试析EPON在电力配网通信的运用

【摘要】随着电网的不断发展，为了满足其对配网自动化和营销信息的要求，需要建立相应的通信网络，实现信息的实时高速传输，通信技术是配网自动化的关键技术，它在一定程度上决定着配网的自动化程度。EPON是一种稳定成熟的光纤通信接入技术，将其运用于配电通信网的建设十分适宜。本文针对EPON在电力配网通信中的应用进行研究，对配网通信的网架结构进行了分析，给出了相应的配网组网方案，最后对EPON在电力应用中的缺陷进行了探讨，实践证明，EPON技术在配网通信中的应用具有可行性，值得推广。

【关键词】EPON；电力配网；光纤通信

引言

在配网自动化系统中，通信系统是重要环节之一，它是配网自动化的神经系统。可靠、经济的通信系统有利于配网自动化程度的提高。作为一种稳定成熟具有较高性价比的通信接入技术，EPON的主要特点包括：带宽高、可靠性高、时延低、具有统一标准、应用十分广泛等，另外，EPON的拓扑方式以及无源分路节点的性质决定了它可以随时从光分路器上接入新的用户，其组网拓扑与电网中配电线路的特点十分相似，将其作为配网自动化的通信接入方式具有较高优越性。

1、配电网通信发展的新要求

当前，配电网的规模在不断扩大，相应的对通信系统性能、可靠性以及安全性等提出了更高的要求，具体而言，包括：1）要求通信带宽更高，具有多样性的接口以及更加灵活的组网方式。传统的通信带宽速率为几十kbps，现在要求10Mbps或更高。在接口形式上，要求能够与当前的异步串口以及以太网口等相配合。在组网方式上不再是从前简单的链网或是环网，而是更为复杂的带有光分支的环网、相切环网、混合网以及树型网等等[1]。2）要求数据的传输更加可靠和实时。电网的规模越来越庞大，可靠性和实时性显得越来越重要。3）数据传输的安全性要求提高。通信系统的网络安全对于配电网来说十分重要，为了充分保证安全，需要在访问控制、数据加密、通信保护上实施更加全面的安全保护措施。4）安装维护上的要求更高。网络规模的增大，自动化程度的提高要求通信系统的安装维护水平更高，具体来讲，包括：设备的现场安装更加简便，调试手段更加灵活多样，远程网管系统更加人性化等等。

2、EPON技术简介

EPON系统的组成包括：局侧OIT（光线路终端）、用户侧ONU（光网络单元）以及它们之间的ODN（光分配网）等[2]。对其技术特点进行分析，包括：1）P2MP结构。这一结构中的各个ONU之间实现了天然的隔离，相互之间不会产生影响。2）无源分光。EPON的核心无源分光器无需维护，具有较强的环境适应能力，能够实现稳定的工作。图1给出了分光器平均分光和非均分分光的示意图。3）动态带宽分配机制。动态带宽分配可以在极短的间隔内实现对上行带宽的动态分配。根据ONU设备的业务容量以及服务质量的配置情况，可以对带宽进行实时的动态分配，实现对光纤资源的合理利用。

3、配电网通信中EPON的模型

就配网的一次线路接线来说，目前有单电源辐射状方式以及手拉手环网接线方式两种[3]，其中，前者的信息点分布具有分散和分之多的特点；后者的信息点主要分布在主干线以及分支线路上，同时，主干线的方式为手拉手方式。与其他的通信技术相比，EPON技术更能满足配电一次线路，同时也更有利于未来智能配电业务的发展。在配电网通信中，EPON的通信模型有以下几种。

3.1单电源辐射方式

这种接线方式的主要优点在于：具有清晰的接线，便于运维，节约投资。一般情况下，借助于分段开关的分段作用，单电源辐射网主干线路被分为三到四段，其供电半径在三到五千米。依据不同的信息点分布情况，采用不同的通信模式，EPON网络可以实现对不同区域的信息覆盖，它又可以分为：集中分光模型以及串联多级分光模型，前者的设备包括：OLT放置于变电站中，分光器放置于周围的电线杆上，也可以放置于配变设备箱中，ONU则位于采集设备箱中。这种模型的主要优点在于：主干光路具有较好的一致性，光路的设计较为简单。串联多级分光模式的设备包括：OLT依然放置于变电站中，可以将分光器和ONU一起放置于同一设备箱中。这种模式的主要优点在于：十分适用于信息点分散在一次线路两侧的场合。

3.2手拉手环网方式

这种接线方式可以分为主干线路和分支线路，其中，前者采用开闭所/环网柜实现互联，最终形成环线接线方式。这种模式的主要优点在于：接线十分简单，采用环网供电十分可靠，在具有较高可靠性供电要求，负荷密度较低的城市配电网中应用十分适宜，同时，它也已经成为配电线路建设的重要模式之一。

4、EPON在电网中应用的缺陷

尽管EPON在电力系统中的应用已经十分广泛，但其所采用的芯片方案依然局限于电信运营网络，在电力系统中的应用依然存在很多缺陷，主要体现在以下两点：1）数据的安全性问题。当前，EPON系统使用的加密模式是AES以及三重扰动两种数据传输，它只能部分确保数据传输的安全和可靠；电力系统对数据传输有特殊的要求，因此，需要充分考虑到电力系统数据的安全性。2）数据采集模式问题。目前应用在EPON系统中的芯片，考虑了FTTB以及FTTH的接入，但电力系统设备采集数据时采用的是RS-485接口形式，因此，还需要对设备进行必要的处理，以降低系统成本。

5、结语

在配电自动化网络中，通信网能够为其数据的传输提供通道，它是实现配网自动化的重要组成部分。本文首先对配电网通信发展的新要求进行了分析，结合EPON技术的特点，提出了基于EPON技术的配电通信网各种组网模型，包括：单电源辐射方式以及手拉手环网方式，最后针对EPON在电网中应用的缺陷进行了探讨。对于配电通信网来说，只有对各种通信手段的组网进行灵活运用，才能实现面积更加广泛的配电自动化通信覆盖，提高配网通信的实时可靠性。

参考文献

[1]林建华.电力线宽带载波通信在智能配网中的应用[J].电力系统通信，2011，32（8）： 74-77.

[2]徐律佳，杨乐祥.利用无线宽带技术构建智能配网通信接入方式[J].电力系统通信，2011，32（10）： 73-77.

[3]梁芝贤，王剑，谷明英.智能配用电网通信技术应用研究[J].电力系统通信，2011，33（3）：75-79.