配网光通信网络建设分析

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1EPON技术的基本概括

1.1EPON技术的基本概念。EPON技术的英文全称是EthernetPassiveOpticalNetwork,是一种无线光网络(passiveopiticalnetwork)技术,无线光网络又称无源光网络(PON),这种技术名称由来已早,能够节省光纤资源,对网络协议透明,在光接入网中扮演着重要的角色。以太网(Ethernet)作为一种网络协议经过三十几年的发展,技术逐渐成熟,以太无源光网络是以太网和无源光网络的结合,同时具备了两者共同的优点。EPON技术所采用的方式主要是由点到多点结构,能够为人们提供多种业务,主要是在以太网上利用无源光纤传输的方式进行的。通过光纤与变电站主干层网络进行接入,EPON技术的出现解决了SDH技术在配电网络点多、面广并在运行上对环境要求较为复杂的问题,并且EPON技术造价相对SDH要便宜,节省成本,维护成本较低。1.2EPON技术的工作原理。EPON系统由局端设备OLT(OpticalLineTerminal,光线路终端)、用户端设备ONU(OpticalNetworkUnit,光网络单元)以及光分配网ODN(OpticalDistributionNetwork,光分配网)组成。ODN由光纤和无源光分路器组成,在OLT和ONU之间提供光通道,负责分发下行数据并集中上行数据,完成光信号功率分配和波长复用等功能。由于EPON技术依靠的技术手段主要是多点控制协议手段,通过密集波分复用技术的引入达到单根光纤可以双向传导的作用,下行数据以点到多点的广播方式从OLT发送到所有ONU,上行数据则从各个ONU采用时分复用方式统一汇聚至中心局端OLT。基本网络结构图示意图如图1所示。1.3EPON技术的特点。(1)EPON系统由局端设备OLT、用户端设备ONU以及光分配网ODN组成。放在中心机房的OLT与放在用户端的ONU之间仅有光纤、光分路器等光无源器件,没有其他额外元件,也没有电源,也不需要用到机房,大大节省了建设和运营维护成本。(2)以太网和无线光网络技术的完美结合消除了原来复杂传输协议转换带来的成本因素。(3)EPON可以提供1.25Gbit/s的上下行带宽,传输距离可达10～20km,支持最大光分路比1∶64,因此,可大大降低OLT和主干光纤的成本压力。

2EPON配网光通信组网模式

2.1EPON独立组网模式。EPON光通信技术不断的发展越来越成熟,能够在配网光通讯网络中单独使用,并且从配网终端到控制中心的整个过程都能够覆盖到。这种独立组网模式,对环境的抵抗性比较好,不容易受到环境的影响,可靠性较强,在极其恶劣的环境下才有可能发生故障。以单一的EPON光通信技术连接配网终端到控制中心的模式能够抗电磁波干扰和抗多点失效,在维护上也比较简单,但是有一个非常大的缺点,浪费光纤资源严重,这主要是因为这种独立组网模式在连接配网终端和配网调度中心的时候,必须要单独占据一个光纤资源,从而延长了光纤铺设的距离,消耗了大量的光纤资源。2.2EPON/SDH分层组网模式。分层组网模式就是将配电终端一直到配网调度中心中间的组成部分分为两层,将EPON技术有效地运用到配网终端层,而在变电所层以及配网主站层这两个层面当中运用SDH光通信技术。与独立组网模式相比较而言,这种模式将配网终端与变电站相连,利用变电站至供电局调度中心已建的光传输网络通道,减少了光纤资源的建设成本,有效地避免了资源浪费。另一方面,SDH光通讯环网技术使变电站至调控之间的通信变得更为可靠,这主要是因为SDH环网技术具有自愈功能,通信稳定性比较好,但是在运行的过程中需要进行资源的转换,设备及网络的维护较复杂、成本较高。2.3混合组网模式。混合模式就是根据不同组网模式的优缺点进行重新构建和组合,就像同学之间相互学习一样,互相取长补短,最终使班上的成绩整体得到提升,混合组网模式的目的就是为了提升整体的效率。混合组网模式要根据电网覆盖地区的地理环境来进行决定;或者根据时间,在不同的时期采用不同的模式。总的来说,混合组网模式分为两种:即时间混合组网模式和地域混合组网模式。这种组网模式组合比较灵活,可以因地制宜进行构建,在不同的条件下,发挥不同模式的优点。但是在同一区域运用多种组网模式,会产生复杂的拓扑结构,增加运行管理人员的运维难度。结合目前电力系统光传输网络建设的现状及配网自动化对通信通道的建设要求,EPON/SDH分层组网模式能够更好地满足当前各项业务的需要。

3基于EPON技术的配网光通信网络建设

3.1先进的通信系统是实现配电自动化的基础。配电网自动化的组成包括配电网的主站系统、配电网的监测系统、通信运输系统和配电网终端系统,通信系统连接着整个4个系统,先进的具有时代性的通信技术能够对配电网运行和管理进行全方位的监测、管理和调控,能够保证电网自动化正常运行,对更好地构建和实现配电网自动化具有重要意义。3.2EPON技术是对配网光通信网络进行建设的重要基础。在配网光通信网络构建中融入EPON技术能够有效的适应外部复杂环境,提高配网自动化的运行安全性及可靠性。因此,建议在建设配电网络时,同期建设基于EPON技术的配网光通信网络,将新建设的配电网络与EPON光通信网同时进行,有效节约建设成本,提高各部门的效率。3.3EPON的组网要求。EPON在组网时宜采用双链路组网,即能有两条光缆连接至变电站时,每个ONU通过双PON口分别连接到变电站OLT的不同PON口(如图2所示);或者在光缆是单链路结构、星形结构或者环形结构的情况下,OLT配置2个PON口或配置2台OLT各出1个PON口组成,各个开关房、配电房、环网柜处的ONU通过双PON口分别连接到两条连路上,组成双链路冗余保护(如图3所示)。根据标准《电力用户用电信息采集系统功能规范》(Q/GDW373-2009)要求,EPON组网中链路的切换时间要求小于50ms。

4EPON技术的应用和发展前景

EPON技术的开发创新了光纤网络终端的运行方式,这一运行方式的创新使得信息的覆盖范围变得更广,信息系统的及时性、安全性、可靠性在运行上得到了更好的保障。EPON技术操作方便,既能够保证容量又能够扩充资源。EPON的结构简单,组成元件并不复杂,运行起来对环境要求比较低,可以在室外进行大量的铺设,在管理和维护工作上更为简单,提高了管理和维护的效率。传统技术在不同网络间的连接效率低下,速度也非常慢,还要进行额外的格式转换,运行成本比较高,传输效率和质量得不到保障,但是采用EPON技术以后扭转了这样的局面,该项技术的成熟运用,必将在未来配电网络发展中占有相当重要的地位。

5结语

经济的飞速发展和人民生活水平的提高,用户对接入电网的体验要求越来越高,配网自动化的建设对电网公司提出了更高的要求。该文通过对EPON技术原理以及EPON技术不同组网模式的优缺点进行分析,阐明了在未来配电网络的发展中EPON技术将占有相当重要的地位。

参考文献

[1]张在峰.EPON下的电力配电网络通信技术的分析[J].中国新通信,2015(13):55-55.

[2]黎林君.基于EPON技术的电力配网通信建设分析[J].建筑工程技术与设计,2013(3).

[3]林志鹏.基于EPON技术的配网光通信网络建设[J].科技创新与应用,2017(1):209.

作者:邹海亮 单位:珠海华成电力设计院股份有限公司