EPON技术在电力通信设计的应用探讨

叶驰

摘 要：现阶段，国内智能化电网工程建设速度不断加快，我国的电力通信运行质量与效率得到了有效的改善。通信设计效果对电力系统运行过程中的可靠性、安全性有着重要的影响，在进行电力通信设计时，要注重EPON技术的应用，降低电力工程建设的成本。本文先对EPON技术的协议架构与要点进行分析，并进一步研究EPON技术在电力通信设计的应用。

关键词：电力通信设计；EPON技术；具体应用

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0091-02

1 引 言

随着国内城市化进程的不断加快，社会对于电能资源的需求量急剧增加。为了有效改善电力通信数据传输过程的准确性与稳定性，就要不断强化技术管理机制，注重EPON技术在电力通信设计的应用。

2 概 述

2.1 EPON技术的基本概念

EPON技术具体应用环节中，因为对以太网以及无源光网络进行了融合，所以在运行方式方面更加灵活、多样。通过利用广播进行相关指令的下发，可以完成一点对多点的信息交互与数据传输。这样一来，就可以有效提升信息的共享效果。对于EPON技术而言，它是一种新型的光纤接入技术，该技术的实现主要借助于PON拓扑结构。EPON网络的组网方式较为多样，目前较为典型的主要有星型、树形，同时还包含总线型、环形拓扑。其中，图1为EPON网络结构示意图。

2.2 EPON技术协议架构分析

EPON本质上是一种较为新型的宽带综合接入技术，在该技术结构中，需要应用网络分层协议做出升级。其中，ISO/IECOSI第二层协议就是网络分层协议，图2为协议划分结构模型图。在该图中，不同代码代表着不同的结构：PHY所代表的是物理层，PCS所代表的是编码单元，FFC所代表的是柔性电缆单元。此外，图中的PMA所代表的是媒质附加结构，FEC所代表的是前向纠错单元。EPON技术应用过程中，通过利用信息处理和状态机结构，可以实现拓扑参数的集中访问，并且可以完成信息的高效整合。需要注意的是，对于光网络单元结构而言，其不单单包含MPCP实体结构，同时也包含了光线路终端等。因而，EPON技术可以进行信息间的高效交互，同时还能对数据做出协调、传输与升级。

2.3 EPON关键技术分析

通过对EPON关键技术进行系统化控制与统筹规划，可以提高对相关模型以及应用价值的分析与研究效果。一方面，EPON上线信道复用技术就是其中的关键技术之一。该技术结构具体应用时，通过应用MPCP可以将其添加到MAC的内部。同时，还可以应用时分多址完成数据信息的传递。信息数据具体传输环节中，光线路终端可以进行数据信息时间片分割。另一方面，EPON即插即用技术也是其中的关键技术。该技术应用过程中，因为光网络单元传输的信息数据有着不同的接入点，因而数据实时传递的过程中数据处理环节会存在不同程度的延时问题，并且时间间隔相对较小。因而，光线路终端需要借助于延时补偿技术，对较小时隙以及间隔不足等现象进行相应的处理。这样一来，就可以有效提升光网络单元的同步性效果。此外，EPON的关键技术还包括突发信号处理技术。因为光线路终端结构在进行数据的反应与调整时，不同的光网络单元所发送的信号存在一定的差异。因而，为了有效提升数据信息收发功能的常规化效果，就要做好光元件的综合性控制，并且要进行统筹处理。

2.4 配电网对于通信系统的要求

在现阶段的配电网通信网络中，主要分为接入层与用户层。对于接入层而言，主要指配电到开闭所或者是变电站的通信；对于用户层而言，主要是指配电到用户侧或者是电能表、集中器的通信。由于配电网工程中涉及到较多的设备数量，并且电力工程的地域分布相对广泛、节点十分分散，再加之电网工程的运行环境恶劣等问题，导致了配用电网对于通信系统有着较为严苛的要求：①通信系统要能够提供高质量的信息传输服务功能。终端监测系统通信不仅要能进行数据的安全传输，同时还要避免传输中断或者是数据窃听等问题。②数据的传输要有较强的实时性、可靠性。终端监测系统要能对故障问题进行迅速的寻找，并且要能有效的隔离故障、恢复供电。另外，通信系统还要有较强的抗干扰能力。由于绝大多数的终端安装在室外，其工作环境相对恶劣，室外环境的电磁环境较差，因而通信系统要具备较好的电磁干扰能力以及抗雷击效果。另外，在进行电力通信设计时，还要考虑到造价成本以及使用效益等问题。

3 EPON技术在电力通信设计的应用

3.1 EPON模型分析

现阶段，配电一次线路接线方式大体分为两种：一种是单电源輻射状方式，另一种是手拉手环网接线方式。对于前者而言，其主要有信息点分布相对分散、分支较多的特点；对于后者而言，其信息点主要分布于分支线路或者是主干线路，并且主干线路中主要采用的是手拉手方式。与其他类型的通信技术相比，EPON技术可以满足未来智能配电业务的不同需求。

3.1.1 单电源辐射状接线方式

对于这一接线方式而言，其主要具备接线清晰、费用低以及运维简单的优势。一般来说，采用这一接线方式的主干线路利用分段开关可以分为3～4段，在供电半径方面可以达到3～5km。由于信息点分布有着一定的差异，因而EPON网络需要应用不同类型的通信模式，进而可以实现对不同区域信息点的有效覆盖。一方面，在集中分光模型中，大多将OLT安置在变电站内部，分光器大多安置于附近的电线杆上，有时也可将其安置在某个配变设备箱内部。ONU大多安置于采集设备箱中，有时也将其安置在用电采集中器设备箱内部。该模型的主干光路有着较强的一致性，并且在进行光路设计设计工作时也较为简单。另一方面，对于串联多级分光模式而言，大多将OLT安置于变电所内，分光器以及ONU设备大多安置于同一设备箱内。

3.1.2 手拉手环网接线方式

该接线方式应用时，需要对主干线路以及分支线路进行清晰地划分。主干线路主要采用的是开闭所/环网柜互联方式，进而可以形成环线接线方式。这一模式下，接线工作较为简单，并且具备环供可靠等诸多优点。同时，这一接线方式较高的供电可靠性，在一些负荷密度不高或者是用电增长速度较快的区域，要注重该模式的应用。在进行系统模型的构建时，可以借助EPON技术创建手拉手全光路保护模式，OLT设备大多安置于线路两端的变电站内。

3.2 EPON组网应用方案

EPON组网应用方案主要有两种不同的类型：①OLT和ONU组网，该方案较为典型；②OLT和SDH/MSTP组网。一方面，对于OLT和ONU组网方式而言，其网络结构相对简单，并且组成方面主要包含OLT以及若干ONU、ODN。对于这一方案的保护方式而言，主要包含三种不同的方式：全光纤保护、环形保护以及手拉手保护。在应用全光纤保护方式时，需要占用OLT的2个不同的PON口，同时ONU也要支持双PON口，进而可以对全光路保护；对于手拉手保护来说，能够进行不同变电站设备的检修工作，同时对网络其他的业务传输不会造成应用，因而在可靠性方面有着一定的优势。如果采用环形保护方式，那么在进行光缆敷设工作时，要确保光缆迂回到变电站，图3（左）是OLT和ONU组网示意图。另一方面，现阶段应用较广的是OLT和SDH/MSTP组网方式。对于这一组网方式而言，能够将EPON技术与SDH/MSTP技术有机的结合在一起，因而两者的优势可以得到有效的发挥，并且组建工作中可以提升传送网的灵活性。该组网方式在电力系统的具体应用中，主要是利用SDH环网对变电站OLT设备提供相应的GE接口，这样一来就可以确保各个站间的OLT组成相应的GE光纤环网，图3（右）为OLT和SDH/MSTP组网示意图。

3.3 应用路径分析

3.3.1 方案设计基础

在进行电力通信方案设计工作时，设计人员首先要对通信系统做出相应的集中整合，在变台区内部，主要分布着光网络单元，光网络单元中含有4个不同的以太网口，同时包括4个串口。本文主要的研究对象是RS485/RS232接口，设计过程中要将其与数据采集终端的相关设备进行连接，表1为站内设备的主要参数。此外，电力自动化系统中还包含了EPON网管系统、服务器和交换机。由于设计过程中建立了两个不同的变电站SDH，因而在光线路终端结构方面也有所差异。对于光路结构而言，主要利用分光器以及光网络单元来完成终端信息的交互，并且建立了相应的“手拉手”线路。

3.3.2 通信节点设计基础

在进行综合性组网设计工作中，主要应用了24个无源光网络接口的光线路终端，进而提升了a变与b变的组网设计效果。同时，在进行发光功率、接收光功率的判定过程中，需要对不同设备的参数进行分析，对光线路终端的发光功率和光网络单元的接收光功率进行判定，这样一来可以直观的了解到光缆成端点衰耗数值。通过对测试结果的分析可得，a变与b变的最大光功率衰减达到了22dB，进而可以满足冗余的实际要求。此外，理论计算值和测试结果之间的差值在允許的范围内，因而可以确保设计质量。

4 结束语

电力工程建设工作中，因为EPON技术和电网发展之间有着良好的匹配效果，并且在组网结构方面与电力通信网现状有着良好的结合度，因而要加强EPON技术在电力自动化领域以及电力通信中的应用。

参考文献

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[2]何 萍，谢 楠.基于EPON技术的吴忠配电通信网组网模式应用[J].光通信技术，2016（3）：12～15.

[3]李 涛.EPON技术在电力通信网中的应用[J].电子设计工程，2017（19）：45～49.

收稿日期：2018-9-10