智能配电网EPON解决方案

摘 要：配电网自动化为一项系统工程，其主要功能是数据采集/监视/控制、故障定位、隔离和自动恢复送电、无功补偿和电压调节、设备管理、远方抄表和电能计量、需方侧用电管理、负荷控制等。近年的配网自动化通信终端接口正朝Ethernet（RJ45）过渡。而基于Ethernet技术的无源光网络（EPON）技术简单、设备造价低，传输容量大、可靠性高、传输距离长、抗电磁干扰等优点，成为配网自动化通信接入的最佳选择。

关键词：以太网；无源光网络（EPON）；解决措施

1 配电网简介

1.1 配电网定义。直接向最终用户供电的线路称为配电线路，由配电线路组成的网络叫配电网络，简称配网。其作用是在电力网中起分配电能，直接向最终用户供电，配电网就是电力网络中的接入网。

1.2 配电网构成（宏观）。由架空线或电缆配电线路、配电所或柱上降压变压器直接接入用户所构成。

1.3 配电自动化功能。把配电网实时监控、自动故障隔离及恢复供电、自动读表等功能，称为配电网运行自动化；而把离线的或实时性不强的设备管理、停电管理、用电管理等功能，称为配电网管理自动化。

2 传统配电网通信接入技术分析

3 配网自动化通信设备的要求

3.1 可靠性。配电通信终端常暴露在室外、受阳光、雨雪等自然条件的侵袭，同时还受外界的干扰。要求通信系统在任何时候均能可靠地工作。

3.2 经济性。配网通信终端数量众多、信息采集点面广量大，可充分有效利用传输通道资源，方便网络扩容，保证通信系统的投资不能太大。

3.3 通信畅通能力。在配电网停电区域和故障时，能捕捉故障信息，保证故障通告信息优先、快速地传输。

3.4 通信速率要求。进线监视、10kV开闭所、变电站监控和馈线自动化对速率的要求最高；其次是公用配变的巡检和负荷监控系统；远方抄表和计费自动化对速率要求最低。

3.5 双向通信能力。采集数据的上传和控制指令的下发通信能力。

4 EPON技术简介

4.1 定义

EPON（Ethernet Passive Optical Network）是基于以太网的无源光网络，顾名思义，EPON是利用PON（无源光网络）的拓扑结构实现以太网的接入，无源光网络-PON（Passive Optical Network）是指采用无源光分/合路器或光耦合器分配/匯聚各ONU信号的光接入网，是光接入网的主流技术之一。它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强；灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。

4.2 无源光网络的构成

OLT（Optical Line Terminal）-光线路终端

ONU（Optical Network Unit）-光网络单元

ODN（Optical Distribution Network）-光分配网

4.3 EPON系统数据传输机制

EPON系统采用WDM技术，实现单纤双向传输。

5 配网自动化EPON解决方案

5.1 配网自动化EPON手拉手组网模型（重点推荐）

重点推荐的EPON手拉手组网方式具有小于50ms的保护倒换能力：

（1）OLT/ONU间通道实时监测：当OLT PON口、ONU PON口、主干光纤、分支光纤、分光器异常时，能迅速做出判断，并进行通道倒换。（2）OLT上联口实时监测：当OLT跟直接上联设备之间的光口、光纤出现异常时候，能迅速做出判断并及时通知下挂的ONU进行通道切换。（3）EPON网络跟主站系统间的实施监测：当EPON网络跟主站系统之间某一通道出现异常时，EPON网络能及时感知，并将所有流量切换到备用通道。

5.2 手拉手组网方式选点原则

（1）OLT放置位置在变电站，两台OLT之间的线型，带状区域是最适合的建设点。所以规划时要考虑到变电站的地理位置。（2）同一期的工程尽量以同一地区进行规划，而不是同一类设备（台变、柱上开关、环网柜）。（3）尽量做到“承前启后”的布局。考虑到后期将会加入的新站点（ONU、OLT）。

5.3 EPON优点表现面

（1）成本低、维护简单，容易扩展，易于升级。EPON结构在光传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，可节约长期维护成本和管理成本；EPON系统对局端资源占用很少，模块化程度高。（2）提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gbit/s。（3）节省光纤资源，服务范围大。EPON作为一种点到多点技术，可以利用局端单个光模块及光纤资源，服务大量终端用户，特别适合配网环形或链型拓扑。（4）安全可靠性高。PON终端与终端设备是并联关系，任何一个终端或多个终端故障，不会影响整个系统稳定运行。具有抗单点和抗多点故障能力。（5）带宽分配灵活，服务有保证。EPON对带宽的分配和保证都有一套完整的体系，可以通过DBA（动态带宽算法）对每个用户进行带宽分配，并保证其QOS。（6）EPON是基于以太网的无源光网络，采用的标准是IEEE 802.3ah，相对与其他XPON技术，EPON是目前最为成熟，商用最广的一种PON技术。（7）完善的网管功能。EPON支持配置管理，性能管理，故障管理，安全管理，告警管理等功能，能管理到ONU的PON的每个端口业务。

6 结束语

国家电网公司正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、自动化、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。配电网是电力供应链的末端，是直接面向社会和广大客户的重要能源载体之一，因此它也是坚强智能电网中的重要基础和组成部分。配网自动化是实施智能化配电网的重要手段，它不但可以极大地提高配电网调度、生产和运行的管理水平，提高供电企业的经济和社会效益，同时可以让广大电力客户直接感受到智能电网所带来的高质量、人性化的服务。

作者简介：李岩（1966-），男，汉族，国网辽宁省电力有限公司营口供电公司信息通信分公司专工，高级工程师。