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摘要：EPON技术作为经济高效的光纤通信技术，对配电网结构具有极强的适应能力，且造价低廉、安全可靠、扩容方便，在配电自动化系统中得到越来越广泛的应用。本文首先介绍了EPON技术的概念及相关技术，通过EPON技术与其他通信技术的比较，确定了EPON技术在配电通信网建设和运维中的优势，最后对EPON技术在配电自动化系统中的工程应用进行了探讨。
关键词：EPON；配电自动化；通信；ODN
随着我国经济社会的不断发展，用户对电力服务提出了更高的要求，配电网作为电力系统中最靠近用户侧的部分，由于在电网建设初期资金投入有限，逐渐成为制约供电服务不断提高的瓶颈，并不断带来供电质量问题，配电网改造需求与日俱增。配电自动化利用电子技术、自动控制技术、计算机技术等技术手段，实现配电网的智能化监控管理，成为解决供电质量问题和提升服务水平的直接手段，同时作为建设智能电网的重要支撑技术，受到国内外电力工作者的广泛关注，并得以大量实践。
通信系统作为配电自动化系统的支撑网络，为各类配电自动化信号提供了通道载体，配网自动化系统的高效稳定运行与通信系统的运行情况息息相关。以太网无源光网络（EPON）采用单纤双向光纤传输技术，通过无源分光器构建光分配网络，主要由汇聚设备光线路终端（OLT）、终端设备光网络单元（ONU）组成，OLT下行数据采用广播形式，ONU上行采用时分多址（TDMA）方式按规定时序发送数据。EPON技术因其建设成本低廉、数据安全性高、传输带宽大等优势，逐渐应用于配电自动化通信系统以及用户接入网。本文首先介绍了EPON技术的概念及相关技术，通过EPON技术与其他通信技术的比较，确定了EPON技术在配电通信网建设和运维中的优势，最后对EPON技术在配电自动化系统中的工程应用进行了探讨。
1 EPON技术概述
EPON是一种点到多点的单纤双向传输的光纤通信技术，通过采用单纤双向、光配线网络（ODN）分光技术、无源分光器，实现点到多点传输、单纤传输。在EPON网络中，OLT以广播形式向网络中的每个ONU发送下行数据，ONU将下行数据的标识信息与自己的端口地址进行对比，相同则接收数据，不同则丢弃数据。下行数据以点对多点的广播方式传输，ONU的端口地址被用作要接收数据包的ID号，ONU只能获得与自己的ID号相同的数据包。ONU按照TDMA制定的规则在各自的预定时隙内向LOT发送数据，所有ONU发送的数据转换成光信号，这些光信号通过ODN（光分配网络）进行时分复用，ONU的时隙划分按照OLT与ONU之间距离来判定分配。ONU上行数据传输采用TDMA技术，按照既定时隙有序发送，其上行数据只在自己分配的时隙内进行传输，具有冲突检测与避免功能。
2 EPON技术在配电通信中的优势
在配电通信网络中，配电自动化主站至变电站的通信方式通常采用独立的千兆以太环网，而配电终端设备至变电站的通信方式可采用多种通信方式，主要有EPON技术、工业以太网技术、配电载波技术、无线专网、无线公网等。其中EPON技术又称以太网无源光网络技术，EPON采用TDMA实现上行数据的有序发送，使ONU之间避免了争抢数据通道的情况。EPON使用ONU注册规则可以有效屏蔽非法ONU入网，并通过AES-128和三重搅动方式对数据进行加密，防止非法ONU获取数据。由此可见，EPON系统中数据传输的安全性可以得到保障。
此外，EPON技术采用单纤双向通信，非常节省纤芯资源，主干光纤采用非均匀的无源分光器，为下级扩容站点预留了光信号功率，只要新增分光器和ONU设备，即可实现网络扩容。另外，ONU设备和无源分光器成本低廉，仅为工业交换机、接入层光传输设备、光接口板、光模块成本的五分之一，在配电网络站点数量大、增长快的情况下，采用EPON技术建设配电自动化通信系统，能最大程度地节省建设和扩容成本。因此，EPON技术可以满足配电通信网的各项需求。
3 EPON技术在配电自动化系统中的应用
根据配电二次系统业务分区规则，配电自动化系统属于生产控制大区，且配电通信子站通常设置在110 kV及以上变电站，变电站的调度数据网带宽通常为2*2 M/S，而配电通信网接入层带宽已达到100 M/S，为了不占用调度数据网的有限带宽，在通信主站通过三层交换机与自动化主站前置交换机通信。
在通信子站内，作为配网数据汇聚点的OLT设备通过1000M SFP接口与SDH设备进行上行连接，下行通过PON口与配电终端的ONU组成冗余网络，实现数据的传输和保护。配电终端接入配电通信子站是配电通信系统中最为重要、复杂的部分，在开闭所、环网柜、配电房等组成的配电网络中，通过光缆敷设或架设，配电通信接入层可组成链型或环型网络，并采用“手拉手”和单链结构，在对网络结构进行设计时，应充分考虑以后的扩容需求，预留光功率和接入空间，EPON典型“手拉手”两点接入结构如图1所示。
4结语
EPON技术因其传输带宽、数据安全性、维护便利性、建设扩容经济性等方面的优势，适用于配电通信系统，并在配电自动化系统改造过程中得到了较多的实践。EPON系统采用单纤双向传输技术，OLT以广播形式向网络中的每个ONU发送下行数据，ONU采用TDMA方式在各自的预定时隙内向LOT发送上行数据。在配电通信网建设实践中，EPON技术常运用于配电通信网接入层，以光通道衰减计算结果为依据，进行分光器级数设计，在充分考虑EPON扩容需求的情况下，完成ODN拓扑设计。
参考文献：
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论文作者:郑涪文
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/2
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