刍议基于EPON的电力配电通信网技术

张振杰

摘要：配电通信网是智能配电自动化系统的信息基础，是数据自动化采集的主要手段，为智能配电网络的实现做好奠基。文章结合配电网络的需求以及实际情况，进行分析，论证常用的组网技术的优缺点，选择合理的配电通信网建设方案，分析当前典型“手拉手”保护式配电网。

关键词：EPON;配电通信网

引言

在供电能力和供电效率以及配电准确度上都有更高的要求。只有整个智能电网的建成和使用才能满足电力用户对电力系统的要求。智能配电通信网作为配电环节的一个信息基础和组成部分，是整个智能电网里不可或缺的一部分。为实现配电自动化提高供电可靠性，扩大供电能力，实现电网高效经济运行，配电通信网在智能电网中发挥关键性的作用，也是实现智能配电网的主要基础之一。配电通信接入网是属于配电通信网的底层网络，是整个电力系统的信息来源采集手段，是智能配电网的技术支撑平台，为实现配电智能化提供了技术保障。

1 常见通信组网技术的介绍在电力配电通信网中，配电通信系统涉及到对每家每户用电情况的数据采集，区域配电情况的掌控，故障定位和故障修护等问题，因此，其业务量比较大，对应的带宽需求，传输速率都随着用户需求的增多而需要进一步拓宽，提升。基于以上的两个特点，对以下几种组网技术进行对比，选择最优的电力配电通信网的组网技术。

1.1 以太网无源光网络（ EPON）

EPON（以太无源光网络）是点对多点，无源光纤传输的一种光纤接入技术。是将以太网技术和高速光传输技术结合起来的一种高速组网技术。EPON是利用无源光网络的结构实现以太网接入，基于高速以太网平台和 TDM 时分MAC 媒体访问控制方式、提供多种综合业务的宽带接入技术。在物理层采用无源光网络技术（PON），单纤波分复用实现单纤双向传输，最大传输距离为20km，最多链路节点数不超过8个，在链路层采用以太网协议。EPON组网是PON技术和以太网技术结合体，具有成本低、带宽宽、扩展性好，组网灵活、运行维护简单，网络可靠性高，但传输距离比较短的特点。

1.2 千兆无源光网络（GPON）

GPON技术是最新一代宽带无源光综合接入标准，以高达2.5Gbps 的速率，提供足够大的带宽满足日益增长的带宽需求。与EPON和 APON相比较，GPON技术的带宽最高，全业务接入能够提供 QoS 保证、封装简单、支持 TDM业务、OAM能力强的特点，而且其上下链路上的非对称特性比其他对称性组网方式更能适应宽带数据的业务市场。但GPON系统技术的复杂度高、技术还不够成熟，在市场应用上还比较少。

1.3无线网络技术

目前，无线网络具有技术成熟，网络覆盖范围广，使用客户多的特点。在公用无线通信网络下，针对现有的资源有网络成本低的特点，但是就其可靠性和实时性而言，无线公网显然不能满足电力配电通信系统的需求。在无线专网方面，TDLTE技术为电力行业预留 230MHz的专用段。TD-LTE技术具有传输速率高、覆盖广、实时性和频谱适应性强等特点。由于无线专网采用的是蜂窝式，其组网能力得到大幅提升，传输时延和效率相比无线公网也有倒得明显改善，还具有覆盖范围广的优势，但无线专网方面，成本相对高使其应用得不到推广的主要原因。分析上述的几种组网技术的特点，在可靠性和安全性上电力线载波和无线网络不适合作为电力配电通信接入网的选择，从技术成熟度上比较GPON技术还有待稳定成熟，从配电通信网的组网成本上看 SDH 技术也不是很好的选择。综合以上分析可以得出，EPON技术不管从可靠性、安全性、误码率、传输时延、组网成本和技术成熟度上都是电力配电通信接入网的最优方案。

2“手拉手”电力配电通信接入网

2.1 EPON概述

EPON 是基于以太网的无源光纤网络，不需要复杂的协议设计，而是应用技术成熟的以太网协议，通过光纤网络中的光信号直接将信息传送到终端。EPON 采用1000BASE 的以太网技术，采用TDM技术，实现在各自的时隙内关节点发送各自的数据包，避免碰撞的发生，不需要使用码分复用（CDM）技术，节约带宽，提高资源利用率。在网络拓扑上可以采用星型、链型、树型、混合型等结构，网络拓扑灵活，最大能够提供10Gbit/s 对称的以太网速率，支持 20km 的最大传输距离。EPON系统在应用上能够兼容现有的以太网，以太网结构为其底层网络。日常应用中采用1：N 的点对多点构架，最大能支持1：64的分路，即最多可以有64个光终端节点接入。

2.2 EPON配电通信接入网中的“手拉手”保护组网方式对整个配电通信网分为骨干层和接入层，配电主站与配电子站之间的通信信道为骨干通信网络，目前骨干网的组网方式主要采用SDH技术。在变电站至各终端站点的通信接入成为接入网。在接入网应用上，目前有工业以太网、EPON、SDH、电力线载波通信等技术。本文主要分析EPON技术在配电通信接入网中应用。为了保证配电通信网与电网故障的关联性减少到最低，提高配电通信网在大多数故障的情况下系统存活率，我们经综合比选后，采用“手拉手”保护的方式建设EPON网络系统。 EPON配电通信接入网的“手拉手”的名称是由于电力配电通信网的光纤结构和手手相握相像，在原有网络结构不变的情况下实现全光纤链路的保护，是当前电力智能配电通信系统中應用广泛的网络结构。在电力配电通信接入网中，基于EPON技术采用的保护组网方式还有全链路保护双电源双T网、单电源冗余保护树型网、环形保护网。各种组网方式在可用度、性价比方面各有优缺点。在配电网建设中可根据实际情况进行选择。

3 结语

目前，国内配电通信网接入层的EPON技术组网工程已有投入使用。采用EPON技术组建的“手拉手”保护网具有带宽高、可靠性高、易于部署、易于维护的特点。不仅满足电力配电通信网可靠性、安全性能和带宽需求的要求，还具有技术成熟度高、部署维护容易，容错性好的优势。“手拉手”保护组网方式，在整个链路上实现主备两条通路，对OLT环路、ONU设备以及PON口的进行保护，对智能配电通信网中的通道进行保护，节约资源，提高可靠性、迅速倒换缩短时间。EPON技术是在当前成熟的以太网技术上实现PON技术，其安全、可靠、高带宽、技术成熟等优势为整个电网供电提供了坚实的通信保障。

参考文献：

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