摘要：根据配网自动化通信的特点，结合公司配网的现有结构，提出用无源光网络设备来代替目前的有源光MODEM和GPRS传输，并介绍了PN技术的特点和优点，给出了解决问题的具体方案，以解决目前配网通信的一些实际问题。
关键词：无源光网络；配网自动化；PON
配网自动化通信系统是一种综合性校强的电力系统工程。其在传输运行中涉及范围较广，需要根据各地实际情况为当地用户提供安全电能，满足广大用户的不同需求，要解决这一问题就要应用龙进有效的通信设备，确保配网自动化通信系统开关站与分站之间的有效通信及安全通信，基于配网自动化通信系统运行的这一迫切需求，将PON技术应用于配网自动化系统中实属必然，它能够适应系统的不同需求、大大降低了开关站与分站之间的运行故障，其广泛应用促使配网自动化通信及供电企业走向一个全新的发展领域。
1现状分析和存在的问题
配网自动化除了要上传传统的DTU（DataTerminalUnit，数据终端单元）信息外，还有各种环境、门禁、UPS监测等多种信息需要上传。1）开关站DTU信息：开关的遥测遥信、保护、控制等信息；2）防盗及环境监控：温度、湿度、烟感、门禁等系统的信息；3）UPS系统：UPS的数字输出信号，电压、电流等实时数据；4）蓄电池：蓄电池的电压、充电电流温度等。综上所述，每一个开关站都有4种数据需要上传至局端机房，而且部分业务在需要上传信息的同时还要可以遥控操作，这就要求把各类数据在传输的过程中分通道传输。目前公司配网通信系统在所有开关站都装有GPRS通信模块，有光纤的站点用有源光Modem通过双环自愈的方式把开关站的自动化信息送至配电分站，再利用SDH网络送到配电主站，通过GPRS传输各类门禁信息。在没有光Modem的站点，所有的环境监控、UPS监控、蓄电池监控等信息和RTU信息都经过GPRS终端来传送。以上设备从目前运行状况看，有源光Modem利用串口来传输RTU信息还是比较稳定的，GPRS网络不是很稳定。随着技术的不断发展和配网自动化要求的提高，现行设备已不能满足配网自动化的发展需要，具体表现在以下方面。1）Modem是用级联的方式来组网的，受开关站的环境限制，不能保证配网网络的稳定性；2）Modem不能同时解决多业务多通道的传送，不能抗多点故障，并易受断电影响；3）GPRS由于是公众信息网，受中间环节影响较多，终端设备故障保护信息经常丢失，直接影响调度员对电网故障的及时判断和正确处理。同时GPRS易受环境和移动信道的影响，传输不太稳定。GPRS传输需借用移动公司信道，根据传输流量计费，运行费用也比较高。
2无源光网络技术
光纤接入从技术上可分为有源光网络和无源光网络2类。PON是一种纯介质网络，由于消除了局端与客户端之间的有源设备，能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率，提高系统可靠性，同时可节省维护成本，是电信维护部门长期以来一直期待的技术。PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率的信号。目前，基于PON的实用技术主要有APON/BPON，GPON，EPON/GEPON等，其主要差异在于采用了不同的二层技术。在二层用以太网的称为EPON技术，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbit/s对称速率，随着光器件的进一步成熟，速率将升级到10Gbit/s。由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。EPON是几种最佳技术和网络结构的结合，其采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网上提供多种业务，目前，IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的95%以上。EPON由于使用经济且高效的结构，已成为连接入网最终用户的一种最有效的通信方式。10Gbit/s以太主干和城域环的出现，将使EPON成为未来全光网中最佳的最后1km的解决方案。
EPON具有下述优点。1）相对成本低，维护简单，容易扩展，易升级。EPON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本很低；EPON系统对局端资源占用很少，模块化程度高，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高；EPON系统是面向未来的技术，大多数EPON系统都是一个多业务平台，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。2）采用波分复用技术，实现单纤双向和并发优收，可以大大节约光纤资源。3）提供非常高的带宽。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆EPON目前可以提供上下行对称的1Gbit/s带宽，并且随着以太网技术的发展还可以升级到10Gbit/s。4）服务范围大。PON作为一种点到多点网络，可以局端单个光模块及光纤资源服务大量终端用户。5）带宽分配灵活，服务有保证。EPON可通过DBA(DynamicBandwidthAllocation，动带宽分配)、DiffServ（DifferentiatedService，区分服务体系结构）、PQ（PriorityQueueing，优先队列）/WFQ（WeightedFairQueueing，加权公平队列）、WRED（WeightedRandomEarlyDetection，加权随机先期检测）等来实现对每个用户进行带宽分配，并保证每个用户的QoS。6）网络可靠性高。组网采用的是无源分光器，无源工作，节点可靠性大大增强。PON
中各个节点都是并联关系，单个节点故障不影响其他节点的工作，能够抵抗多点故障，显著增强网络的可靠性。
3 PON技术在公司配网通信中的运用
根据公司现阶段对PON技术的运用情况分析，可明显的看出PON技术的技术优势，即很大程度的满足了配网自动化对通信设备的要求，下文就其在配网自动化中的具体运用，做简单的分析。
（1）根据实际需要，配网自动化的通信介质将全部采用光缆，达到自动化系统由主站至分站，再有分站到达变电站的要求。
（2）由于一般在变电站设立分站，因此局端和变电站之间已经设置了光纤SDH系统。在开关站端的PON设备中存在着很多的数据串口，各类信息的获取就是通过这些串口进行的。信息经由分站后，再对SDH的2M口进行隔离以传输至主站。为了对无源网络设备的大规模采用，使系统的扩展性能更加的良好，通信网络结构在第一层一般采用以太网的方式，并逐步成为以后的发展方向。
（3）在第二层的网络通信的接入层中，与第一层SDM的以太网方式相同，唯一的区别在于，终端设备的接口不同。在9个变电站附近对143个开关站进行分布，其主要任务是接入监控数据和管理数据。各开关站应综合考虑光源的衰减和地理位置的分布，从而合理的配置分光器。为了满足开关站的3个终端接入需求，开关站设备配置如下；4个FE下行接口、一台ONU设备、两个千兆EPON上行光口。为了增强开关站和分站之间通信的稳定性，常采用PON双环技术，将不同的光纤路由构成两个通信方向，即保护方向和工作方向。这样的网络构成，不仅提高了多接点和单节点失败的抵抗性，还能有效的抵抗光纤断路，使通信的可靠性大大提高。（4）由于PON在传输的过程中不需要电源，因此具有使用成本低，设备容易扩展、便于升级等优势。在长期的运营恶化管理中，操作方便快捷，投资少，收益高。同时对局端的占用很少，是一种面向未来的技术，因此是向IP网络过渡的重要选择。
4 PON技术在公司运用中注意问题分析
（1）网络的可靠性。对整个网络安全可靠的运行起着决定性作用的是：设备的可靠性。由于核心层的网络节点要对大量的数据进行处理和传输，对设备本身的可靠性有着很高的要求。一般情况下，对核心设备中的关键部件，比如对主控板、电源都用热插拔、主备份的方式。（2）在对核心设备进行选用时，对于扩容能力较强、端口密度高的设备应多选择。以达到在网络结构不改变的情况下，通过相应接口模块的增加便可以轻松完成扩容的目的。初期工程中如果选用了端口密度较低的设备，在以后的扩容中，就需要进行高密度设备的更换，更换就会需要一部分的更换时间，致使网络中断。因此，在建网时一定要对网络的可扩展性认真考虑。
5 总结
总而言之，PON技术是配网自动化通信技术的一大创新，其本身具有多重功能性，能够满足配网自动化通信系统运行中主变电站与分站之间运行的不同需求，与此同时该技术在配网自动化通信系统中的运行无需电源支持，节省了配电自动化系统的电能消耗，对供电企业及用户双方具有一定的经济学意义，在一定程度上保证了配网自动化通信系统传输运行的安全性与稳定性。
参考文献
[1]徐光年.基于EPON技术的配电网通信系统设计和应用[J].电力系统通信，2008，29(5):59-62.
[2]华为光网络技术介绍[Z].华为技术有限公司，2007.
论文作者:郝海光,赵燕
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/22
标签：无源论文; 技术论文; 网络论文; 设备论文; 通信论文; 信息论文; 光纤论文; 《电力设备》2018年第15期论文;