EPON技術在電力通信網中的應用分析

李 西，徐 潛，唐凌云

（1.國網西藏電力有限公司經濟技術研究院，西藏 拉薩 850000；2.國網西藏電力有限公司 建設管理分公司，西藏 拉薩 850000）

0 引 言

智能電網是我國現代電力系統的重要發展方向，通信網是信息溝通和匯聚的重要基礎，早期以骨干通信網研究為主，近年來越加重視通信接入網技術研究。目前，光纖技術憑借著傳播速度較快、距離較遠以及安全性和可靠性較高等諸多優勢得到了廣泛應用，本文主要圍繞EPON技術展開詳細分析。

1 電力通信網技術體制選擇

智能電網是我國現代電力系統的重要發展方向，其是建立在高速通信基礎上的智能化電網，通過最新測量與控制技術，配合先進分析與決策系統，提高電網運行的效率、安全性以及可靠性。對于智能電網而言，通信技術是實現智能化的技術支撐，也是基礎數據傳輸的重要基礎。早期電力通信網指的是變電站通信的骨干通信網，經由多年發展，光通信技術逐漸發展起來，并開始從同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術向自動交換光網絡（Automatically Switched Optical Network，ASON）技術、波分技術以及光傳送網（Optical Transport Network，OTN）技術演進，整個骨干通信網開始具備高帶寬和多業務接入能力[1]。

目前，基于智能電網的發展需求，通信支撐體系必須朝著10 kV和0.4 kV不斷延伸，其屬于是通信接入網，不同通信接入技術的特點對比如表1所示。

結合上述多種技術的對比情況分析，EPON技術優勢如下。一是傳輸距離遠，最大可達100 km，二是系統傳輸容量大且擴容方便，多業務接入能力強，三是組網靈活，包括樹型、星型、總線型以及混合型等，四是ONU設備屬于是工業級產品，可滿足惡劣環境運行需要，五是系統可抗多點失效，安全性好，任何一個終端故障不會影響系統的運行穩定性，六是EPON技術相對成熟，實現了較大規模應用。總的來說，EPON技術在電力通信網中的應用，在安全性、多業務接入、應用適應性以及系統可擴展性方面有著顯著優勢[2]。

2 EPON技術在電力通信網中的應用

2.1 EPON技術原理

EPON是一種點到多點的光纖接入技術，其基本組成結構如圖1所示，主要包括光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）和光網絡單元（Optical Network Unit，ONU）設備，并通過分光器組成光分配網絡（Optical Distribution Network，ODN）連接[3]。由于ODN使用的是無源器件，因此被稱為是無源光網絡技術。

圖1 EPON基本組成結構

表1 不同通信接入技術的特點對比

EPON技術運用中，上、下行分別采用時分復用技術和廣播方式，具體如圖2所示。現對比分析寬帶無源光網絡（Broadband Passive Optical Network，BPON）、EPON以及無源光接入系統（Gigabit-Capable Passive Optical Network，GPON）幾大技術的具體參數，結果如表2所示。

圖2 EPON上、下行傳輸模式

表2 BPON、EPON、GPON技術參數

分析表中數據來看，GPON技術優勢明顯，EPON技術完全基于以太網。由于以太網是所有通信協議中最成功、應用最廣的，且EPON核心模塊相對成熟，實現了規模化生產，而GPON核心模塊難以實現規模商用，相應的購買成本增加，因此決定了EPON技術成為目前智能電網通信接入的最佳選擇。

2.2 EPON技術運用思路

2.2.1 光纜建設方面

在通信光纜型號選擇方面，結合工作實踐不難發現，10 kV及以下層面通信光纜采用光纖復合相線光纜（Opticalphase Conductor，OPPC）和光纖到戶（Fiber To The Home，FTTH）等特種光纜，實際檢修管理難度較大，建議盡量采用普通光纜，方便后期檢修維護。纖芯規模方面，必須超前考慮主干光纖的芯數，提前實施纖芯規劃，滿足實際需求。

2.2.2 系統建設方面

在進行EPON系統建設時，需合理選擇安全且易維護場地，小區層面OLT設備可安裝在小區地下室，做好安全防護，合理規劃系統組網結構，分光器和ONU設備需充分考慮接口預留，方便未來新的終端接入。

（1）10 kV層面組網。10 kV層面EPON規劃時，設備配置要點如下，OLT設備優先設置在變電站機房內，ONU設備可與配電終端放置在一起，便于業務接入，分光器等ODN設備設在與ONU相距較近的光交柜和終端柜內。10 kV一次線路按結構分為單、雙電源模式，10 kV層面環境相對復雜，EPON組網時需靈活根據一次線路構架情況設計，優先按環路結構實施光纜環網建設。

（2）0.4 kV層面組網。0.4 kV層面主要承載的是用電信息采集等業務，與10 kV層面主要差異在于末端節點主要位于公專變與低小區內，主要有兩種EPON組網模式（根據OLT位置劃分）。一種是將OLT設在變電站，此模式要求10 kV主干光纖資源充足，OLT設在110/35 kV變電站層面，小區設各級信號匯聚點，光纖到單元。此種方式網絡結構簡單，但小區規模越大占用的主纖資源越多。另一種是將OLT下沉至小區，此模式多用于小區規模較大的情況，可有效節省主干光纜資源。OTL直接放置在小區配電室等機房中，主要缺陷在于單個OLT設備的利用較低，且網絡結構相對復雜，不利于后期新增節點[4,5]。

3 項目案例分析

3.1 項目背景

本文以某住宅小區接入網升級項目為例展開分析，區域共5個住宅小區，目前各小區不同程度地面臨電纜絕緣劣化問題，擬結合智能配電和用電需求，對兩處住宅小區進行EPON升級改造，切實滿足小區語音、寬帶上網、有線電視需求以及附近變臺至主站智能抄表數據傳遞需求。

3.2 變臺組網方案

本項目變臺單獨組網，其所需帶寬小，具體組網方案如下。OLT設置在主站供電局處，ONU配置2個光纖上聯口，以備接入不同路由光纖，ODN組網供電局側1:2分光，光通道連接至變臺ONU上聯口。

3.3 住宅區組網方案

3.3.1 OLT容量與位置選取

根據預期計算，5個住宅小區約提供240 MHz帶寬容量，EPON下行速度為1.25 Gb/s，帶寬利用率70%，可用帶寬875 MHz，1個PON下聯口可滿足需求，因此5個小區可共用一套EPON設備，共用OLT側設備，動態分配帶寬。本項目將OLT設置在110 kV變電站，對鏈路最大損耗進行計算顯示滿足EPON光功率預算要求[6]。

3.3.2 ONU容量與位置選取

本項目經綜合分析，決定采用FTTB+數據用戶線方式，主要需求如表3所示，ONU設置在住宅樓中間單元樓道，根據ONU類型確定ONU數量。

表3 各小區ONU設置情況

3.3.3 分光器規模與位置選取

本項目一、二級分光器設置在變電站通信機房，分光比為1:4和1:2，A、B住宅小區二級分光器分別設在2#樓中間單元樓道電表箱位置和3#樓靠近樓中間樓道電表箱處。

4 結 論

綜上所述，EPON是一種成熟、穩定且性價比高的通信接入技術，適用于電力通信網的新建與改造，已經成為我國電力通信網技術體制的首選。在工程項目實施中，10 kV和0.4 kV通信接入網規劃中需嚴格根據項目覆蓋范圍和運行環境等因素，綜合開展EPON系統建設，滿足多業務需求，促進我國智能電網全面發展。