(yè)務(wù)的潛力還很大，在今后一個(gè)短暫的階段仍將產(chǎn)生巨大效應(yīng)，給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大收入。為滿足各種需求，有必要將電路交換業(yè)務(wù)和分組交換業(yè)務(wù)有機(jī)結(jié)合。當(dāng)前的EPON大都是多種需求和業(yè)務(wù)相互融合的系統(tǒng)。EFMA并沒(méi)有明確規(guī)定TDM怎樣承載業(yè)務(wù)，但必須是具備兼容性的以太網(wǎng)幀格式。TDM的質(zhì)量問(wèn)題在EPON中顯得更加重要。

3.5 多點(diǎn)控制協(xié)議

在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，為保證主單元和從單元之間的能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸，需采取點(diǎn)到多點(diǎn)控制協(xié)議。EPON正是一典型的這類系統(tǒng)，借助MPCP可對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行優(yōu)化，如各網(wǎng)絡(luò)單元的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，終端站點(diǎn)的寬帶分配及查詢等。

4 結(jié) 語(yǔ)

智能配電網(wǎng)的作用日益突出，通信組網(wǎng)是其重要組成部分，能夠滿足智能配電業(yè)務(wù)對(duì)通信的要求，EPON是以太網(wǎng)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的，不但部署靈活，成本低，而且性價(jià)比高，能夠高性能的接入。另外，還能夠提供TDM業(yè)務(wù)，在電力行業(yè)有很大的發(fā)展空間。

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