（国网四川省电力公司甘孜供电公司 四川甘孜 626700）
摘要：近年来，随着甘孜电网的快速发展，传统的通信技术已不能满足电网安全运行的要求。光通信技术作为一种新型的通信方式，其稳定可靠等传输优势满足了智能电网建设的要求和电力系统可靠运行的需求，光通信技术必将成为电力通信网建设的未来方向之一。本文对比分析了三种光通信技术和基于EPON技术在电力系统中的应用，得出了基于EPON技术运用于电力系统的可行性。
关键词：光通信技术，电力系统，EPON技术
电力通信系统是当前电力系统的重要组成部分之一，承担着电力主站系统与站端二次设备之间的遥信、遥测等信息的传输，是实现电网安全和电力经济调度的重要保证。现阶段，甘孜电网正快速发展，用电负荷量与日俱增，通信网络的通信质量、通信速率正面临着巨大挑战，因此，甘孜电网迫切需要构建一种适合甘孜地区特殊地理环境且能满足当前甘孜电网建设需求的通信网络。光通信技术的研究对甘孜电网的发展有很大的现实意义。
1 光通信技术
光通信技术是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。因此，具有传输频带宽、通信容量大、抗电磁干扰能力强、损耗低、传输距离远、保密性能好，传输质量好、便于铺设和运输、环境适应性强等优势，完全满足甘孜地区高海拔、高寒、气候复杂多变的特殊地理环境对通信系统建设的要求。
2 光通信技术在电力系统中的应用
2.1 ASON技术
ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络。传输设备是ASON的基本传输载体，通常提供线性或环型组网结构。ASON技术是电力系统中运用最广的一种技术。ASON概念的提出，使传输、交换和数据网络结合在一起，实现了真正意义的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复，它是光传送网的一次具有里程碑的重大突破。ASON技术通过信号指令的方式来完成用户发出的业务需求，能在选路与信号指令控制下完成自动交换的功能，可实现多种业务的分级接入，扩展性强，此外，在电力系统中，ASON技术能处理电力通信系统中的电路保护，传送电路等问题，是一种标准化的光传输网，是我国当代电力通信系统的技术基础。
2.2 OTN技术
OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网，是下一代的骨干传送网。OTN是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。与传统的SDH、WDM相比，具有分级管理特性, 能够对网络进行分级管理，提供强大的FEC纠错能力；实现对任意客户信号的透明传送；对各层网络都有相应的管理监控机制。目前电力通信系统还并未采纳这一技术，但为电力通信系统的发展提供了一个可能发展的方向。
2.3 EPON技术
EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络），是基于以太网的PON技术。它采用点到多点结构、无源光纤传输，支持单纤双向传输，在以太网之上提供多种业务。
EPON技术下行工作原理如图1。在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID，在每一个分组之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节，OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。
EPON技术下行工作原理如图2。OLT接收数据前比较LLID注册列表，每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧，分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。
基于EPON技术的光通信技术与其他传统光通信技术相比，有以下优势：维护简便，维护成本低，上下行数据后期可以上升到10G，传输距离长，网络覆盖面广，可完成大规模的组网，支持点到多点的传输，对终端设备较多的变电站站端，具有很强的网络适应性。
3 基于EPON技术的电力通信系统的组网方案
3.1 可行性分析
甘孜供电公司管辖17个区县，海拔从1000多到4000多，地域面积15.3万平方公里，地域辽阔，气候复杂多变。EPON技术适合长距离传输、易于维护等优点完全符合甘孜电网未来的发展需求。EPON技术是“配电子站到自动化终端”这个通信层面的最佳选择。①EPON技术具有的优势和特性能满足甘孜地区特殊地理环境的通信需求，为其在甘孜电网中的运用提供了可行性；②EPON技术能支持任何特性、任何铺设方式的光缆，EPON均能提供高效快速可靠的传输；③EPON技术能满足电力通信系统常用的三种组网方式，即单电源辐射网拓扑结构、“手拉手”环网拓扑结构、双电源双T网拓扑结构。综上所述，基于EPON技术的光通信系统在甘孜电力通信网中是可行的。
3.2 组网方案
为减少甘孜电网每年的运维成本，避免重新开辟通信管道，基于EPON技术的电力通信系统可以采用链路形组网方式。
基于EPON技术的电力通信系统的工作方式如图3所示。
OLT的操作：产生时间戳消息，用于系统参考时间，通过MPCP帧指配带宽，进行测距操作。ONU的操作：ONU通过下行控制帧的时间戳同步于OLT，ONU等待发现帧（gate），ONU进行发现处理，包括：测距，指定物理ID和带宽，ONU等待授权，ONU只能在授权时间发送数据。
链路形组网，拓扑结构如图4所示，在每一个配电子站安装一个OLT设备，然后通过OLT的PON口级联多个POS，把分光器安装在每一个分段开关处设OLT设备的光纤半径为20km,完全满足图4中的单电源供电要求。
3.3 可靠性分析
该组网方式采用并联的方式接入无源分光器和ONU设备，构成光通信网络。该组网方式的优势在于，即使其中一个ONU设备故障，其它ONU设备也可以继续正常运作，线路可靠性高，而且，该组网方式采用AES加密算法，符合电网公司二次安防的要求，保证了数据传输过程中的安全性。
4 结束语
基于EPON技术的光通信系统对甘孜电网具有很高的实用性，对甘孜电网的发展具有很强的推动作用。所以目前需联系甘孜电网实际情况探讨研究EPON技术，减少EPON技术在实际运用中的障碍，唯有这样才能减轻甘孜电网在实际维护中困难。
参考文献
[1]王顺兴.光通信技术在电力通信系统中的应用与组网方案研究[D].北京邮电大学,2010.
[2]张静.光通信技术在电力通信系统中的应用研究[J].科学中国人,2015(21)：66.
论文作者:赵继
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/6
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