配電網自動化的EPON解決方案

　　1 配電網簡介

　　1.1 配電網定義.直接向最終用戶供電的線路稱為配電線路,由配電線路組成的網絡叫配電網絡,簡稱配網.其作用是在電力網中起分配電能,直接向最終用戶供電,配電網就是電力網絡中的接入網.

　　1.2 配電網構成(宏觀).由架空線或電纜配電線路、配電所或柱上降壓變壓器直接接入用戶所構成.

　　1.3 配電自動化功能.把配電網實時監(jiān)控、自動故障隔離及恢復供電、自動讀表等功能,稱為配電網運行自動化;而把離線的或實時性不強的設備管理、停電管理、用電管理等功能,稱為配電網管理自動化.

　　2 傳統(tǒng)配電網通信接入技術分析

　　3配網自動化通信設備的要求

　　3.1 可靠性.配電通信終端常暴露在室外、受陽光、雨雪等自然條件的侵襲,同時還受外界的干擾.要求通信系統(tǒng)在任何時候均能可靠地工作.

　　3.2 經濟性.配網通信終端數(shù)量眾多、信息采集點面廣量大,可充分有效利用傳輸通道資源,方便網絡擴容,保證通信系統(tǒng)的投資不能太大.

　　3.3 通信暢通能力.在配電網停電區(qū)域和故障時,能捕捉故障信息,保證故障通告信息優(yōu)先、快速地傳輸.

　　3.4 通信速率要求.進線監(jiān)視、10kV 開閉所、變電站監(jiān)控和饋線自動化對速率的要求最高;其次是公用配變的巡檢和負荷監(jiān)控系統(tǒng);遠方抄表和計費自動化對速率要求最低.

　　3.5 雙向通信能力.采集數(shù)據(jù)的上傳和控制指令的下發(fā)通信能力.

　　4 EPON 技術簡介

　　4.1 定義

　　EPON(Ethernet Passive Optical Network)是基于以太網的無源光網絡,顧名思義,EPON 是利用 PON(無源光網絡)的拓撲結構實現(xiàn)以太網的接入,無源光網絡-PON(Passive Optical Network)是指采用無源光分/合路器或光耦合器分配/匯聚各 ONU 信號的光接入網,是光接入網的主流技術之一.它采用點到多點結構、無源光纖傳輸,在以太網之上提供多種業(yè)務.它在物理層采用了PON 技術,在鏈路層使用以太網協(xié)議,利用 PON的拓撲結構實現(xiàn)了以太網的接入.因此,它綜合了PON技術和以太網技術的優(yōu)點:低成本;高帶寬;擴展性強;靈活快速的服務重組;與現(xiàn)有以太網的兼容性;方便的管理等等.

　　4.2 無源光網絡的構成

　　OLT(Optical Line Terminal)-光線路終端ONU(Optical Network Unit)-光網絡單元ODN(Optical Distribution Network)-光分配網

　　4.3 EPON 系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸機制

　　EPON 系統(tǒng)采用 WDM 技術,實現(xiàn)單纖雙向傳輸.

　　5 配網自動化 EPON 解決方案

　　5.1 配網自動化 EPON 手拉手組網模型(重點推薦)

　　重點推薦的 EPON 手拉手組網方式具有小于 50ms 的保護倒換能力:

　　(1)OLT/ONU 間通道實時監(jiān)測:當 OLT PON 口、ONU PON 口、主干光纖、分支光纖、分光器異常時,能迅速做出判斷,并進行通道倒換.

　　(2)OLT 上聯(lián)口實時監(jiān)測:當 OLT 跟直接上聯(lián)設備之間的光口、光纖出現(xiàn)異常時候,能迅速做出判斷并及時通知下掛的ONU 進行通道切換.

　　(3)EPON 網絡跟主站系統(tǒng)間的實施監(jiān)測:當EPON 網絡跟主站系統(tǒng)之間某一通道出現(xiàn)異常時,EPON 網絡能及時感知,并將所有流量切換到備用通道.

　　5.2 手拉手組網方式選點原則

　　(1)OLT 放置位置在變電站,兩臺 OLT 之間的線型,帶狀區(qū)域是最適合的建設點.所以規(guī)劃時要考慮到變電站的地理位置.(2)同一期的工程盡量以同一地區(qū)進行規(guī)劃,而不是同一類設備(臺變、柱上開關、環(huán)網柜).(3)盡量做到"承前啟后"的布局.考慮到后期將會加入的新站點(ONU、OLT).

　　5.3 EPON 優(yōu)點表現(xiàn)面

　　(1)成本低、維護簡單,容易擴展,易于升級.EPON 結構在光傳輸途中不需電源,沒有電子部件,因此容易鋪設,基本不用維護,可節(jié)約長期維護成本和管理成本;EPON 系統(tǒng)對局端資源占用很少,模塊化程度高.(2)提供非常高的帶寬.EPON 目前可以提供上下行對稱的1.25Gbit/s 帶寬,并且隨著以太技術的發(fā)展可以升級到 10Gbit/s.(3)節(jié)省光纖資源,服務范圍大.EPON 作為一種點到多點技術,可以利用局端單個光模塊及光纖資源,服務大量終端用戶,特別適合配網環(huán)形或鏈型拓撲.(4)安全可靠性高.PON終端與終端設備是并聯(lián)關系,任何一個終端或多個終端故障,不會影響整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行.具有抗單點和抗多點故障能力.(5)帶寬分配靈活,服務有保證.EPON 對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系,可以通過DBA(動態(tài)帶寬算法)對每個用戶進行帶寬分配,并保證其 QOS.(6)EPON 是基于以太網的無源光網絡,采用的標準是IEEE 802.3ah,相對與其他 XPON 技術,EPON 是目前最為成熟,商用最廣的一種PON技術.(7)完善的網管功能.EPON 支持配置管理,性能管理,故障管理,安全管理,告警管理等功能,能管理到 ONU 的 PON 的每個端口業(yè)務.

　　6 結束語

　　國家電網公司正在全面建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協(xié)調發(fā)展的堅強電網為基礎,以信息化、自動化、互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領先的堅強智能電網.配電網是電力供應鏈的末端,是直接面向社會和廣大客戶的重要能源載體之一,因此它也是堅強智能電網中的重要基礎和組成部分.配網自動化是實施智能化配電網的重要手段,它不但可以極大地提高配電網調度、生產和運行的管理水平,提高供電企業(yè)的經濟和社會效益,同時可以讓廣大電力客戶直接感受到智能電網所帶來的高質量、人性化的服務.

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