吳湛

摘 要：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為配電網(wǎng)通信系統(tǒng)發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)，在配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中起著非常重要的作用。文章分析無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于配網(wǎng)通信的可行性，結(jié)合技術(shù)特點(diǎn)，研究無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化；無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)；分析和措施

引言

隨著工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，電力運(yùn)營(yíng)隨之?dāng)U大電網(wǎng)覆蓋范圍，電力行業(yè)的建設(shè)往往側(cè)重發(fā)電廠以及輸電設(shè)備的建設(shè)，忽視配網(wǎng)系統(tǒng)的投入。以致配網(wǎng)饋電線路負(fù)擔(dān)過(guò)重，結(jié)構(gòu)不合理，因此，合理調(diào)配配電網(wǎng)，使電力配網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性迫在眉睫。以往的配電網(wǎng)線路分支錯(cuò)綜復(fù)雜，線路分支的一條饋電線路，往往承擔(dān)大約30多臺(tái)配電變壓器，要采集信息的點(diǎn)非常多，當(dāng)前點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式已經(jīng)不適應(yīng)配網(wǎng)的自動(dòng)化建設(shè)的需求，研究無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)用具有的現(xiàn)實(shí)意義。

1 分析無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)在配網(wǎng)自動(dòng)化可行性

作為整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵，通信系統(tǒng)的功能至關(guān)重要。因此，完善電力應(yīng)急機(jī)制和電力配電自動(dòng)化需要網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)的支持，同時(shí)離不開配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、拓?fù)湫畔ⅰ⑼ㄐ偶夹g(shù)集成配電網(wǎng)數(shù)據(jù)以及地理結(jié)構(gòu)等，形成一種配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。目前，配網(wǎng)通信系統(tǒng)的主要方式為串口通信、無(wú)線通信和光纖通信。然而串口通信局限于帶寬小的缺點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的需求。無(wú)線通信減少電力架設(shè)線路，雖然減少投資成本，但是從經(jīng)濟(jì)角度看，日常的通信技術(shù)使用費(fèi)用高昂，長(zhǎng)期的積累也是企業(yè)的負(fù)擔(dān)，而且寬帶小的缺點(diǎn)不適應(yīng)在范圍廣的區(qū)域使用。

2 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)的應(yīng)用

2.1 配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)要與無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)結(jié)合

配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)配網(wǎng)業(yè)務(wù)要求能夠以最大限度利用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）接入技術(shù)能力。配網(wǎng)自動(dòng)化必須具備以下要求：（1）各種惡劣的環(huán)境，能夠保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，電力應(yīng)急機(jī)制的能力和穩(wěn)定性。（2）系統(tǒng)的拓?fù)潇`活多變，滿足復(fù)雜多變業(yè)務(wù)種類。（3）靈活組網(wǎng)能力，滿足主站向終端下發(fā)控制命令，又能夠使終端上傳數(shù)據(jù)到主站，以實(shí)現(xiàn)分散接入，又能夠雙向收發(fā)信息。（4）設(shè)備適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高。比較方便安裝、攜帶和維護(hù)。（5）利用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)的特點(diǎn)，充分利用資金、設(shè)備和人力投入，提高通信質(zhì)量，提供高質(zhì)量的業(yè)務(wù)。

2.2 工作原理

而無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（PON）主要由一個(gè)局端的光線路終端（OLT）、一組用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）組成，光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）或連接器把一個(gè)OLT（主站）連接一組ONU（變電站），連接由光纖和無(wú)源分路器共同構(gòu)成。工作原理如圖1所示。

一般而言單個(gè)分路器分路比為2，4或8，實(shí)現(xiàn)多級(jí)連接。不需要電源、設(shè)備簡(jiǎn)單，全天候的環(huán)境運(yùn)行工作，主要任務(wù)負(fù)責(zé)為ONU（變電站）網(wǎng)絡(luò)提供用戶側(cè)的接口，完成OLT（主站）到ONU（變電站）的傳輸（下行方式）ONU（變電站）到OLT（主站）的傳輸（上行方式）的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)的接入。

2.3 配網(wǎng)自動(dòng)化無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

配網(wǎng)自動(dòng)化無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)的應(yīng)用的結(jié)構(gòu)，一般常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有如下：（1）星形結(jié)構(gòu)：OLT（主站）和光分路器（ODN）之間用一芯光纖連接，OLT放置在主站中心機(jī)房，光分路器（ODN）放置在中心機(jī)房或集控站、營(yíng)業(yè)廳，由于ONU（變電站）有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，可以靈活設(shè)置接口的優(yōu)先級(jí)和帶寬，光分路器（ODN）和ONU（變電站）之間通過(guò)芯光纖連接，站點(diǎn)內(nèi)放置ONU（變電站）通過(guò)光分路器（ODN）節(jié)省光纜的數(shù)量實(shí)現(xiàn)與主站設(shè)備的互聯(lián)互通。同時(shí)，可以對(duì)立劃分不同的虛網(wǎng)，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）系統(tǒng)可以為各種業(yè)務(wù)提供靈活的網(wǎng)絡(luò)接入，對(duì)站點(diǎn)的業(yè)務(wù)接入提供良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)設(shè)備和合波設(shè)備，電話和有線電視也可以通過(guò)PON系統(tǒng)，在一芯光纜上增加，從而為用戶提供更多的信息接入服務(wù)。（2）鏈形結(jié)構(gòu)：光纖呈鏈?zhǔn)椒植?，采用多?jí)分光，不等分光功率的光分路器方案。OLT（主站）沿著光纜敷設(shè)到達(dá)第1個(gè)站點(diǎn)時(shí)，由分路器分光，一路經(jīng)一芯光纖接人站點(diǎn)ONU（變電站）設(shè)備，另一路接著到下一個(gè)ONU（變電站）站點(diǎn)，依此類推，直接連接中間不經(jīng)過(guò)其他設(shè)備，各個(gè)站點(diǎn)雖然經(jīng)過(guò)多級(jí)分光實(shí)現(xiàn)，保證了扁平化管理。鏈形結(jié)構(gòu)可以節(jié)省主干光纖資源，提高光纖資源的利用率。

3 分析配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)業(yè)務(wù)隔離和數(shù)據(jù)安全的應(yīng)用和解決措施

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在配網(wǎng)自動(dòng)化通信系統(tǒng)中能夠承載多種業(yè)務(wù)，為電力企業(yè)提供不同類型（集中抄表、配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)以及需方WEB管理等）的業(yè)務(wù)通道。而分類型的業(yè)務(wù)對(duì)于分別管理至關(guān)重要。明確業(yè)務(wù)之間的分界點(diǎn)，應(yīng)用業(yè)務(wù)隔離把不同類型的業(yè)務(wù)，提供相應(yīng)的傳輸服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)不同的要求，有效地確保數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，具有較高的安全性。然而無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)具有解決問(wèn)題能力，以下是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)針對(duì)問(wèn)題，提出解決的措施：（1）傳輸上行數(shù)據(jù)采用TDMA（時(shí)分多址復(fù)用）的方法，ONU（變電站）可以在自己的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，避免通道停滯，具有良好的通道邏輯隔離能力。（2）采用標(biāo)簽技術(shù)劃分各個(gè)不同類型業(yè)務(wù)的分類，區(qū)分OLT（主站）與ONU（變電站）的業(yè)務(wù)，由于OLT（主站）使用三層光分路器（ODN），可以將各種數(shù)據(jù)歸屬到不同類型的業(yè)務(wù)平臺(tái)，有效地實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)一步提高管理效率。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在數(shù)據(jù)通行過(guò)程中具有較高的安全性，確保配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)為配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)帶來(lái)全新的革命，通信接入方案在通信速率、成本、可靠性等方面滿足配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)需求，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展靈活，PON技術(shù)的優(yōu)勢(shì)將為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的發(fā)展方向提供空間，在市場(chǎng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]周智偉.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].科學(xué)時(shí)代，2013（19）.

[2]陳宏昆.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化中的分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2012（22）.

[3]左宇航，汪一波.配網(wǎng)自動(dòng)化中無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用[J].中國(guó)電力，2013（04）.