EPON下的配網通訊技術思考

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光通道損耗為ODN的重要效能指標,因此,為了保證滿足OLT與ONU之間光功率預算要求,配電網EPON通訊系統設計過程中都需詳細考慮光通道損耗。

EPON下的配網通訊技術思考

摘要:配電網通訊系統作為配電網建設的重要組成部分,直接對電網執行的可靠性、穩定性產生影響,是我國未來智慧電網建設不可或缺關鍵技術之一,研究、應用前沿性、可行性的配網通訊技術對於配電網的可持續發展而言具有重要的意義。其中,EPON配電網通訊技術以其傳輸速率高、執行穩定、抗干擾能力強、組建方式靈活等諸多優點正好滿足了目前配電網發展需要。因此,有必要對EPON配網通訊技術進行研究。

關鍵詞:EPON;配電網;通訊

近年來,隨著城市經濟的快速發展,用電規模持續擴大、電能質量要求不斷提高,這就需要建設自動化程度較高的智慧電網,以實現對配電網的集中監控、遠方控制,但要實現這一目標離不開資訊通訊技術的支撐。由於配電網終端裝置具有分佈廣、節點多、傳播資料大、施工難度高等特點,這就需要一個在技術、效能、造價、施工、維護等各方面都能滿足要求的通訊組網方式。而EPON配電網通訊技術正好滿足了以上要求,該技術具有組網靈活、執行可靠、維護方便等諸多優點,是我國目前智慧電網建設不可或缺的通訊技術之一。可以說,EPON技術在配電網通訊系統中的應用,不僅為配電網建設奠定了堅實基礎,還提供了重要技術保障。因此,基於EPON配電網通訊技術的重要性,有必要對其進行研究。文章在簡要概述配電網EPON通訊技術原理及網路結構的基礎上,提出了具體的通訊組網方案,具有一定的實踐借鑑價值。

1配電網EPON通訊技術概述

EPON能夠成為目前配電網通訊技術的優先選擇,與其自身的工作原理及技術特點是密不可分的,對其技術原理及網路結構的瞭解是將EPON技術應用於實踐的基本前提。

1.1EPON技術原理

EPON技術不僅能實現媒介共享,還具有點到點網路的優點。EPON下行採用廣播模式,OLT以廣播的形式將資料包傳送出去,ONU選擇性地接收資料,這完全匹配了傳統乙太網的傳輸特性,從而實現網路資料的共享,易於開展視訊共享和資料互動等業務。EPON上行採用P2P模式,無源光合路器/分路器的定向性特點導致ONU的資料幀不能到達其他ONU,而只能到達OLT。這種點對點的'網路通訊方式,採用分時多重進接(TDMA)技術對各通道進行了隔離,進而保證了配電網資訊資料的安全。

1.2EPON網路結構

配電網EPON通訊網路主要由光線路終端、光網路單元(ONU)和光分配電網路(ODN)這三部分組成,具體網路結構如圖1所示。可以看出,OLT處於EPON系統的局端位置,一般位於變電站側,可以是開放式系統互聯(OSI)參考模型中的第二層交換機或第三層路由器,為光接入網提供區域骨幹網與本地接入網之間的介面,並經由ODN與使用者側的ONU通訊。EPON通訊網路中,OLT為多業務接入平臺,其與ONU為主從通訊關係。而ODN為OLT與ONU之間的光傳輸通道,包括光纖光纜、無源分光器、光聯結器等OLT與ONU中間連線的所有部分,其主要任務是分配光訊號功率。基於配電網科學規劃和設計考慮,光分配電網路設計過程中,應重點考慮光鏈路保護、分光級數、擴容和資源預留等引數。從EPON通訊技術的技術原理和網路結構可以看出,其應用於配電網通訊系統的優勢是非常明顯的,符合我國智慧電網建設實際需求,這也充分說明了研究配電網EPON通訊技術具有重要的實際意義。

2配電網EPON通訊網路具體方案

配電網EPON通訊技術研究的關鍵還是將其應用於實踐,唯此才能發揮EPON通訊技術的真正價值和優勢,筆者結合實際工作經驗提出了以下配電網EPON通訊網路組建具體方案,具有一定的借鑑價值。

2.1組網方式選擇

在配電網EPON通訊網路組建過程中,應結合配電網一次網架結構來佈局,整個EPON通訊網路結構應與配電網線路結構相符合,進而可採用單輻射、雙電源雙T網、手拉手環網等組網模式。基於配電系統各業務的高可靠性要求,宜採用雙無源光網路(PON)口、雙介質訪問控制(MAC)地址的ONU裝置向相應OLT註冊。另外,EPON網路宜採用光路全保護方式,如手拉手全鏈路保護模式。從目前配電網EPON通訊網路的應用現狀來看,主要是基於非均勻分光的鍊形結構和基於均勻分光的星形結構。其中,非均勻分光會帶來較大插損,且OLT與ONU之間的多個光纖熔接點和活接頭也會帶來插損,再加上分光器數量較多,在一定程度上增加的現場終端施工難度。因此,基於配電網通訊系統執行、造價及未來的擴容、調整等需求考慮,均勻分光結構更具有優勢,是EPON通訊網路結構的優先選擇。在選擇均勻分光結構過程中需遵行一定的方法及原則,以採用變電站和環網櫃兩級均勻分光配合的模式為例:其一,對於10kV配電主幹線路環網櫃,採用分光器位於變電側的一級均勻分光,基於配用電業務的智慧化發展需求,可因地制宜選擇1∶2或1∶4均勻分光;其二,對於大分支線路或分支分界開關,可在環網櫃側採用二級均勻分光,根據實際情況選擇1∶4或1∶8均勻分光。

2.2通訊光纜敷設

雖然近些年光纜價格不斷降低,但施工及賠償費用且在逐年提高,重複布放光纜將會帶來較大的建設成本。因此,基於可行性、經濟性考慮,光纜敷設應充分考慮未來配用電業務對通訊網路的實際需求:首先,光纜路徑應以變電站為中心,並考慮配電終端地理分佈、施工、維護、搶修等實際需求,宜沿靠公路,兩端接入不同變電站,互為冗餘。其次,一次網架結構設計時應考慮光纜的敷設,在配電網線路建設過程中應預留通訊專用管孔。最後,根據地區經濟增長、未來業務發展、分光點的佈置來綜合、超前選擇光纜芯數。

2.3通道損耗設計

光通道損耗為ODN的重要效能指標,因此,為了保證滿足OLT與ONU之間光功率預算要求,配電網EPON通訊系統設計過程中都需詳細考慮光通道損耗。光通道損耗為分光器插入損耗、光纜本身損耗、光纜熔接點損耗等各項損耗的總和,必須控制ODN中最大的衰減值,建議控制在26dB以內。一般情況下,EPON網路光通道損耗計算可按1:4和1:8兩級均勻分光考慮,10kV主幹線採用48芯光纜按10km考慮,支線採用24芯光纜按0.5km考慮。

3結語

雖然EPON的配網通訊技術優勢明顯,但其應用過程具有一定的複雜性,文章只是結合實際工作經驗提出了普遍性EPON配網通訊系統實施方案,在實踐過程中,還需考慮配電網的實際情況及未來發展,以此充分發揮EPON通訊技術的各項優勢。

參考文獻:

[1]唐海國,冷華,朱吉然,等.智慧配電網EPON通訊技術的應用分析[J].供用電,2015,(8).