烏魯木齊供電公司配網自動化通信系統建設分析

孫祥飛 范子濤 隗 勤

（1.國網烏魯木齊供電公司，新疆 烏魯木齊830011；2.國網新疆電力公司檢修公司，新疆 烏魯木齊830011）

0 引言

通過實施配網自動化建設，可以讓配調人員實時監(jiān)控終端運行信息，有效解決“盲調”的問題，當配電線路發(fā)生故障時幫助配調工作人員快速定位故障點，減少停電時間，提升城市供電可靠性。配網通信系統作為實現配網自動化的關鍵部分，如何安全、可靠、高效地將DTU/FTU上傳的信息實時送回配電主站且組網接入方案是否靈活、擴展性強不強，是衡量配網通信系統優(yōu)劣的主要指標。

1 EPTN技術簡介

EPTN是集成了MSTP和PTN技術的雙平面?zhèn)鬏斣O備，普通的PTN設備均采用PWE3仿真技術來支持TDM業(yè)務，對時延敏感的業(yè)務支持不夠友好。EPTN在PTN的基礎上增加了傳統基于SDH的MSTP業(yè)務硬件支持，這是考慮到電力通信網由TDM向分組傳送方向發(fā)展將是一個長期的過程，尤其是對保護業(yè)務而言，PTN尚沒有很好地解決保護倒換時間小于50 ms的問題，還是以采用傳統的TDM業(yè)務傳送為主。

2 EPON技術簡介

EPON綜合了PON技術和以太網技術的優(yōu)點，上行和下行線路的光信號速率可達到1.25 Gb/s，傳輸距離可達20 km，有成本低、帶寬高、擴展性強、接入靈活快速的特點。EPON由光線路終端OLT、光分配網絡ODN和光網絡單元ONU組成。ODN由無源分光器和光纖線路組成，分光器的分光能力在1∶2～1∶128之間。EPON在物理層采用了PON技術，在鏈路層使用以太網協議，利用PON的拓撲結構實現了以太網的接入。

由OLT到ONU的方向稱為下行方向。在下行方向，OLT發(fā)送1 490 nm的光波，以廣播方式向ONU發(fā)送數據。光信號通過分光器，最終到達環(huán)網柜、箱變內和柱上開關的ONU，ONU通過檢查接收到的數據幀的目的 MAC地址、幀類型及VLAN信息，判斷是否為應該接收的數據幀。由ONU到OLT的方向稱為上行方向。在上行方向，ONU發(fā)送1 310 nm的光波，采用時分復用方式向OLT發(fā)送采集配電終端的業(yè)務。

3 烏魯木齊地區(qū)配網通信系統組網方案

如圖1所示，烏魯木齊配網通信系統組網結構可分為骨干傳輸層和匯聚接入層，通信主站與各變電站之間的傳輸網絡為骨干層，采用EPTN設備組成環(huán)網：分組業(yè)務帶寬為10 Gb/s，MSTP環(huán)網帶寬為2.5 Gb/s；變電站到現場配電終端的部分為匯聚接入層，采用EPON技術組成“手拉手”保護網上傳信息。

圖1 配網通信系統組網示意圖

3.1 骨干傳輸層組網方案

本次配網自動化建設區(qū)域內覆蓋的6個變電站由于其光傳輸設備投運時間較早，為華為Metro2050設備，目前該型號SDH設備早已停產，升級擴容困難且無以太網接入功能，若采用2 M接口加協轉的形式勢必會對配電自動化信息的時效性、穩(wěn)定性造成影響?？紤]到隨著智能電網、營銷和高清視頻等業(yè)務發(fā)展的需要，電力通信業(yè)務類型將由傳統的64K、2 M等低速小顆粒TDM（時分復用模式）業(yè)務逐漸過渡到FE、GE等大顆粒IP業(yè)務，因此本次采用EPTN設備組建配網通信傳輸骨干網，利用現有的四級網電力光纜組成光纖環(huán)網，如圖2所示。

圖2 EPTN骨干傳輸層組網示意圖

3.2 匯聚接入層組網方案

各變電站至配電終端的通信網絡為匯聚接入層，此次配網自動化建設區(qū)域地處烏魯木齊的核心區(qū)，因此匯聚接入層選用光纖組網方案。光纖接入方案主要有工業(yè)以太網交換機組網和EPON組網2種，其技術比較如表1所示。

表1 工業(yè)以太網交換機和EPON應用特點

考慮到接入、擴展靈活性和烏魯木齊地區(qū)配網網架特點，我們選取EPON技術作為配網通信系統匯聚接入層的組網方案。OLT設備安裝在變電站通信機房內，2個上行端口分別同EPTN設備的以太網GE端口相連。采用24芯ADSS光纜，沿相關10kV電力線路進行敷（架）設，將OLT和ONU連接組成光纖接入網，安裝在環(huán)網柜、開閉所和柱上開關的ONU通過2個1分2的非均分分光器同2個變電站的OLT建立通道，形成“手拉手”保護網。配電終端DTU/FTU通過1根網線將信息上傳至ONU。

通過采用ONU“手拉手”上行組網的方式，ONU與OLT之間的2條PON線路處于主備狀態(tài)，不能同時上傳信息。當主用鏈路的光纜中斷或者分光器發(fā)生故障導致主用線路中斷時，ONU可快速切換到備用OLT。如果在OLT上將保護組與上行以太網端口狀態(tài)或BFD會話狀態(tài)綁定，即建立關聯關系，當OLT上行網絡連接故障或OLT二層物理鏈路故障時，OLT會通知ONU進行倒換，業(yè)務恢復正常。

4 “手拉手”組網業(yè)務流向分析

配網通信系統匯聚接入層采用“手拉手”環(huán)網結構，對于業(yè)務的保護安全性很高。下面以新華路1號環(huán)網柜內安裝的ONU為例進行分析，如圖3所示。

在六道灣變和健康變通信機房各安裝1套OLT，向上通過2根尾纖連接至配網通信骨干層的EPTN設備，OLT數據雙上行，互為備用。每臺OLT用1個PON口通過光分配網絡經分光器10%出光與ONU設備連接組網。新華路1號環(huán)網柜內安裝的雙PON口ONU，1個PON口向上與健康變連接，另一個PON口向上與六道灣變連接，用1個FE以太網口和配電終端DTU連接。正常運行時ONU與OLT之間的2條PON線路處于主備狀態(tài)，信息只能從主用鏈路通過六道灣變上傳至配電主站。當主用線路中的某器件發(fā)生故障導致主用線路中斷時，ONU可快速切換到備用健康變的OLT并將信息上傳主站。

圖3 “手拉手”組網業(yè)務流向分析圖

5 結語

配網通信系統是實現配網自動化的基礎，文章介紹的利用EPTN和EPON技術的搭配組網方案在安全可靠性、擴展性、接入靈活性、通道帶寬等方面均有一定的優(yōu)勢，很好地滿足了配網線路點多面廣、環(huán)型和鏈型相結合的情況，符合配網自動化終端到配電主站通信可靠、實時性高的要求，能在未來較長的一段時間內滿足配網發(fā)展的需求，在配網自動化建設中有很好的發(fā)展前景。

［1］程遠，石豐琦，樊強.基于EPON的配網自動化通信技術研究［J］.電力系統通信，2012（12）：7～8

［2］楊興，馮力娜，趙元珍.EPON技術在配電通信系統中的應用［J］.電力系統通信，2011（9）：45～46