芻議基于EPON的電力配電通信網技術

張振杰

摘要：配電通信網是智能配電自動化系統的信息基礎，是數據自動化采集的主要手段，為智能配電網絡的實現做好奠基。文章結合配電網絡的需求以及實際情況，進行分析，論證常用的組網技術的優缺點，選擇合理的配電通信網建設方案，分析當前典型“手拉手”保護式配電網。

關鍵詞：EPON;配電通信網

引言

在供電能力和供電效率以及配電準確度上都有更高的要求。只有整個智能電網的建成和使用才能滿足電力用戶對電力系統的要求。智能配電通信網作為配電環節的一個信息基礎和組成部分，是整個智能電網里不可或缺的一部分。為實現配電自動化提高供電可靠性，擴大供電能力，實現電網高效經濟運行，配電通信網在智能電網中發揮關鍵性的作用，也是實現智能配電網的主要基礎之一。配電通信接入網是屬于配電通信網的底層網絡，是整個電力系統的信息來源采集手段，是智能配電網的技術支撐平臺，為實現配電智能化提供了技術保障。

1 常見通信組網技術的介紹在電力配電通信網中，配電通信系統涉及到對每家每戶用電情況的數據采集，區域配電情況的掌控，故障定位和故障修護等問題，因此，其業務量比較大，對應的帶寬需求，傳輸速率都隨著用戶需求的增多而需要進一步拓寬，提升。基于以上的兩個特點，對以下幾種組網技術進行對比，選擇最優的電力配電通信網的組網技術。

1.1 以太網無源光網絡（ EPON）

EPON（以太無源光網絡）是點對多點，無源光纖傳輸的一種光纖接入技術。是將以太網技術和高速光傳輸技術結合起來的一種高速組網技術。EPON是利用無源光網絡的結構實現以太網接入，基于高速以太網平臺和 TDM 時分MAC 媒體訪問控制方式、提供多種綜合業務的寬帶接入技術。在物理層采用無源光網絡技術（PON），單纖波分復用實現單纖雙向傳輸，最大傳輸距離為20km，最多鏈路節點數不超過8個，在鏈路層采用以太網協議。EPON組網是PON技術和以太網技術結合體，具有成本低、帶寬寬、擴展性好，組網靈活、運行維護簡單，網絡可靠性高，但傳輸距離比較短的特點。

1.2 千兆無源光網絡（GPON）

GPON技術是最新一代寬帶無源光綜合接入標準，以高達2.5Gbps 的速率，提供足夠大的帶寬滿足日益增長的帶寬需求。與EPON和 APON相比較，GPON技術的帶寬最高，全業務接入能夠提供 QoS 保證、封裝簡單、支持 TDM業務、OAM能力強的特點，而且其上下鏈路上的非對稱特性比其他對稱性組網方式更能適應寬帶數據的業務市場。但GPON系統技術的復雜度高、技術還不夠成熟，在市場應用上還比較少。

1.3無線網絡技術

目前，無線網絡具有技術成熟，網絡覆蓋范圍廣，使用客戶多的特點。在公用無線通信網絡下，針對現有的資源有網絡成本低的特點，但是就其可靠性和實時性而言，無線公網顯然不能滿足電力配電通信系統的需求。在無線專網方面，TDLTE技術為電力行業預留 230MHz的專用段。TD-LTE技術具有傳輸速率高、覆蓋廣、實時性和頻譜適應性強等特點。由于無線專網采用的是蜂窩式，其組網能力得到大幅提升，傳輸時延和效率相比無線公網也有倒得明顯改善，還具有覆蓋范圍廣的優勢，但無線專網方面，成本相對高使其應用得不到推廣的主要原因。分析上述的幾種組網技術的特點，在可靠性和安全性上電力線載波和無線網絡不適合作為電力配電通信接入網的選擇，從技術成熟度上比較GPON技術還有待穩定成熟，從配電通信網的組網成本上看 SDH 技術也不是很好的選擇。綜合以上分析可以得出，EPON技術不管從可靠性、安全性、誤碼率、傳輸時延、組網成本和技術成熟度上都是電力配電通信接入網的最優方案。

2“手拉手”電力配電通信接入網

2.1 EPON概述

EPON 是基于以太網的無源光纖網絡，不需要復雜的協議設計，而是應用技術成熟的以太網協議，通過光纖網絡中的光信號直接將信息傳送到終端。EPON 采用1000BASE 的以太網技術，采用TDM技術，實現在各自的時隙內關節點發送各自的數據包，避免碰撞的發生，不需要使用碼分復用（CDM）技術，節約帶寬，提高資源利用率。在網絡拓撲上可以采用星型、鏈型、樹型、混合型等結構，網絡拓撲靈活，最大能夠提供10Gbit/s 對稱的以太網速率，支持 20km 的最大傳輸距離。EPON系統在應用上能夠兼容現有的以太網，以太網結構為其底層網絡。日常應用中采用1：N 的點對多點構架，最大能支持1：64的分路，即最多可以有64個光終端節點接入。

2.2 EPON配電通信接入網中的“手拉手”保護組網方式對整個配電通信網分為骨干層和接入層，配電主站與配電子站之間的通信信道為骨干通信網絡，目前骨干網的組網方式主要采用SDH技術。在變電站至各終端站點的通信接入成為接入網。在接入網應用上，目前有工業以太網、EPON、SDH、電力線載波通信等技術。本文主要分析EPON技術在配電通信接入網中應用。為了保證配電通信網與電網故障的關聯性減少到最低，提高配電通信網在大多數故障的情況下系統存活率，我們經綜合比選后，采用“手拉手”保護的方式建設EPON網絡系統。 EPON配電通信接入網的“手拉手”的名稱是由于電力配電通信網的光纖結構和手手相握相像，在原有網絡結構不變的情況下實現全光纖鏈路的保護，是當前電力智能配電通信系統中應用廣泛的網絡結構。在電力配電通信接入網中，基于EPON技術采用的保護組網方式還有全鏈路保護雙電源雙T網、單電源冗余保護樹型網、環形保護網。各種組網方式在可用度、性價比方面各有優缺點。在配電網建設中可根據實際情況進行選擇。

3 結語

目前，國內配電通信網接入層的EPON技術組網工程已有投入使用。采用EPON技術組建的“手拉手”保護網具有帶寬高、可靠性高、易于部署、易于維護的特點。不僅滿足電力配電通信網可靠性、安全性能和帶寬需求的要求，還具有技術成熟度高、部署維護容易，容錯性好的優勢。“手拉手”保護組網方式，在整個鏈路上實現主備兩條通路，對OLT環路、ONU設備以及PON口的進行保護，對智能配電通信網中的通道進行保護，節約資源，提高可靠性、迅速倒換縮短時間。EPON技術是在當前成熟的以太網技術上實現PON技術，其安全、可靠、高帶寬、技術成熟等優勢為整個電網供電提供了堅實的通信保障。

參考文獻：

[1] 宗俊麗，EPON 系統“手拉手”保護實現機制分析及應用[J].電力信息與通信技術，2015（13）：66-71.

[2] 何天玲，配用電通信 EPON 手拉手保護的研究與實現[J].電力信息與通信技術，2016（14）：99-104.

[3 鮑興川.配電通信接入層 EPON 保護組網可靠性與性價比分析[J]電力系統自動化，2013，37（8）：96-101.