董正坤
（国网河北省电力公司信息通信分公司 河北石家庄 050000）
摘要：近几年快速发展的EPON技术能够有效解决电力系统通信接入网存在的接入难、接入费用高、设备维护复杂等问题。本文通过对EPON的应用原理介绍,分析EPON技术在电力系统通信应用中的优点,并重点介绍EPON在电力系统通信网中的建设并分析其技术难点。
关键词：EPON；电力系统；通信网
一、EPON的应用原理
EPON采用点到多点的拓扑结构。一般下行采用广播方式、上行采用TDMA方式实现双向数据传输。目标是以简单的方式实现点到多点的高速以太网光纤接入。EPON的标准是IEEE802．3ah，EPON在保留传统以太网体系结构的基础上定义了应用于EPON系统的物理层(主要是光接口)规范、MAC多点控制协议(MPCP)以及运营维护和管理(OAM)机制，IEEE制定EPON标准的基本原则是尽量在802．3体系结构内进行EPON的标准化工作，最小程度地扩充标准以太网的MAC协议，以实现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入。
在EPON技术的应用中，最主要的几个关键技术包括动态带宽分配技术、上行信道复用技术、OLT的测距以及延时补偿技术、突发信号的收发技术、安全性和传输质量控制技术以及MPCP多点控制协议等。EPON是一种无源光分配网络技术产品，属于纯介质网，不会受到除终端设备以外的其他设备干扰，也不会受到雷电影响，因此是一种具有很大可靠性，并且功能强大的宽带接入技术。
二、电力配电通信网建设中EPON技术的应用优势
2.1成本较低，易于维护管理，且扩展兼容性强。由于EPON是建立在纯介质网络上的技术，因此采用EPON技术的通信网络结构时，不需要再另设电源，也不必考虑电子部件的安装与维护，因而极大的降低了配电通信网的建设造价，并且也方便了管理维护。再者EPON系统不会占用太多的终端设备空间，集成化程度较高，具有很大的扩容性，属于低投入、高产出的技术方法。
2.2高宽带、高性能。EPON可以实现较高的宽带服务，目前较常使用的EPON能够提供保证上下行对称的1.25Gbit/s宽带。另外，EPON是一种点对多点的技术，能够使用单个光模块为多个终端用户服务，这就减少了光缆的应用，增大了通信网的服务范围。最重要的是在EPON系统中，各个终端之间的设备都是以并联的方式进行连接的，这样无论哪个终端出现问题，都能够保证其他终端的正常运行，极大的提高了通信性能。
2.3带宽能够实现灵活分配，网管功能较为完善。由于EPON具有一整套的带宽分配体系，因此其能够利用DBA、PQ/WFQ、WRED等方式，实现对各个用户的合理带宽分配，从而保证了网路服务质量。
2.4接线方式灵活多样。在配电通信网络的建设中，使用EPON技术能够根据不同的终端需要进行网络接线，因而实用性极强。一般常采用的接线方法主要有单电源辐射状接线方式和手拉手环网接线方式两种。而其中前者又可以分为集中分光模型与串联多级分光模式等。
三、电力通信EPON网络的架构分析
3.1EPON网络的基本结构
EPON网络架构主要由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）等三部分构成，具体的系统架构如下图1所示：在EPON系统的信息上行传输方向，主要采用的TDMA信息传输方式，使多个光网络单元ONU共享网络的信道容量和相应的信道资源，系统上行的信道传输信息的都是由OLT集中控制，每一个ONU根据通信协议按照OLT分配的时间间隙进行信息的传输，由于每个ONU所采用的时间间隙是根据OLT分配的，各不相同，在信息的传输中不会发生冲突和阻塞的现象。
3.2电力系统EPON结构
如图2，在局端机房的EPONOLT设备中，通过POS、ONU设备将多个单元连接起来，并连接到电力系统的主干网络上，能够有效的实现电厂、变电站、营业厅、办公大楼、远程控制系统和视频监控系统等相关的部分接入，有效的保证本地/城域网与主干网的互联。通过采用标准的TCP/IP通信协议，保证了EPON网络通信的兼容性和扩充性，对于不同网络的通信方式，可以采用诸如RS232、RS485或其他专用通信接口实现网络通信的兼容与信息协议的转换，实现信息在IP网络上的传输。为确保网络通信的安全性、可靠性、有效性，在EPON网络与主干网之间采用双环光纤网络连接，使系统具有双总线，使网络构架更加灵活可靠，能够有效的实现网络通信安全与稳定。系统采用无源分支技术，运用单一的ONU进行连接，在一个ONU出现故障时，不会影响整个系统的工作，保证系统的有效运行和稳定性。
四、EPON的电力通信网建设
EPON网络的架构方式。EPON网络的主干网主要采用电力系统中的SDH传输网作为信号传输信道来搭建骨干数据网络平台，其主要采用IPoverSDH技术实现，能够使EPON网络的信号传输速率达到100Mbit/s。这种架构的方式主要是依据现有电网的架构进行设计，其不需要对电网的结构进行变动，只需在电网的SDH设备上加装INTERNET上网设备，就能够实现EPON通信网络；这样可以充分的利用SDH信号传输网络的保护机制，网络搭建的成本较低。EPON作为电网的通信网络，能够为电网提供宽带接入服务，并根据电网的需要可以提供网络数据的控制和调度服务，通过相应的网络管理软件可以对网络的不同业务制定、分配带宽、信号调度、性能管理、通道管理和自动化管理，实现电网的安全运行。在具体的架构设计时，还要考虑线路终端的布放和光网络分配单元的设计，根据各个电厂、变电站、办公楼宇、视频监控、不同居民小区的要求，选择不同的FTTP的信号接入方式，来满足不同的需求。
四、EPON的子网接入
EPON子网的接入可以在沿途的主干线中进行接入，根据距离的远近可以采用无源分光器进行逐级接入，保证EPON的接入速率在1Mbit/s～1Gbit/s范围内可调。其采用的无源分光器是性能良好的光学器件，不存在感应电压，能够有效的防止雷击，不会产生干扰信号，通信功能的扩展性能好。而且，EPON网络的接入，不需要改变原有的电力通信网络结构，采用OUN进行直接连接即可。采用这种方式，能够有效的保证网络的安全性能，在一个EPON的网络设备存在故障时，不会影响其他网络的工作情况。这样，网络出现故障率比较低，便于维护管理，同时也能满足新的EPON子网的接入。
结语
EPON的网络接入是智能电网通信接入的有效方式，它可以为系统的用户提供可靠的数据传输、视频监控业务、语音业务、远程控制、业务调度和远程抄表等功能，可以实现电网的继电保护和自动控制的功能，使得电网的通信系统更先进、可靠、运营成本更低，能够满足市场发展的需求。
参考文献
[1]戴为,陈虹,徐伟.基于EPON通信技术的智能配电网方案研究[J].电力系统通信.2012(09)
[2]杨旭.EPON技术在广东电网智能配网通信中的应用分析[J].光通信研究.2011(05)
作者简介
董正坤（1982.10-），男，河北石家庄人，华北电力大学通信工程学士，工程师，单位：国网河北省电力公司信息通信分公司研究方向：电力系统通信
论文作者:董正坤
论文发表刊物:《电力设备》2016年第11期
论文发表时间:2016/8/15
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