電力配網(wǎng)自動(dòng)化中EPON技術(shù)的應(yīng)用研究

蘇龍　李孝華　王凱

[摘 要]本文首先就EPON技術(shù)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行闡述，并在此基礎(chǔ)上分析了EPON技術(shù)能夠在電力配網(wǎng)自動(dòng)化中應(yīng)用的具體原因，最后詳細(xì)講解了在我國(guó)電力配網(wǎng)自動(dòng)化中，針對(duì)EPON技術(shù)的具體應(yīng)用例子，希望本文能夠?yàn)閺氖孪嚓P(guān)工作的技術(shù)人員提供幫助。

[關(guān)鍵詞]EPON技術(shù)；電力行業(yè)；電力配網(wǎng)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.24.033

[中圖分類號(hào)]F273；TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）24-00-02

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)電力行業(yè)為了滿足人們?cè)谌粘９ぷ骱蜕钪性絹?lái)越高的用電需求，必須要提高電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。因此，EPON技術(shù)的應(yīng)用便成為電力配網(wǎng)自動(dòng)化中的一項(xiàng)重點(diǎn)研究課題，許多業(yè)內(nèi)專家表示，EPON技術(shù)對(duì)我國(guó)電力行業(yè)的未來(lái)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

1 EPON技術(shù)的結(jié)構(gòu)和工作原理

EPON技術(shù)的本質(zhì)是使用點(diǎn)到多點(diǎn)構(gòu)造的單纖雙向光纖接入網(wǎng)絡(luò)。在使用該技術(shù)的過(guò)程中，常見(jiàn)的拓?fù)錁?gòu)造包含有樹(shù)形結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)以及環(huán)形結(jié)構(gòu)等。EPON技術(shù)的構(gòu)成元素包含有光線路終端OLT、無(wú)源光分路器POS以及光網(wǎng)絡(luò)單元ONU三個(gè)部分。圖1為EPON技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖。分析該圖后不難發(fā)現(xiàn)，在EPON技術(shù)的節(jié)點(diǎn)之間，使用光纖作為連接方式，而在核心網(wǎng)位置，可以使用ATM網(wǎng)、IP網(wǎng)、DWDM網(wǎng)以及SONET網(wǎng)等多種形式的網(wǎng)絡(luò)。光線路終端的位置在EPON系統(tǒng)的中心部分，它的功能室控制并分配信息的連接方式，并對(duì)信息進(jìn)行有效監(jiān)控、維護(hù)以及管理。無(wú)源光分路器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，在工作的過(guò)程中不需要使用電能，同時(shí)可以24小時(shí)進(jìn)行工作。整體來(lái)講，分光器的分路比通常為1∶2或1∶4或1∶8，同時(shí)可以進(jìn)行多級(jí)連接，它的功能是分發(fā)下行信息同時(shí)對(duì)上行信息進(jìn)行匯總。光網(wǎng)絡(luò)單元的位置在用戶側(cè)，其功能是選取并接收從光線路終端發(fā)送的信息，回復(fù)光線路終端的測(cè)量距離和命令，并且有針對(duì)性地進(jìn)行調(diào)整。

EPON技術(shù)上行通常使用時(shí)分多址連入的方式（TDMA），同時(shí)能夠與波分多址、碼分多址共同進(jìn)行使用；下行EPON的工作模式則有兩種，即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式與廣播模式，用于完成傳播雙向數(shù)據(jù)信息的工作。這使得EPON技術(shù)具有良好的擴(kuò)充性，能夠隨時(shí)接納新用戶，并不再需要針對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大規(guī)模修改，EPON技術(shù)整合了以太網(wǎng)技術(shù)與PON技術(shù)，其意義是采用最為便捷的方式完成點(diǎn)到多點(diǎn)的高速以太網(wǎng)接入。EPON技術(shù)在保留原有以太網(wǎng)整體構(gòu)造的前提下，對(duì)該系統(tǒng)的物理層進(jìn)行了重新定義。

2 EPON技術(shù)能夠在電力配網(wǎng)自動(dòng)化中應(yīng)用的原因

一個(gè)新型技術(shù)在電力配網(wǎng)中正式使用前，不但需要從理論上對(duì)該技術(shù)進(jìn)行可行性分析，同時(shí)還需要進(jìn)行大量的實(shí)踐證明，這樣才能讓相關(guān)技術(shù)人員了解該技術(shù)的優(yōu)越性。因此對(duì)于EPON技術(shù)來(lái)說(shuō)，該技術(shù)能夠在電力配網(wǎng)自動(dòng)化中使用的原因主要有以下幾點(diǎn)。

首先，投入的經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低。整體來(lái)講，企業(yè)采用新技術(shù)的前提是該技術(shù)能夠降低生產(chǎn)成本，而EPON技術(shù)便滿足這一前提。EPON技術(shù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，所要求的配置相對(duì)較低，例如，不需要使用配置器、電源等傳統(tǒng)零部件，直接減少了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)投入。同時(shí)，在實(shí)際操作過(guò)程中也簡(jiǎn)單易學(xué)，該技術(shù)沒(méi)有過(guò)多復(fù)雜的操作環(huán)節(jié)，操作人員也不需要掌握過(guò)多難度較大的理論知識(shí)，能夠迅速掌握該技術(shù)的使用方法，間接地降低了企業(yè)的用人成本。

其次，穩(wěn)定性好、傳輸速度快。在使用EPON技術(shù)的過(guò)程中，傳輸信號(hào)的質(zhì)量相對(duì)較高，同其他網(wǎng)絡(luò)相比，受干擾較小并且不會(huì)受到電磁波等因素的影響，在傳輸速度方面，也比傳統(tǒng)技術(shù)提升了一個(gè)檔次，提高了電力配網(wǎng)的工作效率。另外，由于EPON技術(shù)具有較好的穩(wěn)定性，光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)，極大地提升了接入效果，同時(shí)也提升了安全性。

最后，EPON技術(shù)具有廣泛的服務(wù)范圍，EPON技術(shù)能夠?qū)⑿畔鬏斔俣忍岣叩?.25G bits/s，在靈活性上也表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，這便拓展了EPON技術(shù)的服務(wù)對(duì)象和覆蓋范圍，能夠最大限度地滿足用戶需求。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，寬帶的信息傳輸速度和人們的日常工作生活關(guān)系日益密切，由于EPON技術(shù)具有廣泛的服務(wù)范圍，能夠推動(dòng)我國(guó)通訊行業(yè)快速發(fā)展。

3 EPON技術(shù)在電力配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用

本文基于目前我國(guó)電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)EPON技術(shù)的使用案例，對(duì)EPON技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了逐一論述。在電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中，采用的無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)基本上都是EPON，并為其配置專有的無(wú)線通道。在電力配網(wǎng)的通訊系統(tǒng)中，使用EPON技術(shù)可以囊括35條10 kV輸電線網(wǎng)，且還能覆蓋以及彌補(bǔ)系統(tǒng)中原本沒(méi)有接入光纖的信息點(diǎn)。

3.1 EPON技術(shù)在主層站中的應(yīng)用

EPON技術(shù)在主層站中應(yīng)用的目的是把實(shí)時(shí)監(jiān)督控制和離線管理進(jìn)行結(jié)合，從而構(gòu)成統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。其主要工作是完成配電運(yùn)行過(guò)程中的管理工作，以及對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)督。同時(shí)，在監(jiān)督管理過(guò)程中，系統(tǒng)將EPON技術(shù)所形成的圖形和信息進(jìn)行有效整合，就能使電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成化，并且能有效保障其安全性和穩(wěn)定性。

3.2 EPON技術(shù)在變電站中的應(yīng)用

EPON技術(shù)在變電站中的應(yīng)用，主要是通過(guò)光纖線路末端服務(wù)器內(nèi)部接口RS232，將相關(guān)信息接入電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的末端服務(wù)器中，并使用該服務(wù)器連接變電站中的局域光纖網(wǎng)絡(luò)，以及使用調(diào)度信息廣域網(wǎng)和通訊服務(wù)器來(lái)完成相應(yīng)的操作。光纖線路的末端服務(wù)器一定要設(shè)置在變電站所的內(nèi)部，而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站需要對(duì)電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，并根據(jù)實(shí)際狀況，保留一定的光纖功率余量，為使用EPON技術(shù)創(chuàng)造了良好的外部環(huán)境。一般情況下，在光纖線路末端服務(wù)器中，PON接口中至少需要有16個(gè)ONU。

3.3 EPON技術(shù)在饋線層中的應(yīng)用

從我國(guó)電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)末端服務(wù)器的整體布置情況來(lái)看，配網(wǎng)系統(tǒng)中的光纖線路基本上都是使用手拉手類型的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)線路兩端末尾位置在光纖線路的末端服務(wù)器中，由此實(shí)現(xiàn)保障全網(wǎng)電力配網(wǎng)系統(tǒng)的目的。EPON技術(shù)在饋線層中的應(yīng)用體現(xiàn)是將光纖分離設(shè)備的數(shù)量維持在4個(gè)以下，這樣才可以實(shí)現(xiàn)交換ONU和FTU之間的RS光纖接口，由此完成數(shù)據(jù)資料的有效傳播。

4 結(jié) 語(yǔ)

整體來(lái)講，電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)采用EPON技術(shù)，不但能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供一個(gè)安全、穩(wěn)定的光纖網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)，還能夠在很大程度上降低我國(guó)配電網(wǎng)建設(shè)的成本。同時(shí)，EPON技術(shù)還具有可靠、寬帶大等優(yōu)點(diǎn)，所以，針對(duì)OPEN技術(shù)在電力配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義，相關(guān)科研人員必須要高度重視。

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