一、配電網業務通訊需求分析
1.配電網通訊系統特點
10kV及以下配用電網通訊系統有別於輸電網，它的終端數量大，但通道相對較短，而且配網自動化控制和管理系統的不同功能對通訊的要求也有所不同。配電自動化通訊系統為分層、分散式系統，與傳統的排程自動化通訊系統也有著很大不同。其特點為：
（1）終端節點數量極大；
（2）通訊節點分散；
（3）分層多級的通訊網路；
（4）單節點資訊量小，彙集後資訊量很大；
（5）不同型別的裝置及資料的實時性要求不同。針對配電網的上述特點，在選擇配電自動化系統的通訊方式時應綜合考慮如下幾點要求：
1.1高可靠性。配電系統的通訊裝置大多處在室外或者開關站內，需承受各種惡劣的自然條件的影響和電磁干擾，同時還要考慮到維護方便，因此要求有高度的可靠性。
1.2良好的價效比。限於配電網一次裝置的狀況，通訊系統的投資不能過大，並要能充分利用已有的各種通訊資源；在追求通訊技術先進性的同時，應考慮通訊系統的費用，選擇費用和功能及技術先進性的最佳組合，追求較佳效能價格比。
1.3實時性。配網自動化系統是一個實時監控系統，必須滿足實時性要求。在配電網發生故障時，具備快速保護與恢復能力。
1.4低執行維護成本。配電自動化通訊終端眾多，設計時要充分考慮操作維護的方便性,應易於建設、易於使用、易於維護。
1.5結構靈活、擴充套件方便。通訊系統除能滿足目前的需要，還應考慮將來擴充套件的需要。規劃時應考慮足夠的容量以及系統的開放性要求。
1.6介面規範。通訊介面規範，符合開放性原則，以保證不同廠家裝置能夠方便互連。
技術分析
配電網建設中通訊是一個重要環節，直接關係配網執行的質量和效率。通訊網要求能夠執行在各種惡劣環境下，不受天氣、停檢修等影響；具有靈活的業務介面和安裝方式；可擴充套件性性強；同時具有較好維護性。由於光纖的價格不斷下降，在各種通訊方式中採用光纖無疑是首選，因其傳輸速率高、穩定性高、抗干擾能力強、延遲小、組網方式靈活。當前，國內配網光纖通訊技術主要採用工業乙太網交換機和EPON兩種。相對於工業乙太網交換機，EPON具有標準完善、產業鏈廣泛、組網方式靈活、應用廣泛、且上下行採用單芯波分傳輸方式節省光纖資源等優勢，成為未來電力配用電網的主要通訊技術。EPON是一種採用點到多點結構的單纖雙向光接入網路。EPON網路可以靈活組成樹型、星型、匯流排型等拓撲結構。EPON系統由網路側的光線路終端（OLT）、使用者側的光網路單元（ONU）和光分配網路（ODN）組成，如圖1所示。傳輸速率可以達到上下行對稱1.25Gbit/s。OLT裝置支援乙太網/IP業務，並經ODN與ONU通訊。ONU裝置位於使用者側，為使用者提供資料、視訊和電話等業務介面。ODN為OLT與ONU之間提供光傳輸通道，其主要功能是完成光訊號功率的分配。光分配網路的組成分為光纖光纜、無源光分路器（POS）、光聯結器、光衰減器、ODF、光纜交接箱、分支接頭盒、分纖盒、使用者智慧終端盒等。配電網因點多面廣，配電房/櫃、箱式變電站、柱上開關、集抄資料採集器等終端裝置數目龐大且集中和分散的程度不一。EPON作為一種新型的光纖接入網技術，可以充分發揮EPON技術的點對多點的優勢、靈活的組網方式、業務的高QOS保障、良好的升級擴容性，可以實現分散式的乙太網功能，同時具有比SDH、工業乙太網更低的成本優勢，是配電終端接入最經濟、最穩定的通訊方式。EPON技術的應用主要瓶頸在於光纜的敷設，因此，研究一種經濟、可行的光纜敷設技術具有重要意義。對於架空線路，OPPC具有與電纜線路同鋪設、共運維、安全可靠、經濟簡單等優勢，是配用電網通訊方式的有效手段。
3.傳輸介質分析。電力特種光纜早在我國電力系統得到廣泛應用，尤其是OPGW和ADSS光纜，已成為全國電力光纖通訊網的主要選擇方式。由於電力光纜的承載主體離不開各種電壓等級的電力線路，而35kV及經下線路一般不設避雷線，所以長期以來只能選擇ADSS普通架空光纜等，而且總是架設於相線的下方，也無法選擇高可靠的OPGW光纜。不同於架設在地線支架上的OPGW，ADSS由於跨越道路、風擺鞭擊或施工等影響，常發生光纜中斷事故，對電網生產、經營管理資訊的傳遞造成極大的影響。同時，ADSS光纜難以在新線路施工的時候一次完成，由於在配電網中，線路分支複雜、線路繁多，採用ADSS光纜在施工方便性及經濟上都有很大的缺點。OPPC是一種新型的電力特種光纜，是在傳統導線的結構中嵌入光纖單元的光纜，OPPC兼具導線與通訊光纜的雙重作用。在10kV及以上的電力交流輸電系統中，其輸電導線均由三相導線組成。OPPC將替代其中一根相導線(或一根分裂子導線)與其他二相導線組成三相導線輸電系統。由於OPPC是三相導線中的一相導線，其物理效能、電氣效能要求與另二相導線具有一致性或相似性。OPPC與電力線路相線融為一體，充分利用了電力系統的線路資源。避免了在杆塔計算、路由協調、電磁相容等方面與外界的矛盾，具有與電力線路相線共有的防雷、防盜、防結束通話等高可靠性特點，是用於電力光纖通訊網的一種新型特種光纜。
二、配電網中EPON通訊解決方案
通訊網路架構
EPON系統具有組網靈活的特性，可基於電力系統配電網自動化和用電資訊採集架構，支援星型、鏈型/雙鏈型、樹型、混合型組網等，EPON採用點對多點、單纖雙向架構，具備抗單點失效、抗多點失效故障能力。配電自動化組網架構如圖3所示。在配電自動化解決方案中，OLT放置於變電站，各個變電站位於SDH/MSTP傳輸環上，變電站通訊層完成通訊終端的匯聚並通過SDH/MSTP與主站系統進行通訊。OLT可以出2個PON口組成2條鏈互為備份，各個開閉所、環網櫃或柱上開關處的ONU可以通過雙PON口分別連線到這2條鏈上，每條鏈上的分光器均採用1:2非等分分光器，雙PON口可以提供高可靠性。為了進一步提高安全性、可靠性，重要站點還可以採用2個OLT各出1個PON口組成手拉手的2條鏈的組網方式，各個雙PON口ONU分別連線到這2條鏈上，這樣可以實現OLT裝置、主幹光纖、PON埠、分光器、分支光纜全網的保護，任何1臺OLT、任何一個PON口、任何一個分光器、任何一條光纜出現故障都不影響ONU的正常使用。在手拉手保護方式下，切換時間小於50ms。終端資訊層採用的ONU可以提供FE、RS232、RS485等介面與RTU、FTU、TTU、DTU等裝置互聯，並且能適應各種惡劣環境。主站系統控制層完成資訊提取、分析以及優化等各種管理功能，並完成對通信匯聚裝置、通訊終端裝置的管理。
組網原則
2.1在設計通訊裝置組網拓撲結構時，應遵循優先考慮現有地下光纜的`走向情況，同時兼顧一次線路的出線情況，在光纜和一次線路走向發生衝突的情況下，以光纜走向情況為優先考慮。
2.2各開關站在光纜線路滿足的條件下，通訊部分的組網方式應採用各開關站遠端通訊裝置同時與兩個變電所的局端通訊裝置連線的雙匯流排手拉手全保護組網方式來保障通訊的可靠。
2.3各開關站在光纜線路不能滿足2.2點所述的組網方式時，應採用雙匯流排類環型拓撲結構組網方式來保障通訊的可靠性。
2.4各開關站在光纜線路不能滿足2.2、2.3點所述的成環組網方式時，可根據配網節點佈置情況選擇採用樹型結構或匯流排型結構。
三、專案驗證及結論
本文依託實際科技專案，選取220kV北街站至高沙開關站10kV高沙Ⅰ、Ⅱ線作為試點線路，在該配電線路上架設OPPC光纖複合相導線，同時在相關的站點配置EPON裝置，以實現配網自動化的通道要求。具體實施情況如下：
裝置放置
EPON的核心裝置OLT共2臺均放置在北街站機房內，兩臺OLT各出1個PON口。
2.光纜的走向
分別沿10kV高沙Ⅰ、Ⅱ線敷設OPPC（相線複合）光纜，和電纜同徑，並形成手拉手環狀。
裝置放置
在高沙開關站和各分場資訊點各配置一臺ONU裝置。ONU裝置採用就近放置的原則，有條件的位置（如：環網櫃、開閉站、變壓器）可以放在終端裝置附近，而無條件的位置（如：柱上開關）可以採用新增柱上箱的方式。
4.組網
2臺OLT經2個PON口形成1+1主幹保護型手拉手環網，而ONU通過並行方式經分光器（POS）裝置連線到主幹環網上。經專案實際驗證，以EPON技術為基礎，結合OPPC技術，搭建配網自動化通訊通道解決方案，具有施工簡單、經濟易行、通訊網路可靠、操作性良好、通訊質量高等優點；表明EPON技術完全能夠滿足各項配網通訊需求，適合在10kV配網通訊中的應用，並逐步推廣，對解決配網自動化、計量自動化通訊通道瓶頸具有重要意義。
四、結語
隨著智慧電網的發展，10kV及以下配網迫切需要安全、可靠、易於建設的通訊網路。因此，EPON技術在架空線路配網光纖通訊網路的建設對於實現架空線路的配網自動化、計量自動化等智慧配用電網業務的發展具有重要的意義，對於提高供電可靠性、減少供電損耗和停電時間，具有重要的社會意義。