配網光通信網絡建設分析

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1EPON技術的基本概括

1.1EPON技術的基本概念。EPON技術的英文全稱是EthernetPassiveOpticalNetwork,是一種無線光網絡(passiveopiticalnetwork)技術,無線光網絡又稱無源光網絡(PON),這種技術名稱由來已早,能夠節省光纖資源,對網絡協議透明,在光接入網中扮演著重要的角色。以太網(Ethernet)作為一種網絡協議經過三十幾年的發展,技術逐漸成熟,以太無源光網絡是以太網和無源光網絡的結合,同時具備了兩者共同的優點。EPON技術所采用的方式主要是由點到多點結構,能夠為人們提供多種業務,主要是在以太網上利用無源光纖傳輸的方式進行的。通過光纖與變電站主干層網絡進行接入,EPON技術的出現解決了SDH技術在配電網絡點多、面廣并在運行上對環境要求較為復雜的問題,并且EPON技術造價相對SDH要便宜,節省成本,維護成本較低。1.2EPON技術的工作原理。EPON系統由局端設備OLT(OpticalLineTerminal,光線路終端)、用戶端設備ONU(OpticalNetworkUnit,光網絡單元)以及光分配網ODN(OpticalDistributionNetwork,光分配網)組成。ODN由光纖和無源光分路器組成,在OLT和ONU之間提供光通道,負責分發下行數據并集中上行數據,完成光信號功率分配和波長復用等功能。由于EPON技術依靠的技術手段主要是多點控制協議手段,通過密集波分復用技術的引入達到單根光纖可以雙向傳導的作用,下行數據以點到多點的廣播方式從OLT發送到所有ONU,上行數據則從各個ONU采用時分復用方式統一匯聚至中心局端OLT。基本網絡結構圖示意圖如圖1所示。1.3EPON技術的特點。(1)EPON系統由局端設備OLT、用戶端設備ONU以及光分配網ODN組成。放在中心機房的OLT與放在用戶端的ONU之間僅有光纖、光分路器等光無源器件,沒有其他額外元件,也沒有電源,也不需要用到機房,大大節省了建設和運營維護成本。(2)以太網和無線光網絡技術的完美結合消除了原來復雜傳輸協議轉換帶來的成本因素。(3)EPON可以提供1.25Gbit/s的上下行帶寬,傳輸距離可達10～20km,支持最大光分路比1∶64,因此,可大大降低OLT和主干光纖的成本壓力。

2EPON配網光通信組網模式

2.1EPON獨立組網模式。EPON光通信技術不斷的發展越來越成熟,能夠在配網光通訊網絡中單獨使用,并且從配網終端到控制中心的整個過程都能夠覆蓋到。這種獨立組網模式,對環境的抵抗性比較好,不容易受到環境的影響,可靠性較強,在極其惡劣的環境下才有可能發生故障。以單一的EPON光通信技術連接配網終端到控制中心的模式能夠抗電磁波干擾和抗多點失效,在維護上也比較簡單,但是有一個非常大的缺點,浪費光纖資源嚴重,這主要是因為這種獨立組網模式在連接配網終端和配網調度中心的時候,必須要單獨占據一個光纖資源,從而延長了光纖鋪設的距離,消耗了大量的光纖資源。2.2EPON/SDH分層組網模式。分層組網模式就是將配電終端一直到配網調度中心中間的組成部分分為兩層,將EPON技術有效地運用到配網終端層,而在變電所層以及配網主站層這兩個層面當中運用SDH光通信技術。與獨立組網模式相比較而言,這種模式將配網終端與變電站相連,利用變電站至供電局調度中心已建的光傳輸網絡通道,減少了光纖資源的建設成本,有效地避免了資源浪費。另一方面,SDH光通訊環網技術使變電站至調控之間的通信變得更為可靠,這主要是因為SDH環網技術具有自愈功能,通信穩定性比較好,但是在運行的過程中需要進行資源的轉換,設備及網絡的維護較復雜、成本較高。2.3混合組網模式。混合模式就是根據不同組網模式的優缺點進行重新構建和組合,就像同學之間相互學習一樣,互相取長補短,最終使班上的成績整體得到提升,混合組網模式的目的就是為了提升整體的效率。混合組網模式要根據電網覆蓋地區的地理環境來進行決定;或者根據時間,在不同的時期采用不同的模式。總的來說,混合組網模式分為兩種:即時間混合組網模式和地域混合組網模式。這種組網模式組合比較靈活,可以因地制宜進行構建,在不同的條件下,發揮不同模式的優點。但是在同一區域運用多種組網模式,會產生復雜的拓撲結構,增加運行管理人員的運維難度。結合目前電力系統光傳輸網絡建設的現狀及配網自動化對通信通道的建設要求,EPON/SDH分層組網模式能夠更好地滿足當前各項業務的需要。

3基于EPON技術的配網光通信網絡建設

3.1先進的通信系統是實現配電自動化的基礎。配電網自動化的組成包括配電網的主站系統、配電網的監測系統、通信運輸系統和配電網終端系統,通信系統連接著整個4個系統,先進的具有時代性的通信技術能夠對配電網運行和管理進行全方位的監測、管理和調控,能夠保證電網自動化正常運行,對更好地構建和實現配電網自動化具有重要意義。3.2EPON技術是對配網光通信網絡進行建設的重要基礎。在配網光通信網絡構建中融入EPON技術能夠有效的適應外部復雜環境,提高配網自動化的運行安全性及可靠性。因此,建議在建設配電網絡時,同期建設基于EPON技術的配網光通信網絡,將新建設的配電網絡與EPON光通信網同時進行,有效節約建設成本,提高各部門的效率。3.3EPON的組網要求。EPON在組網時宜采用雙鏈路組網,即能有兩條光纜連接至變電站時,每個ONU通過雙PON口分別連接到變電站OLT的不同PON口(如圖2所示);或者在光纜是單鏈路結構、星形結構或者環形結構的情況下,OLT配置2個PON口或配置2臺OLT各出1個PON口組成,各個開關房、配電房、環網柜處的ONU通過雙PON口分別連接到兩條連路上,組成雙鏈路冗余保護(如圖3所示)。根據標準《電力用戶用電信息采集系統功能規范》(Q/GDW373-2009)要求,EPON組網中鏈路的切換時間要求小于50ms。

4EPON技術的應用和發展前景

EPON技術的開發創新了光纖網絡終端的運行方式,這一運行方式的創新使得信息的覆蓋范圍變得更廣,信息系統的及時性、安全性、可靠性在運行上得到了更好的保障。EPON技術操作方便,既能夠保證容量又能夠擴充資源。EPON的結構簡單,組成元件并不復雜,運行起來對環境要求比較低,可以在室外進行大量的鋪設,在管理和維護工作上更為簡單,提高了管理和維護的效率。傳統技術在不同網絡間的連接效率低下,速度也非常慢,還要進行額外的格式轉換,運行成本比較高,傳輸效率和質量得不到保障,但是采用EPON技術以后扭轉了這樣的局面,該項技術的成熟運用,必將在未來配電網絡發展中占有相當重要的地位。

5結語

經濟的飛速發展和人民生活水平的提高,用戶對接入電網的體驗要求越來越高,配網自動化的建設對電網公司提出了更高的要求。該文通過對EPON技術原理以及EPON技術不同組網模式的優缺點進行分析,闡明了在未來配電網絡的發展中EPON技術將占有相當重要的地位。

參考文獻

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[3]林志鵬.基于EPON技術的配網光通信網絡建設[J].科技創新與應用,2017(1):209.

作者:鄒海亮 單位:珠海華成電力設計院股份有限公司