鄒海亮

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電網(wǎng)建設(shè)不斷深入發(fā)展進(jìn)入了智能時(shí)代，在EPON技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)建設(shè)先進(jìn)的通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化。該文通過(guò)對(duì)EPON技術(shù)概念的解析，闡述了EPON技術(shù)相關(guān)的特點(diǎn)，并對(duì)EPON配網(wǎng)光通信組網(wǎng)模式進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)基于EPON技術(shù)的配網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)行了分析，體現(xiàn)了EPON技術(shù)在配網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要地位。

關(guān)鍵詞：EPON技術(shù) 配網(wǎng)光通信 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）05（a）-0015-02

光纖接入技術(shù)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的有效結(jié)合產(chǎn)生了今天的EPON技術(shù)，EPON技術(shù)具有無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)透明性和抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，又具備以太網(wǎng)簡(jiǎn)單實(shí)用、操作方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，EPON技術(shù)被應(yīng)用到工業(yè)、商業(yè)街區(qū)以及邊遠(yuǎn)地區(qū)，應(yīng)用范圍和領(lǐng)域都十分廣泛，具有良好的發(fā)展前景。

1 EPON技術(shù)的基本概括

1.1 EPON技術(shù)的基本概念

EPON技術(shù)的英文全稱(chēng)是Ethernet Passive Optical Network，是一種無(wú)線(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)（passive opitical network）技術(shù)，無(wú)線(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)又稱(chēng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON），這種技術(shù)名稱(chēng)由來(lái)已早，能夠節(jié)省光纖資源，對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明，在光接入網(wǎng)中扮演著重要的角色。以太網(wǎng)（Ethernet）作為一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議經(jīng)過(guò)三十幾年的發(fā)展，技術(shù)逐漸成熟，以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，同時(shí)具備了兩者共同的優(yōu)點(diǎn)。EPON技術(shù)所采用的方式主要是由點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)槿藗兲峁┒喾N業(yè)務(wù)，主要是在以太網(wǎng)上利用無(wú)源光纖傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行的。通過(guò)光纖與變電站主干層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，EPON技術(shù)的出現(xiàn)解決了SDH技術(shù)在配電網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)多、面廣并在運(yùn)行上對(duì)環(huán)境要求較為復(fù)雜的問(wèn)題，并且EPON技術(shù)造價(jià)相對(duì)SDH要便宜，節(jié)省成本，維護(hù)成本較低。

1.2 EPON技術(shù)的工作原理

EPON系統(tǒng)由局端設(shè)備OLT（Optical Line Terminal，光線(xiàn)路終端）、用戶(hù)端設(shè)備ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元）以及光分配網(wǎng)ODN（Optical Distribution Network，光分配網(wǎng)）組成。ODN由光纖和無(wú)源光分路器組成，在OLT和ONU之間提供光通道，負(fù)責(zé)分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)，完成光信號(hào)功率分配和波長(zhǎng)復(fù)用等功能。由于EPON技術(shù)依靠的技術(shù)手段主要是多點(diǎn)控制協(xié)議手段，通過(guò)密集波分復(fù)用技術(shù)的引入達(dá)到單根光纖可以雙向傳導(dǎo)的作用，下行數(shù)據(jù)以點(diǎn)到多點(diǎn)的廣播方式從OLT發(fā)送到所有ONU，上行數(shù)據(jù)則從各個(gè)ONU采用時(shí)分復(fù)用方式統(tǒng)一匯聚至中心局端OLT?；揪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖示意圖如圖1所示。

1.3 EPON技術(shù)的特點(diǎn)。

（1）EPON系統(tǒng)由局端設(shè)備OLT、用戶(hù)端設(shè)備ONU以及光分配網(wǎng)ODN組成。放在中心機(jī)房的OLT與放在用戶(hù)端的ONU之間僅有光纖、光分路器等光無(wú)源器件，沒(méi)有其他額外元件，也沒(méi)有電源，也不需要用到機(jī)房，大大節(jié)省了建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本。

（2）以太網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的完美結(jié)合消除了原來(lái)復(fù)雜傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換帶來(lái)的成本因素。

（3）EPON可以提供1.25 Gbit/s的上下行帶寬，傳輸距離可達(dá)10～20 km，支持最大光分路比1∶64，因此，可大大降低OLT和主干光纖的成本壓力。

2 EPON配網(wǎng)光通信組網(wǎng)模式

2.1 EPON獨(dú)立組網(wǎng)模式

EPON光通信技術(shù)不斷的發(fā)展越來(lái)越成熟，能夠在配網(wǎng)光通訊網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)使用，并且從配網(wǎng)終端到控制中心的整個(gè)過(guò)程都能夠覆蓋到。這種獨(dú)立組網(wǎng)模式，對(duì)環(huán)境的抵抗性比較好，不容易受到環(huán)境的影響，可靠性較強(qiáng)，在極其惡劣的環(huán)境下才有可能發(fā)生故障。以單一的EPON光通信技術(shù)連接配網(wǎng)終端到控制中心的模式能夠抗電磁波干擾和抗多點(diǎn)失效，在維護(hù)上也比較簡(jiǎn)單，但是有一個(gè)非常大的缺點(diǎn)，浪費(fèi)光纖資源嚴(yán)重，這主要是因?yàn)檫@種獨(dú)立組網(wǎng)模式在連接配網(wǎng)終端和配網(wǎng)調(diào)度中心的時(shí)候，必須要單獨(dú)占據(jù)一個(gè)光纖資源，從而延長(zhǎng)了光纖鋪設(shè)的距離，消耗了大量的光纖資源。

2.2 EPON/SDH 分層組網(wǎng)模式

分層組網(wǎng)模式就是將配電終端一直到配網(wǎng)調(diào)度中心中間的組成部分分為兩層，將EPON技術(shù)有效地運(yùn)用到配網(wǎng)終端層，而在變電所層以及配網(wǎng)主站層這兩個(gè)層面當(dāng)中運(yùn)用SDH光通信技術(shù)。與獨(dú)立組網(wǎng)模式相比較而言，這種模式將配網(wǎng)終端與變電站相連，利用變電站至供電局調(diào)度中心已建的光傳輸網(wǎng)絡(luò)通道，減少了光纖資源的建設(shè)成本，有效地避免了資源浪費(fèi)。另一方面，SDH光通訊環(huán)網(wǎng)技術(shù)使變電站至調(diào)控之間的通信變得更為可靠，這主要是因?yàn)镾DH環(huán)網(wǎng)技術(shù)具有自愈功能，通信穩(wěn)定性比較好，但是在運(yùn)行的過(guò)程中需要進(jìn)行資源的轉(zhuǎn)換，設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)較復(fù)雜、成本較高。

2.3 混合組網(wǎng)模式

混合模式就是根據(jù)不同組網(wǎng)模式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行重新構(gòu)建和組合，就像同學(xué)之間相互學(xué)習(xí)一樣，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，最終使班上的成績(jī)整體得到提升，混合組網(wǎng)模式的目的就是為了提升整體的效率?；旌辖M網(wǎng)模式要根據(jù)電網(wǎng)覆蓋地區(qū)的地理環(huán)境來(lái)進(jìn)行決定；或者根據(jù)時(shí)間，在不同的時(shí)期采用不同的模式?？偟膩?lái)說(shuō)，混合組網(wǎng)模式分為兩種：即時(shí)間混合組網(wǎng)模式和地域混合組網(wǎng)模式。這種組網(wǎng)模式組合比較靈活，可以因地制宜進(jìn)行構(gòu)建，在不同的條件下，發(fā)揮不同模式的優(yōu)點(diǎn)。但是在同一區(qū)域運(yùn)用多種組網(wǎng)模式，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增加運(yùn)行管理人員的運(yùn)維難度。

結(jié)合目前電力系統(tǒng)光傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的現(xiàn)狀及配網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)通信通道的建設(shè)要求，EPON/SDH分層組網(wǎng)模式能夠更好地滿(mǎn)足當(dāng)前各項(xiàng)業(yè)務(wù)的需要。

3 基于EPON技術(shù)的配網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

3.1 先進(jìn)的通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化的基礎(chǔ)

配電網(wǎng)自動(dòng)化的組成包括配電網(wǎng)的主站系統(tǒng)、配電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通信運(yùn)輸系統(tǒng)和配電網(wǎng)終端系統(tǒng)，通信系統(tǒng)連接著整個(gè)4個(gè)系統(tǒng)，先進(jìn)的具有時(shí)代性的通信技術(shù)能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)運(yùn)行和管理進(jìn)行全方位的監(jiān)測(cè)、管理和調(diào)控，能夠保證電網(wǎng)自動(dòng)化正常運(yùn)行，對(duì)更好地構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化具有重要意義。

3.2 EPON技術(shù)是對(duì)配網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建設(shè)的重要基礎(chǔ)

在配網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中融入EPON技術(shù)能夠有效的適應(yīng)外部復(fù)雜環(huán)境，提高配網(wǎng)自動(dòng)化的運(yùn)行安全性及可靠性。因此，建議在建設(shè)配電網(wǎng)絡(luò)時(shí)，同期建設(shè)基于EPON技術(shù)的配網(wǎng)光通信網(wǎng)絡(luò)，將新建設(shè)的配電網(wǎng)絡(luò)與EPON光通信網(wǎng)同時(shí)進(jìn)行，有效節(jié)約建設(shè)成本，提高各部門(mén)的效率。

3.3 EPON的組網(wǎng)要求

EPON在組網(wǎng)時(shí)宜采用雙鏈路組網(wǎng)，即能有兩條光纜連接至變電站時(shí)，每個(gè)ONU通過(guò)雙PON口分別連接到變電站OLT的不同PON口（如圖2所示）；或者在光纜是單鏈路結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)或者環(huán)形結(jié)構(gòu)的情況下，OLT配置2個(gè)PON口或配置2臺(tái)OLT各出1個(gè)PON口組成，各個(gè)開(kāi)關(guān)房、配電房、環(huán)網(wǎng)柜處的ONU通過(guò)雙PON口分別連接到兩條連路上，組成雙鏈路冗余保護(hù)（如圖3所示）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《電力用戶(hù)用電信息采集系統(tǒng)功能規(guī)范》（Q/GDW373-2009）要求，EPON組網(wǎng)中鏈路的切換時(shí)間要求小于50 ms。

4 EPON技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景

EPON技術(shù)的開(kāi)發(fā)創(chuàng)新了光纖網(wǎng)絡(luò)終端的運(yùn)行方式，這一運(yùn)行方式的創(chuàng)新使得信息的覆蓋范圍變得更廣，信息系統(tǒng)的及時(shí)性、安全性、可靠性在運(yùn)行上得到了更好的保障。EPON技術(shù)操作方便，既能夠保證容量又能夠擴(kuò)充資源。EPON的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組成元件并不復(fù)雜，運(yùn)行起來(lái)對(duì)環(huán)境要求比較低，可以在室外進(jìn)行大量的鋪設(shè)，在管理和維護(hù)工作上更為簡(jiǎn)單，提高了管理和維護(hù)的效率。傳統(tǒng)技術(shù)在不同網(wǎng)絡(luò)間的連接效率低下，速度也非常慢，還要進(jìn)行額外的格式轉(zhuǎn)換，運(yùn)行成本比較高，傳輸效率和質(zhì)量得不到保障，但是采用EPON技術(shù)以后扭轉(zhuǎn)了這樣的局面，該項(xiàng)技術(shù)的成熟運(yùn)用，必將在未來(lái)配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中占有相當(dāng)重要的地位。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶(hù)對(duì)接入電網(wǎng)的體驗(yàn)要求越來(lái)越高，配網(wǎng)自動(dòng)化的建設(shè)對(duì)電網(wǎng)公司提出了更高的要求。該文通過(guò)對(duì)EPON技術(shù)原理以及EPON技術(shù)不同組網(wǎng)模式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，闡明了在未來(lái)配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中EPON技術(shù)將占有相當(dāng)重要的地位。

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