關(guān)于EPON技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

【摘要】基于配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)于通信的要求，詳細(xì)介紹了EPON技術(shù)的構(gòu)成、優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際配網(wǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目進(jìn)行EPON技術(shù)的應(yīng)用分析，以期為該技術(shù)廣泛服務(wù)于配網(wǎng)自動(dòng)化而拋磚引玉。

【關(guān)鍵詞】配網(wǎng)自動(dòng)化;EPON;應(yīng)用

1.引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提升，社會(huì)大眾對(duì)于供電可靠性、供電質(zhì)量、供電服務(wù)等方面的要求越來(lái)越高。而這一切基本上取決于配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)水平。配網(wǎng)自動(dòng)化要想達(dá)到快速、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)等目標(biāo)，不可或缺的是擁有堅(jiān)強(qiáng)的通信保障。基于以太網(wǎng)技術(shù)的EPON組網(wǎng)方法展現(xiàn)了在這方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

2.關(guān)于配網(wǎng)自動(dòng)化的通信

配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)配網(wǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)方監(jiān)視和自動(dòng)控制，其基礎(chǔ)是配網(wǎng)子站、饋線終端以及配網(wǎng)主站這三者之間流暢的互動(dòng)信息傳輸。

從理想狀態(tài)上講，由于配網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多、空間分布廣、運(yùn)行環(huán)境差，通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)必須同時(shí)遵循環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低廉、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等要求。但實(shí)際上很難做到全部兼顧。下面就目前常見的配網(wǎng)自動(dòng)化通信方式做簡(jiǎn)要介紹，以期在相互比較的基礎(chǔ)上凸顯EPON的優(yōu)勢(shì)。

（1）光貓通信

屬于光纖通信技術(shù)的一種，常用于早期的配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)中。在這種方式下，各配電子站通過(guò)光纖和光貓接入附近開閉所，再由開閉所內(nèi)的通信設(shè)備與上一個(gè)站層發(fā)生聯(lián)系。優(yōu)點(diǎn)：突破了RS232/485的傳輸距離限制，施工簡(jiǎn)單，適用環(huán)網(wǎng)保護(hù);缺點(diǎn)：傳輸速率較低，且擴(kuò)容性不好。

（2）SDH通信

利用同步數(shù)字原理進(jìn)行工作，屬于傳統(tǒng)通信方式的一種。優(yōu)點(diǎn)：帶寬廣、支持環(huán)網(wǎng)保護(hù)、數(shù)據(jù)傳輸速率高;缺點(diǎn)：施工不方便，且對(duì)環(huán)境要求較高，不能在野外推廣。

（3）電力線載波通信

利用已有配網(wǎng)線路進(jìn)行信息傳輸。優(yōu)點(diǎn)：施工量最少，投資最省;缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸速率低，抗干擾能力弱，且一旦線路停電將中斷通信。

（4）無(wú)線通信

包括GPRS、CDMA等方式。優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單，維護(hù)方便;缺點(diǎn)：一般存在傳輸延時(shí)，且很難支持視頻等大容量數(shù)據(jù)流的傳輸，通道可靠性也不高。

（5）EPON技術(shù)

是光纖通信的深層次版本，它采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，在單纖中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸。該方法能契合已有一次線纜的鋪設(shè)，具備抗多點(diǎn)失效，支持分布式組網(wǎng)，升級(jí)擴(kuò)容性特別優(yōu)良，是智能配網(wǎng)時(shí)代通信建設(shè)的首選。

3.EPON技術(shù)剖析

3.1 EPON的工作原理

常見EPON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有樹型、總線型、星型和環(huán)型等。圖1所示為典型樹形EPON系統(tǒng)。

說(shuō)明：①OLT是EPON的核心，負(fù)責(zé)建立整個(gè)EPON與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，一般放置在中心局端;②ONU置于用戶側(cè)，負(fù)責(zé)用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及選擇性接收OLT發(fā)布的廣播數(shù)據(jù);③ODN為一無(wú)源設(shè)備，其分路比可以為2，4或8，負(fù)責(zé)建立OLT和ONU之間的光通道;④數(shù)據(jù)上行采用時(shí)分多址方式（可結(jié)合波分多址、碼分多址），數(shù)據(jù)下行可采用點(diǎn)到點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)模式或廣播模式。

圖1 EPON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

很明顯，EPON通信全面融合了以太網(wǎng)技術(shù)和無(wú)源網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)以簡(jiǎn)單方式完成點(diǎn)到多點(diǎn)的高速傳輸任務(wù)。

3.2 EPON組網(wǎng)方案

配網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化多端，EPON技術(shù)要能適應(yīng)配網(wǎng)，其組網(wǎng)方式也不應(yīng)單一化。

（1）單點(diǎn)輻射網(wǎng)

OLT布放在配電子站，其PON口級(jí)聯(lián)數(shù)個(gè)1：2分光器，分光器置于分段開關(guān)處，由此形成多級(jí)鏈形網(wǎng)絡(luò)。

（2）“手拉手保護(hù)”網(wǎng)

OLT放置在各變電所，每個(gè)ONU通過(guò)雙PON口上聯(lián)不同的OLT，達(dá)到全鏈路冗余保護(hù)。

（3）雙點(diǎn)雙T網(wǎng)

在配電子站配置雙套OLT，ONU通過(guò) PON口分別上聯(lián)不同OLT的分光器。

3.3 配網(wǎng)應(yīng)用EPON技術(shù)的可行性

（1）大帶寬滿足大流量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送

目前，EPON帶寬為1.25 Gbit/s，并可能升級(jí)到lOGbit/s，絕對(duì)可以滿足DAS的所有業(yè)務(wù)要求。

（2）建造便宜，擴(kuò)展方便

EPON系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使用無(wú)源器件，長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中基本無(wú)需維護(hù)。

（3）安全可靠

EPON全程采用光纖通信，擁有齊備的加密機(jī)制，另外，良好的組網(wǎng)方案保證各配網(wǎng)終端之間的互不影響。

（4）網(wǎng)管功能完善

使用EPON，可以在安全、性能、配置、故障、告警等方面進(jìn)行在線管理，提升通信管理水平。

4.EPON在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

以我國(guó)東部某地配網(wǎng)自動(dòng)化工程為例，介紹EPON的具體應(yīng)用。

4.1 總體方案

該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，2013年對(duì)25條城區(qū)10kV線路實(shí)施配網(wǎng)自動(dòng)化改造（原先建有DAS系統(tǒng)，采用無(wú)線專網(wǎng)、GPRS等通信方式），使這些線路具備網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能，同時(shí)支持（雙向） 營(yíng)銷互動(dòng)、用電信息采集等智能電網(wǎng)的業(yè)務(wù)。這次改造所采用的通信方式為光纖全覆蓋EPON通信。其配網(wǎng)自動(dòng)化總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下，配電終端為網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備。

4.2 EPON系統(tǒng)具體構(gòu)建

該配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，整個(gè)EPON通信結(jié)構(gòu)分為3層：即主站控制層、骨干層通信網(wǎng)、接入層通信網(wǎng)。詳見圖2所示。

通信運(yùn)作解析：在各變電站配置OLT，通過(guò)光傳輸環(huán)網(wǎng)接入主站系統(tǒng);光纜線路隨配網(wǎng)線路布設(shè);配電終端配ONU，每個(gè)ONU設(shè)備通過(guò)其具備的兩個(gè)PON口接入兩個(gè)相鄰變電所的OLT設(shè)備，以滿足ONU設(shè)備和OLT設(shè)備之間的冗余備份;終端設(shè)備通過(guò)ONU的以太網(wǎng)口，實(shí)現(xiàn)與主站通信，傳遞電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息。

圖2 配電自動(dòng)化EPON解決方案

功效解析：根據(jù)該地近一年的運(yùn)行統(tǒng)計(jì)，采用EPON通信能較完美地實(shí)現(xiàn)“遙控”、 “遙測(cè)”和“遙信”，能及時(shí)采集到營(yíng)銷互動(dòng)信息、遠(yuǎn)程抄表數(shù)據(jù)、電力負(fù)控?cái)?shù)據(jù)等配網(wǎng)關(guān)鍵信息，能完成故障自動(dòng)隔離，也滿足智能小區(qū)的建設(shè)要求。

據(jù)初步測(cè)算，采用EPON通信后，這些線路的配網(wǎng)自動(dòng)化維護(hù)成本節(jié)約了約120萬(wàn)元，且大幅提升了配網(wǎng)運(yùn)行管理水平，提高了電能質(zhì)量和供電可靠性，帶來(lái)了不菲的綜合效益。

5.結(jié)束語(yǔ)

EPON技術(shù)在可靠性、成本、通信速率等關(guān)鍵指標(biāo)上均優(yōu)于其他通信方式，其必將隨著配網(wǎng)自動(dòng)化的普及而獲得很大發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：陳文君（1986—），男，四川遂寧人，大學(xué)本科，國(guó)網(wǎng)四川大英縣供電有限責(zé)任公司信息運(yùn)維專責(zé)，主要從事電力通訊信息運(yùn)維及管理工作。