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      2. EPON下的配網(wǎng)通信技術思考

        時間:2024-10-05 23:54:08 通信工程畢業(yè)論文 我要投稿
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        EPON下的配網(wǎng)通信技術思考

          根據(jù)EPON的基本原理和技術特點,結(jié)合海鹽縣供電局的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)接入需求,提出了基于EPON技術的配電網(wǎng)通信系統(tǒng)設計方案,重點描述了技術特點、系統(tǒng)設計以及適用方案。下面是小編搜集整理的相關內(nèi)容的論文,歡迎大家閱讀參考。

          摘要:配電網(wǎng)通信系統(tǒng)作為配電網(wǎng)建設的重要組成部分,直接對電網(wǎng)運行的可靠性、穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,是我國未來智能電網(wǎng)建設不可或缺關鍵技術之一,研究、應用前沿性、可行性的配網(wǎng)通信技術對于配電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展而言具有重要的意義。其中,EPON配電網(wǎng)通信技術以其傳輸速率高、運行穩(wěn)定、抗干擾能力強、組建方式靈活等諸多優(yōu)點正好滿足了目前配電網(wǎng)發(fā)展需要。因此,有必要對EPON配網(wǎng)通信技術進行研究。

          關鍵詞:EPON;配電網(wǎng);通信

          近年來,隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展,用電規(guī)模持續(xù)擴大、電能質(zhì)量要求不斷提高,這就需要建設自動化程度較高的智能電網(wǎng),以實現(xiàn)對配電網(wǎng)的集中監(jiān)控、遠方控制,但要實現(xiàn)這一目標離不開信息通信技術的支撐。由于配電網(wǎng)終端設備具有分布廣、節(jié)點多、傳播數(shù)據(jù)大、施工難度高等特點,這就需要一個在技術、性能、造價、施工、維護等各方面都能滿足要求的通信組網(wǎng)方式。而EPON配電網(wǎng)通信技術正好滿足了以上要求,該技術具有組網(wǎng)靈活、運行可靠、維護方便等諸多優(yōu)點,是我國目前智能電網(wǎng)建設不可或缺的通信技術之一。可以說,EPON技術在配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中的應用,不僅為配電網(wǎng)建設奠定了堅實基礎,還提供了重要技術保障。因此,基于EPON配電網(wǎng)通信技術的重要性,有必要對其進行研究。文章在簡要概述配電網(wǎng)EPON通信技術原理及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的基礎上,提出了具體的通信組網(wǎng)方案,具有一定的實踐借鑒價值。

          一、配電網(wǎng)EPON通信技術概述

          EPON能夠成為目前配電網(wǎng)通信技術的優(yōu)先選擇,與其自身的工作原理及技術特點是密不可分的,對其技術原理及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的了解是將EPON技術應用于實踐的基本前提。

          1.1EPON技術原理

          EPON技術不僅能實現(xiàn)媒介共享,還具有點到點網(wǎng)絡的優(yōu)點。EPON下行采用廣播模式,OLT以廣播的形式將數(shù)據(jù)包發(fā)送出去,ONU選擇性地接收數(shù)據(jù),這完全匹配了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸特性,從而實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的共享,易于開展視頻共享和數(shù)據(jù)交互等業(yè)務。EPON上行采用P2P模式,無源光合路器/分路器的定向性特點導致ONU的數(shù)據(jù)幀不能到達其他ONU,而只能到達OLT。這種點對點的網(wǎng)絡通信方式,采用時分多址(TDMA)技術對各通道進行了隔離,進而保證了配電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的安全。

          1.2EPON網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

          配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡主要由光線路終端、光網(wǎng)絡單元(ONU)和光分配電網(wǎng)絡(ODN)這三部分組成,具體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。可以看出,OLT處于EPON系統(tǒng)的局端位置,一般位于變電站側(cè),可以是開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)參考模型中的第二層交換機或第三層路由器,為光接入網(wǎng)提供區(qū)域骨干網(wǎng)與本地接入網(wǎng)之間的接口,并經(jīng)由ODN與用戶側(cè)的ONU通信。EPON通信網(wǎng)絡中,OLT為多業(yè)務接入平臺,其與ONU為主從通信關系。而ODN為OLT與ONU之間的光傳輸通道,包括光纖光纜、無源分光器、光連接器等OLT與ONU中間連接的所有部分,其主要任務是分配光信號功率。基于配電網(wǎng)科學規(guī)劃和設計考慮,光分配電網(wǎng)絡設計過程中,應重點考慮光鏈路保護、分光級數(shù)、擴容和資源預留等參數(shù)。從EPON通信技術的技術原理和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可以看出,其應用于配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的優(yōu)勢是非常明顯的,符合我國智能電網(wǎng)建設實際需求,這也充分說明了研究配電網(wǎng)EPON通信技術具有重要的實際意義。

          二、配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡具體方案

          配電網(wǎng)EPON通信技術研究的關鍵還是將其應用于實踐,唯此才能發(fā)揮EPON通信技術的真正價值和優(yōu)勢,筆者結(jié)合實際工作經(jīng)驗提出了以下配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡組建具體方案,具有一定的借鑒價值。

          2.1組網(wǎng)方式選擇

          在配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡組建過程中,應結(jié)合配電網(wǎng)一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來布局,整個EPON通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應與配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)相符合,進而可采用單輻射、雙電源雙T網(wǎng)、手拉手環(huán)網(wǎng)等組網(wǎng)模式。基于配電系統(tǒng)各業(yè)務的高可靠性要求,宜采用雙無源光網(wǎng)絡(PON)口、雙介質(zhì)訪問控制(MAC)地址的ONU設備向相應OLT注冊。另外,EPON網(wǎng)絡宜采用光路全保護方式,如手拉手全鏈路保護模式。從目前配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡的應用現(xiàn)狀來看,主要是基于非均勻分光的鏈形結(jié)構(gòu)和基于均勻分光的星形結(jié)構(gòu)。其中,非均勻分光會帶來較大插損,且OLT與ONU之間的多個光纖熔接點和活接頭也會帶來插損,再加上分光器數(shù)量較多,在一定程度上增加的現(xiàn)場終端施工難度。因此,基于配電網(wǎng)通信系統(tǒng)運行、造價及未來的擴容、調(diào)整等需求考慮,均勻分光結(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢,是EPON通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的優(yōu)先選擇。在選擇均勻分光結(jié)構(gòu)過程中需遵行一定的方法及原則,以采用變電站和環(huán)網(wǎng)柜兩級均勻分光配合的模式為例:其一,對于10kV配電主干線路環(huán)網(wǎng)柜,采用分光器位于變電側(cè)的一級均勻分光,基于配用電業(yè)務的智能化發(fā)展需求,可因地制宜選擇1∶2或1∶4均勻分光;其二,對于大分支線路或分支分界開關,可在環(huán)網(wǎng)柜側(cè)采用二級均勻分光,根據(jù)實際情況選擇1∶4或1∶8均勻分光。

          2.2通信光纜敷設

          雖然近些年光纜價格不斷降低,但施工及賠償費用且在逐年提高,重復布放光纜將會帶來較大的建設成本。因此,基于可行性、經(jīng)濟性考慮,光纜敷設應充分考慮未來配用電業(yè)務對通信網(wǎng)絡的實際需求:首先,光纜路徑應以變電站為中心,并考慮配電終端地理分布、施工、維護、搶修等實際需求,宜沿靠公路,兩端接入不同變電站,互為冗余。其次,一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設計時應考慮光纜的敷設,在配電網(wǎng)線路建設過程中應預留通信專用管孔。最后,根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟增長、未來業(yè)務發(fā)展、分光點的布置來綜合、超前選擇光纜芯數(shù)。

          2.3通道損耗設計

          光通道損耗為ODN的重要性能指標,因此,為了保證滿足OLT與ONU之間光功率預算要求,配電網(wǎng)EPON通信系統(tǒng)設計過程中都需詳細考慮光通道損耗。光通道損耗為分光器插入損耗、光纜本身損耗、光纜熔接點損耗等各項損耗的總和,必須控制ODN中最大的衰減值,建議控制在26dB以內(nèi)。一般情況下,EPON網(wǎng)絡光通道損耗計算可按1:4和1:8兩級均勻分光考慮,10kV主干線采用48芯光纜按10km考慮,支線采用24芯光纜按0.5km考慮。

          三、結(jié)語

          雖然EPON的配網(wǎng)通信技術優(yōu)勢明顯,但其應用過程具有一定的復雜性,文章只是結(jié)合實際工作經(jīng)驗提出了普遍性EPON配網(wǎng)通信系統(tǒng)實施方案,在實踐過程中,還需考慮配電網(wǎng)的實際情況及未來發(fā)展,以此充分發(fā)揮EPON通信技術的各項優(yōu)勢。

          參考文獻:

          [1]唐海國,冷華,朱吉然,等.智能配電網(wǎng)EPON通信技術的應用分析[J].供用電,2015,(8).

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