配网自动化中无源光网络技术的运用研究

吴湛

摘 要：无源光网络技术作为配电网通信系统发挥的优势，在配电网通信系统中起着非常重要的作用。文章分析无源光网络技术用于配网通信的可行性，结合技术特点，研究无源光网络技术在配网自动化中的具体应用。

关键词：配网自动化；无源光网络；分析和措施

引言

随着工业化进程的快速发展，电力运营随之扩大电网覆盖范围，电力行业的建设往往侧重发电厂以及输电设备的建设，忽视配网系统的投入。以致配网馈电线路负担过重，结构不合理，因此，合理调配配电网，使电力配网的运行稳定性、可靠性迫在眉睫。以往的配电网线路分支错综复杂，线路分支的一条馈电线路，往往承担大约30多台配电变压器，要采集信息的点非常多，当前点对点通信方式已经不适应配网的自动化建设的需求，研究无源光网络技术在电力配网自动化的运用具有的现实意义。

1 分析无源光网络在配网自动化可行性

作为整个配网系统的关键，通信系统的功能至关重要。因此，完善电力应急机制和电力配电自动化需要网络、计算机的支持，同时离不开配电网的结构、拓扑信息、通信技术集成配电网数据以及地理结构等，形成一种配网自动化系统。目前，配网通信系统的主要方式为串口通信、无线通信和光纤通信。然而串口通信局限于带宽小的缺点，远远不能满足现代电网的需求。无线通信减少电力架设线路，虽然减少投资成本，但是从经济角度看，日常的通信技术使用费用高昂，长期的积累也是企业的负担，而且宽带小的缺点不适应在范围广的区域使用。

2 无源光网络（PON）技术的应用

2.1 配网自动化通信系统要与无源光网络（PON）技术结合

配网自动化通信系统设计时，要充分考虑无源光网络（PON）技术的特点，对配网业务要求能够以最大限度利用无源光网络（PON）接入技术能力。配网自动化必须具备以下要求：（1）各种恶劣的环境，能够保持系统稳定运行，电力应急机制的能力和稳定性。（2）系统的拓扑灵活多变，满足复杂多变业务种类。（3）灵活组网能力，满足主站向终端下发控制命令，又能够使终端上传数据到主站，以实现分散接入，又能够双向收发信息。（4）设备适应性强、可靠性高。比较方便安装、携带和维护。（5）利用无源光网络（PON）技术的特点，充分利用资金、设备和人力投入，提高通信质量，提供高质量的业务。

2.2 工作原理

而无源光网络系统（PON）主要由一个局端的光线路终端（OLT）、一组用户端的光网络单元（ONU）组成，光分配网络（ODN）或连接器把一个OLT（主站）连接一组ONU（变电站），连接由光纤和无源分路器共同构成。工作原理如图1所示。

一般而言单个分路器分路比为2，4或8，实现多级连接。不需要电源、设备简单，全天候的环境运行工作，主要任务负责为ONU（变电站）网络提供用户侧的接口，完成OLT（主站）到ONU（变电站）的传输（下行方式）ONU（变电站）到OLT（主站）的传输（上行方式）的转换，实现各类业务的接入。

2.3 配网自动化无源光网络（PON）技术的拓扑结构

配网自动化无源光网络（PON）技术的应用的结构，一般常见的网络结构有如下：（1）星形结构：OLT（主站）和光分路器（ODN）之间用一芯光纤连接，OLT放置在主站中心机房，光分路器（ODN）放置在中心机房或集控站、营业厅，由于ONU（变电站）有多个网络接口，可以灵活设置接口的优先级和带宽，光分路器（ODN）和ONU（变电站）之间通过芯光纤连接，站点内放置ONU（变电站）通过光分路器（ODN）节省光缆的数量实现与主站设备的互联互通。同时，可以对立划分不同的虚网，无源光网络（PON）系统可以为各种业务提供灵活的网络接入，对站点的业务接入提供良好的网络环境，语音网关设备和合波设备，电话和有线电视也可以通过PON系统，在一芯光缆上增加，从而为用户提供更多的信息接入服务。（2）链形结构：光纤呈链式分布，采用多级分光，不等分光功率的光分路器方案。OLT（主站）沿着光缆敷设到达第1个站点时，由分路器分光，一路经一芯光纤接人站点ONU（变电站）设备，另一路接着到下一个ONU（变电站）站点，依此类推，直接连接中间不经过其他设备，各个站点虽然经过多级分光实现，保证了扁平化管理。链形结构可以节省主干光纤资源，提高光纤资源的利用率。

3 分析配网自动化系统业务隔离和数据安全的应用和解决措施

无源光网络（PON）在配网自动化通信系统中能够承载多种业务，为电力企业提供不同类型（集中抄表、配电网SCADA系统以及需方WEB管理等）的业务通道。而分类型的业务对于分别管理至关重要。明确业务之间的分界点，应用业务隔离把不同类型的业务，提供相应的传输服务质量。根据不同的要求，有效地确保数据在传输的过程中，具有较高的安全性。然而无源光网络（PON）技术具有解决问题能力，以下是无源光网络（PON）技术针对问题，提出解决的措施：（1）传输上行数据采用TDMA（时分多址复用）的方法，ONU（变电站）可以在自己的时隙内发送数据，避免通道停滞，具有良好的通道逻辑隔离能力。（2）采用标签技术划分各个不同类型业务的分类，区分OLT（主站）与ONU（变电站）的业务，由于OLT（主站）使用三层光分路器（ODN），可以将各种数据归属到不同类型的业务平台，有效地实现端到端的数据传输，进一步提高管理效率。无源光网络（PON）在数据通行過程中具有较高的安全性，确保配电网自动化系统的安全运行。

4 结束语

无源光网络（PON）技术为配电网自动化系统带来全新的革命，通信接入方案在通信速率、成本、可靠性等方面满足配电网自动化系统需求，点对多点的拓扑结构配电网自动化系统网络扩展灵活，PON技术的优势将为未来网络接入技术的发展方向提供空间，在市场得到越来越广泛的应用。

参考文献

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