配电通信网中光纤通信技术及应用实践微探

黄海涛

【摘要】 随着我国配电网建设速度的不断加快，也将更高的要求抛向了配电通信。所以，智能电网已经成为了当前电网建设中的焦点，其中，光纤通信技术作为智能电网中的关键性技术之一，在促进电网发展中发挥了重要的作用。因此，为了能够更好的掌握这方面的内容，文章通过下文对配电网通信中光纤通信技术及应用的相关内容进行了探究。

【关键词】 配电通信网 光纤通信技术 应用分析

点多、覆蓋面广、分散是配网通信网络的主要特征，所以，必须要从实际情况入手，正确的选择区域配网的具体通讯情况。因为城市建筑物阻挡、负荷大、杂散电波多等因素的制约，这样在应用无线通信时会遇到困难。对应的，光纤通信技术具有通信量大、安全性高、传播速度快、传输距离远的有点，因此，在配电网通信技术中光纤通信技术得到了有效的应用。

一、分析几种常见的光纤通信技术

1.1工业以太网技术

该技术就是通过发展比较成熟的工业应用技术和以太网技术相结合发展起来的一种新型光纤通信技术。对比传统的以太网技术，它具有以下特征：首先，这种网络一般在较为恶劣的环境内运行，要确保工业通信装置能够在高温度、高海拔、高湿度的供电环境内运行；其次，民用以太网很多都是随机性流量，工业网络中存在较多的周期性流量，并且，能够有效的预测到流量的产生情况；再次，有效的保证网络宽带应用情况时民用网络的首要目标，通信设备的很多功能都是通过可用流量小于网络流量时的流量控制策略。在特殊的情况内，可能发生数据损失或者延时较大的问题。而就工业网络而言，工业系统的运转情况会决定着通信流量情况，一般是不可以有数据损失出现的，也不应用流量控制，通信设备必须要保证在大流量状态下能够正常收发数据。工业通信网络需要通信的实时、稳定、可靠、安全，并且，对自愈力有较高要求。工业网路多数为专用局域网络。

1.2 EPON技术

这种技术是通过点到多的双向单纤接入网络，由POS、ONU、OLT三个部分一同构成了EPO系统。OLT通过需求完成相应的配置，通过多个ONU和POS将OLC连接到一起， POS是一个简单的设备，不用电源带动。能够被安置于全天候的环境中，一般有32、16、8个分线一同构成了POS，此外，能够实现多级共同连接。用广播形式来呈现EPO系统，可以按照本身逻辑链路标识将各个ONU的接收数据选择出来。上行选择应用TDMA形式，通过EPON系统能够统一调度各个ONU。通过系统时隙发送上行数据，进而确保不发生数据的碰撞问题。

二、配电通信网中光纤通信技术的应用

2.1应用工业以太网技术

在中压配电网组网架构方面，工业以太网交换机一般都能够灵活的运行，能够通过随意的一种拓扑结构在各种场合中出现，主要涵盖：星型、网状、总线和全连通等架构。因为中压配电网通信的基本特征，会非常广泛的分布着各个子站通信终端设备，量多而又分散，所以，一般的时候都会应用星型加环网保护模式，这样不但可以相控制中心快速的传递终端数据，冗余网保护还可以确保数据能够被稳定的传输。

接入层与核心层是中压配电通信网中工业以太网的基本组网架。

接入层把各个开关柜、变电箱、数据采集装置、配电房和柱上开关等配电装置接入到通信网络内。按照具体的接入点情况，选择合理的环网接入方法，也可以按照具体接入点的分布状况，划分耦合环、双归环、相切环和变电链路等方法，这样都能够将链路的保护功能发挥出来。

核心层结构稳定且清晰，构成环形保护带，从而将核心层网络的稳定性增加。核心层网络拓扑与架构不会因为配网自动化接入点的变化而改变。可以按照变电站结构区组织与规划核心层，应该利用最合理的路径实现路径稳定、清晰和简单的覆盖。

这种组网方式的优点：

①核心层结构可靠简洁，便于规划网络，构成可靠的核心层架构。

②接入层的网络拓扑结构能够灵活的按照电力光缆的铺设形式完成规划与施工，支持各种耦合环、相交环、双归环、相切环的运行。

③在后期，能够灵活的修改和增加接入层的网络，其网络弹性非常优越。

④接入层利用环网的形式能够把网络向广大的配电网接入点内延伸，并且，会在50ms以内控制链路保护的冗余时间，从而能够将配网通信网网络的可靠性和稳定性提升。

⑤强大的路由功能与三层交换功能，可以更好的完成点到点之间的通信。

2.2在配电网通信网中应用EPON技术

在中压配电网通信内，在变电站出设置OLT，分别将主干网数据设备或者传输设备安装到各个变电站中，变电站通信层负责汇聚通信终端数据，并且，利用主干数据网或者传输网和主站系统实现通信。OLT能够设置出两个PON口，然后构成两个链相互备份，每个ONU能够利用双PON流分别向这两条链路上连接，从而将网络传输的可靠性增强。为了将网络运行的可靠性和稳定性进一步增强，关键的站点还能够通过两个OLT各呈现出一个PON的口，将手牵手的两条链的组网方式展现出来。分别向这两条链上各个双PON口ONU，这样能够完成主干光纤、分光器、分支光缆全网、PON端口、OLT设备的保护。每一个PON口、任何一条光缆、任何一台OLT、任何一个分光器产生问题，对ONU的运行情况都不会产生影响。在手拉手的保护策略下，会在50ms以内控控制切换时间。

三、具体的应用情况对比分析

3.1比较分析扩容与网络规模

工业以太网的扩容只需要将光链路以及新的交换设备添加进去即可，不用再次添加其余设备。同时，因为其传输距离要远于EPON系统。所以在组件环网时，不会过于严重的限制设备数量，为了维护方便，应该在50个以内控制环网以太网数量。而且组网灵活、简单，对网络规划要求不严格，在不同的组网方式中都可以被应用。

在扩容时，EPON系统需要更换光路器，通过增加分路器来增加分路器光的方向。因此，在设计EPON系统时，应该将光功率余量与光纤资源预留出来，保证能够向扩容点设备中传递更多的光功率。新增加的节点应该增加OMU以及分光器，通过此确保网络的扩容。然而，无源器件时EPON分光器的主要特征，不能够放大信号，所以，需要在20KM以内控制最远通信，同时，会有插入损耗情况出现在分光路器中，所以，EPON进行组环时，需要在12级以内控制各个单环，在7级以内控制各个手拉环，而此限制并不会出现在工业以太网中。

3.2对比分析业务安全接入情况

工业以太网一般是通过局域网进行运行的，自身并不具备安全接入的认证功能，应该通过802.1x协议限制用户经由访问端口进行访问的网络或者没有授权的设备。

EPON技術中的网络、系统管理和用户都应用了多种机制。主要涵盖以下方式：首先，EPON系统呢每个ONU所发放出的数据很难被其余NU所接收，也就是不会窃取上行信息，下行通过广播方式，按照逻辑链路标识，ONU会选择是否去接收；其次，适合应用三重加密计算法，OMU会将秘钥生成出来，并且会定期更改这些秘钥，然后加密处理这些数据；再次，对ONU的多种认证接入方式都可以给予支持，比如混合认证、MAV地质、LOID加passWord，防止认证不通过的ONU向系统中接入；第四，对用户认证一同支持有关端口的标识认证给予支持；第五，有着较强的DHCP保护功能；具有较强的IP/MAC的保护功能。不但能够上报用户端口，此外，还可以有效的监测认证工程，将用户端口的源MAC于源IP过滤条目自动生成出来，仅允通过认证的源MAC与源IP向网络中接入，从而很好的防止MAC或者IP地质的虚假性，避免接入非法流量。

结语：通过上文分析得知，工业以太网技术以及EPON技术室我国配电网所主要选择和应用的光纤通信技术。工业以太网非常适合应用环形组网，具备优越的环境适应能力，而且，还具备网络扩展能力强、设备运行稳定等优势，然而，接入措施安全性能差，标准不完善的问题也时常存在。对应的EPON技术非常适合应用树形组网或者星型组网，具备产业链完善、标准成熟、安全接入性能好的优点。然而，也具有网络扩容难度大，工业运用性能差的劣势。综合上述特征，将专门的网络系统应用到配电网中，对工业应用特性、安全方面和环保方面都提出了较高的要求，所以，可以优先选择应用EPON网络和工业以太网。为了确保相关单位及工作人员更好的掌握这些组网技术，文章通过上文对相关内容进探究，从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的理论和技术帮助。

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