智能電網的電力光纖入戶技術分析

李 西，叢 鵬，徐 潛

（國網西藏電力有限公司 經濟技術研究院，西藏 拉薩 850000）

0 引 言

隨著我國智能電網發展的逐漸深入，對接入網“最后一公里”的建設提出了更高的要求，光纖入戶技術由此提出。與傳統的電力線通信和移動通信方式相比，光纖入戶技術在電磁兼容、帶寬以及容量等方面具有顯著優勢，可實現能源與信息的同步建設與統一整合，進一步推進智能電網的建設。

1 電力光纖入戶技術概述

我國“十二五”明確提出，加快智能電網建設，實現電力光纖入戶，對此建設好智能電網十分重要。2010年，國家電網與電信合作共建電力光纖到戶工程，推動堅強智能電網建設。通過電力光纖入戶，可建立起電業局與用戶間的互動，實現對家用電器用電信息的采集與控制，電力傳輸網、有線電視網、公用電話交換網以及互聯網全面融合，主要技術特點如下。

一是光、電信號互不干擾。電力光纖入戶采用的是光纖復合電力線，光與電能傳輸形式不同，相互之間不會產生對抗性干擾，同時光纖與電力線導體介質不同，兩者復合無需考慮絕緣問題[1-3]。

二是光纜生產趨于成熟。光纖本身不適合敷設，需放在套管內將多根光纖合成一根全介質型光纜。常用光纜主要有3種（表1），其中OPLC的運用完成了電力與光纖的同時入戶。目前OPLC生產技術已經十分成熟，且與國家節能環保的發展方向相符。

表1 3種光纜的適用范圍

三是無電磁兼容和頻率管制等問題。光纖入戶技術的運用不會產生頻率較高的電磁輻射，也沒有頻率管制等問題，因此相對容易實施，在資金方面的需求相對較小。同時光纖入戶技術完全同步于我國新型產業發展戰略，具有極大的推廣運用價值[4]。

2 智能電網的電力光纖入戶技術原理與組網方式

2.1 電力光纖入戶網絡組成

電力光纖入戶網絡如圖1所示。根據圖中分析顯示，PFTTH接入網主要由光線路終端、光分布網絡以及光網絡終端3大部分部分組成，具體如下。

其中，光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）提供語音、數據以及視頻業務網絡互聯接口，光網絡單元（Optical Network Unit，ONU）提供業務接口，光分布網絡（Optical Distribution Network，ODN）連通OLT與ONU，基本結構如圖2所示。

2.2 電力光纖入戶技術原理

光纖接入應用較多的是無源光網絡（Passive Optical Network，PON）和有源光網絡（Active Optical Network，AON）。PON的運用最為廣泛，主要可以分為ATM無源光網絡（ATM Passive Optical Network，APON）、以太無源光網絡（Ethernet-based Passive Opticalnetwork，EPON）以及千兆無源光網絡（Gigabit-Capable Passive Opticalnetwork，GPON）3類。其中，EPON商用早、核心芯片量產大且設備成本低，具有顯著的運用優勢，EPON主要優點包括成本低、維護簡單、易擴展、質量高、兼容性好以及安全性好等。EPON上、下行業務傳輸原理如圖3所示。

2.3 電力光纖入戶技術組網方式

電力光纖入戶技術中EPON以星形和樹形為主。星形拓撲結構主要采用的是局部OLT與ONU間按點到點配置，中間不設光分路器（Optical Branching Device，OBD），如圖4所示。樹形拓撲結構采用一系列級聯的光分路器對下行分路，如圖5所示。

3 智能電網的電力光纖入戶技術方案分析

3.1 電力光纖入戶技術方案

智能電網電力光纖入戶技術方案的制定，必須要結合建筑物配電情況、設備與工程施工成本等因素，保證方案操作可行且經濟性良好，具體要點如下。

選擇分光結構，包括中心分光結構、本地集中分光結構以及分布式分光結構，具體如表2所示，項目實施中根據實際情況合理選擇。

表2 分光結構

選取OPLC，電力光纖入戶技術方案中需合理選擇線纜種類、容量（芯數）、路由以及施工工藝，根據上圖2，電力光纖入戶線纜主要分為饋線、配線以及入戶光纜3類，具體選用如表3所示。

表3 電力光纖入戶線纜選用情況

配置主要設備，包括OLT、ONU以及光分路器（OBD），PON口規劃數預留5%冗余，ONU用戶側接口，電力系統相關業務類配置RS-485和FE接口，三網融合類配置FE接口（選配POTs、CATv接口），電力系統相關業務類采用一級集中分光，三網融合類可根據實際情況選擇一級或是二級分光。

選擇節點位置，網絡關鍵節點主要涉及以下幾個方面。一是局端，此為OLT設備部署位置，覆蓋范圍以3～5 km為宜。二是光纜分配點，設置在樓宇配電間，安裝光纜交接箱。三是用戶接入點，設置在樓宇單元配電電纜連接節點處，一個用戶接入點所在用戶數量應在64戶內，樓層＜10層。四是終端，用電信息采集類和三網融合類ONU終端，分別設于樓宇單元用戶接入點和用戶家庭內部。

3.2 案例分析

下文以某新建智能小區為例展開分析，采用電力光纖入戶技術方案，采取EPON通信在用戶室內配置ONU終端，具體結構如圖6所示。

此小區線纜配置情況如表4所示，通過各段光纖的連接，最終實現電力光纖入戶。

表4 線纜配置情況

5 結 論

基于我國智能電網的發展，對信息傳輸末端接入提出了更高的要求，電力光纖入戶技術逐漸得到了推廣，通過將光纖網依附于電力網本體上，使得電力線成為光纖運行的載體，有效降低網絡融合成本，提高運營效率。通過電力光纖入戶技術的運用，在一定程度上實現了技術、物資以及時空資源的整合，工程實踐中需根據項目配電情況和成本要求等進行合理規劃配置，提供更好的接入環境與技術支撐，真正實現智能用電。