基于EPON的配网通信技术研究

于 悦 李中铭

国网西安供电公司，陕西 西安 710000

基于EPON的配网通信技术研究

于 悦 李中铭

国网西安供电公司，陕西 西安 710000

配电网通信系统作为配电网建设的重要组成部分，直接对电网运行的可靠性、稳定性产生影响，是我国未来智能电网建设不可或缺关键技术之一，研究、应用前沿性、可行性的配网通信技术对于配电网的可持续发展而言具有重要的意义。其中，EPON配电网通信技术以其传输速率高、运行稳定、抗干扰能力强、组建方式灵活等诸多优点正好满足了目前配电网发展需要。因此，有必要对EPON配网通信技术进行研究。

EPON；配电网；通信

近年来，随着城市经济的快速发展，用电规模持续扩大、电能质量要求不断提高，这就需要建设自动化程度较高的智能电网，以实现对配电网的集中监控、远方控制，但要实现这一目标离不开信息通信技术的支撑。由于配电网终端设备具有分布广、节点多、传播数据大、施工难度高等特点，这就需要一个在技术、性能、造价、施工、维护等各方面都能满足要求的通信组网方式。而EPON配电网通信技术正好满足了以上要求，该技术具有组网灵活、运行可靠、维护方便等诸多优点，是我国目前智能电网建设不可或缺的通信技术之一。可以说，EPON技术在配电网通信系统中的应用，不仅为配电网建设奠定了坚实基础，还提供了重要技术保障。因此，基于EPON配电网通信技术的重要性，有必要对其进行研究。文章在简要概述配电网EPON通信技术原理及网络结构的基础上，提出了具体的通信组网方案，具有一定的实践借鉴价值。

1 配电网EPON通信技术概述

EPON能够成为目前配电网通信技术的优先选择，与其自身的工作原理及技术特点是密不可分的，对其技术原理及网络结构的了解是将EPON技术应用于实践的基本前提。

1．1 EPON技术原理

EPON技术不仅能实现媒介共享，还具有点到点网络的优点。EPON下行采用广播模式，OLT以广播的形式将数据包发送出去，ONU选择性地接收数据，这完全匹配了传统以太网的传输特性，从而实现网络数据的共享，易于开展视频共享和数据交互等业务。EPON上行采用P2P模式，无源光合路器/分路器的定向性特点导致ONU的数据帧不能到达其他ONU，而只能到达OLT。这种点对点的网络通信方式，采用时分多址（TDMA）技术对各通道进行了隔离，进而保证了配电网信息数据的安全。

1．2 EPON网络结构

配电网EPON通信网络主要由光线路终端、光网络单元（ONU）和光分配电网络（ODN）这三部分组成，具体网络结构如图1所示。可以看出，OLT处于EPON系统的局端位置，一般位于变电站侧，可以是开放式系统互联（OSI）参考模型中的第二层交换机或第三层路由器，为光接入网提供区域骨干网与本地接入网之间的接口，并经由ODN与用户侧的ONU通信。EPON通信网络中，OLT为多业务接入平台，其与ONU为主从通信关系。而ODN为OLT与ONU之间的光传输通道，包括光纤光缆、无源分光器、光连接器等OLT与ONU中间连接的所有部分，其主要任务是分配光信号功率。基于配电网科学规划和设计考虑，光分配电网络设计过程中，应重点考虑光链路保护、分光级数、扩容和资源预留等参数。

图1 EPON网络结构

从EPON通信技术的技术原理和网络结构可以看出，其应用于配电网通信系统的优势是非常明显的，符合我国智能电网建设实际需求，这也充分说明了研究配电网EPON通信技术具有重要的实际意义。

2 配电网EPON通信网络具体方案

配电网EPON通信技术研究的关键还是将其应用于实践，唯此才能发挥EPON通信技术的真正价值和优势，笔者结合实际工作经验提出了以下配电网EPON通信网络组建具体方案，具有一定的借鉴价值。

2．1 组网方式选择

在配电网EPON通信网络组建过程中，应结合配电网一次网架结构来布局，整个EPON通信网络结构应与配电网线路结构相符合，进而可采用单辐射、双电源双T网、手拉手环网等组网模式。基于配电系统各业务的高可靠性要求，宜采用双无源光网络（PON）口、双介质访问控制（MAC）地址的ONU设备向相应OLT注册。另外，EPON网络宜采用光路全保护方式，如手拉手全链路保护模式。

从目前配电网EPON通信网络的应用现状来看，主要是基于非均匀分光的链形结构和基于均匀分光的星形结构。其中，非均匀分光会带来较大插损，且OLT与ONU之间的多个光纤熔接点和活接头也会带来插损，再加上分光器数量较多，在一定程度上增加的现场终端施工难度。因此，基于配电网通信系统运行、造价及未来的扩容、调整等需求考虑，均匀分光结构更具有优势，是EPON通信网络结构的优先选择。在选择均匀分光结构过程中需遵行一定的方法及原则，以采用变电站和环网柜两级均匀分光配合的模式为例：其一，对于10kV配电主干线路环网柜，采用分光器位于变电侧的一级均匀分光，基于配用电业务的智能化发展需求，可因地制宜选择1∶2或1∶4均匀分光；其二，对于大分支线路或分支分界开关，可在环网柜侧采用二级均匀分光，根据实际情况选择1∶4或1∶8均匀分光。

2．2 通信光缆敷设

虽然近些年光缆价格不断降低，但施工及赔偿费用且在逐年提高，重复布放光缆将会带来较大的建设成本。因此，基于可行性、经济性考虑，光缆敷设应充分考虑未来配用电业务对通信网络的实际需求：首先，光缆路径应以变电站为中心，并考虑配电终端地理分布、施工、维护、抢修等实际需求，宜沿靠公路，两端接入不同变电站，互为冗余。其次，一次网架结构设计时应考虑光缆的敷设，在配电网线路建设过程中应预留通信专用管孔。最后，根据地区经济增长、未来业务发展、分光点的布置来综合、超前选择光缆芯数。

2．3 通道损耗设计

光通道损耗为ODN的重要性能指标，因此，为了保证满足OLT与ONU之间光功率预算要求，配电网EPON通信系统设计过程中都需详细考虑光通道损耗。光通道损耗为分光器插入损耗、光缆本身损耗、光缆熔接点损耗等各项损耗的总和，必须控制ODN中最大的衰减值，建议控制在26dB以内。一般情况下，EPON网络光通道损耗计算可按1：4和1：8两级均匀分光考虑，10kV主干线采用48芯光缆按10km考虑，支线采用24芯光缆按0.5km考虑。

3 结语

虽然EPON的配网通信技术优势明显，但其应用过程具有一定的复杂性，文章只是结合实际工作经验提出了普遍性EPON配网通信系统实施方案，在实践过程中，还需考虑配电网的实际情况及未来发展，以此充分发挥EPON通信技术的各项优势。

[1]唐海国,冷华,朱吉然,等．智能配电网EPON 通信技术的应用分析[J]．供用电,2015,(8)．

3-8-3 安康 B3F B3F(B1) 2.14 5 2.39 3-4-3 安康 B3F B3F(B1) 1.83 3-3-4 安康 B3F B3F(B1) 2.45 3-4-2 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.31 1-1-9 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.34 2-5-8 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.43 3-8-4 宝鸡 B3F B3F(B1) 3.2 2-3-4 安康 B3F B3F(B1) 2.44 3-7-8 安康 B3F B3F(B1) 1.98 3-4-10 安康 B3F B3F(B1) 2.04 2-7-4 安康 B3F B3F(B1) 2.12 2-5-3 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.84 3-4-4 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.54 2-4-2 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.82 3-8-10 宝鸡 B3F B3F(B1) 2.2 6 2.37 3-6-5 安康 B3F B3F(B1) 1.86 2-6-7 安康 B3F B3F(B1) 1.92东-4-4 安康 B3F B3F(B1) 2.12 3-3-3 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.64东1-3 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.68 2-6-8 宝鸡 B2F B3F(B1) 2.81 1-2-4 宝鸡 B3F B3F(B1) 2.94 7 2.42

从表中可以看出，将原烟分为7个批次来进烟，每批次内各个原烟等级的配比接近模块打叶的配方比例，且每批次的参考平均烟碱值与估算出成品的烟碱值非常接近，这样就大大减少了由于原烟烟碱含量的波动对模块打叶均匀性的造成的影响，从而模块打叶的均匀性。从下表可以看出，通过不断地调整和改进，烟碱变异系数为4.7%。

加工厂家 原烟等级及产地 成品等级 烟碱变异系数广东中烟 安康B3F,宝鸡B2F/B3F B3F(B1) 4.7

结论

提高模块打叶均匀性作为一个新兴的打叶复烤工艺课题，研究并提高模块打叶均匀性使其成为企业加工工艺的一个亮点，模块打叶均匀性提高后，成品片烟品质得到进一步的提升，客户的满意度和公司的产品质量信誉度得到有效提升，其产生的积极影响虽然难以直接用经济效益来衡量，但是却体现着一个打叶复烤企业面对工艺改革的适应能力和工艺技术的研发能力，在提升企业形象，增强企业竞争力方面有着积极的意义。

参考文献：

［1］陶成金．对烤烟实施配方打叶的实践与思考［J］．烟草在线，2006，(8)．

［2］陶成金．对烤烟实施配方打叶的探索［J］．社会主义 论坛，2007（2）：14-17．

［3］杨再斌 张其龙，打叶复烤配方加工新模式的探索//中国烟草学会工业专业委员会工艺学组2008年学术研讨会论文集。

姚小龙（1972-），男，汉，陕西咸阳，咸阳烟叶复烤有限责任公司，本科，助理工程师。研究方向：打叶复烤模块加工均质化研究。