配网通信技术分析与施工经验总结

【摘要】本文首先针对电力配网通信系统常用的技术做一个比较和分析，论述各种配网通信技术的优缺点与适合的应用场合，然后总结了实际的运用情况了施中出现的一些问题和经验。

【关键词】工业以太网交换机EPON配网通信系统施工经验

一、配网通信的作用

配网通信系统将建立配电监控终端至主站数据采集网络之间的数据通道，在保证配电网数据安全可靠的传输同时，与主站管理系统等其他专业密切配合，实现配电网的自动化管理，提高配电网供电可靠性和供电质量，缩短事故处理时间，减少停电范围，提高配电系统运行的经济性，降低运行维护费用，最大限度提高企业的经济效益，提高整个配电系统的管理水平和工作效率。

如下图所示：

二、配网通信常用技术

2.1工业以太网交换机

（1）技术简介。工业以太网交换机是区别于普通商用以太网交换机的工业级通信产品，主要应用于工业控制场所和苛刻的使用环境中，性能稳定、环境适应性强。工业以太网交换机与普通商用以太网交换机相比，具有抗电磁干扰，防浪涌冲击，抗恶劣环境运行，无风扇冷却，低功耗等优点。（2）技术优点。①工业以太网交换机采用了工业级元器件，无风扇冷却设计，满足宽温度范围（-40℃～+85℃）、强电磁辐射的环境下使用，功耗较小（5-10W）。②工业以太网交换机组成的环网具有自愈功能，自愈时间小于50ms。③网络容量大，每个环网的站点个数理论上无限制，但考虑业务正常传送时的延时和保护倒换时间，建议不超过50个。④网络扩展性强，新增节点时只要打开环网即可实现新增节点的加入。⑤传输距离远，可以配置长距光口达到40km～80km。（3）技术缺点。①工业以太网交换机各个厂家都有一部分私有协议，导致系统兼容性较差；不同厂家之间的设备互联，网络只能支持到快速生成树协议，网络自愈能力将从50ms增加到1分钟；②环网上如果有两个节点失效，则这两个节点间的所有节点通信都失效。

2.2EPON技术

（1）技术简介。EPON（Ethernet Passive Optical Network）是PON技术中的一种，也即百兆无源光网络。EPON基于以太网无源（分光器无源）光网络，是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤数据双向传输光纤通信技术。EPON在物理结构和数据流上均实现了点到多点，在光传输上使用无源分光器，使用单芯光纤，利用WDM技术实现在一根芯上转送上下行两个波（上行波长：1310nm，下行波长：1490nm，另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长，来传递模拟电视信号），上下行信号带宽均为1.25G，下行信号采用广播方式，上行信号采用TDM（时分多址）方式。（2）技术优点。①由于采用WDM技术实现单纤双向的传输，节省了光纤资源。②光信号的传输与分配无需电源，长期运行成本低。③带宽分配灵活，服务有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。EPON可以通过DBA（动态带宽算法）、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等来实现对每个用户进行带宽分配，并保证每个用户的QoS。④组网方式灵活，可以组成链型、星型、树形、手拉手等组网方式。⑤多接点失效，不影响其他节点的正常工作。（3）技术缺点。①由于采用无源分光器进行光功率的逐级分配，光信号逐渐=级衰减，接入站点数量有限，不应超过10个。②传输距离受限，由于采用无源光器件，接头间引入的损耗比较大，最远传输距离为20km。③网络扩展能力差，由于无源分光器的分光比固定，在网络中新增站点时下游站点的光功率均有变化，需要更换分光器，因此EPON不适用于大规模组网应用。④由于需要分光器配合，ONU节点在组建手拉手环网进行自愈保护时尾纤较多，不便安装。

2.3结论

从上面的技术比较中我们可以看出工业以太网交换机由于网络节点容量大，扩容方便，传输距离远，比较适合在城区具有光缆的区域大面积组网，网络可以覆盖骨干层、汇聚层、接入层，但是单个子网节点数量不宜超过50个，同时工业以太网交换机的保护功能主要是基于RSTP协议的自愈环保护，因此组网前一定要考虑光纤资源是否利于组成环网，否则只能重新敷设光缆，此时光缆路由的建设成本比较大。而且工业以太网交换机目前缺乏统一的技术标准，各厂家都有自己的私有协议，造成兼容性较差，基本上一个地区只能采用一个厂家的设备组网。

EPON技术由于组网方式灵活，适合在光缆不能成环的区域使用，比如分支线路、居民小区等，作为配网通信的末端接入设备。由于EPON技术采用了WDM技术可以有效的节省光纤资源。但是由于EPON的光信号的传输与分配是采用的无源光器件，信号逐级衰减，同时由于尾纤的接头损耗逐级累加，单链节点不宜超过10个，对网络的扩展造成了一定的制约。

三、配网通信施工经验总结

3.1配网项目的特点分析

电力配网自动化项目有着站点多、站点分散、多专业、参建单位多、协调面广、施工时间长的特点。对于这些特点必须要有针对性的提出解决办法，否则工程开展起来后将会杂乱无序。

（1）站点多、站点分散

对于一个新建的配网系统而言，往往站点数量达到几百个、甚至上千个，而且站点覆盖城区的各个角落，站点类型有配电站、户外开关站、柱上开关站、、箱式变电站等，组网情况比较复杂。针对站点多、分散的情况可以在制定施工计划时按通信子网来进行安排，分环、分区域的进行施工，这将大大减少路程上消耗的时间，提高工作效率。

（2）多专业、参建单位多、协调面广

一个新建的配网自动化系统往往涉及主站系统、自动化控制、通信系统等多专业配合施工，因此参建单位多、协调面广、难度大。针对这种情况各专业施工单位必须要指定专人负责与其他专业接口人进行日常的沟通和协调，做到有问题及时沟通、及时反馈，使各专业的工程进度保持协调一致，减少中间各专业的等待时间。

由于配网通信系统属于基础网络，各专业均与通信系统有直接关系，因此在制定施工计划时应该以通信系统的施工计划为基础，其他专业根据通信系统的施工进度计划调整本专业的施工进度计划，这样可以有效的协调各专业之间的施工进度，理想状态下可以做到各专业有条不紊、协调一致的进行施工，即通信系统打通一个子网与主站的通信通道，随后自动化专业便可以接入DTU、FTU等数据终端，一个子网上的数据终端接入达到一定数量后便可进行数据终端与主站之间的系统联调工作。

（3）施工周期长

一个新建的配网自动化系统由于接入站点多、专业多、配电网停电改造等原因造成施工周期较长，一般建设周期为半年到一年。工程期间的情况会非常复杂，施工人员也会有一定的流动，因此针对施工周期长的问题各施工单位必须指派专门的项目负责人，不能轻易更换，同时保证有至少两个人对工程情况比较了解，以备确实需要更换项目负责人时有了解情况的人员及时接手工作，避免出现由于人员更迭造成的混乱局面，保证工程的顺利开展。

3.2配网通信施工经验总结

（1）光功率问题

不论工业以太网交换机还是EPON，最基本的传输介质都是光纤。收发光功率是最基本的一个指标。在施工中施工人员要明确设备的光口动态范围指标，即明确光口的灵敏度与过载点，在进行尾纤的跳接时一定要用光功率计测量收发光，检查是否在允许范围内，如果发现收发光不正常要立即寻找原因，排除故障。不能等到光纤成环后再来故障定位，在几十个站点中定位故障点困难巨大，耗时耗力不说，还影响整体的工程进度。

另外对于户外开关站、柱上开关等户外站点，由于户外环境灰尘比较多，较容易污染尾纤，所以在尾纤插拔时一定要用酒精棉球清洗，以免造成光功率的异常。

（2）系统联调问题

配网自动化系统项目后期比较重要的一项工作就是各专业之间相互配合进行系统联调。一般工业以太网交换机的直流电是直接从DTU、FTU数据终端上引入，系统联调阶段光纤环网上的很多站点由于户外开关站、箱式变电站等一次设备PT改造还未完成，无法给通信设备供电，形成光纤环网上的断点。此时可以将此断点处的两个方向的光缆直接在ODF上用尾纤直接连通，甩开此断点，使上游来的光信号直接穿通，这样就可以使了具备联调条件的站点的信号传输到主站进行业务上线联调。待此断点PT改造完成，能够给通信设备供电后再将两个方向的光缆用尾纤改连至交换机光口就打通了该站点到主站的通信通道，可以进行业务上线联调。

（3）班前会制度

由于配网通信站点数量众多、分散，往往需要多支施工多同时施工，各施工队成员对整体的网络情况缺乏全面的了解，导致在施工过程中缺乏主观能动性，不利于工程的分组实施。针对这种情况可以采用电网公司的班前班后会制度，在每次出发施工前由项目负责人召集各施工班组用10-15分钟的时间给全体施工成员开一个班前会议，进行详细的任务说明和分工，以及危险点注意事项。每个成员对自己的工作任务有了清晰的认识后会自己思考，想办法解决问题，提高了工作效率，同时项目组成员的个人能力在不断的总结中也得到提高。