基于EPON和工业以太网的新型配网通信混合组网方案.docx

基于 EPON 和工业以太网的新型配网通信混合组网方案赵家庆，鼎， 钱科军，慧，瑜，(苏州供电公司， 江苏 苏州 215004)王赵俞秦舒斐摘要：介绍了以太网无源光网络（EPON）技术和工业以太网技术原理，对这 2 种通信组网方案进行了经济技术对比，在此基础上提出了基于 EPON 和工业以太网的新型配网通信混合组网方案。 该方案在系统的可靠性、扩展性、接入便捷性、兼容性等方面均有优越性能，适应实际工作环境能力更强，并通过工程实例进行了验证。关键词：配电网；无源光网络；工业以太网；混合组网中图分类号：TM76文献标志码：A文章编号：1009-0665（2014）03-0001-05配网自动化是智能电网的重要组成部分[ 1-3 ]，而结构为树形[ 8 ]。 EPON 原理如图 1 所示。通信网络是实现配网自动化系统的基础。 在电力通信领域[ 4 ]，输电网建成了以光纤为主的骨干通信网，配 电、用电环节的通信网作为接入网，其通信水平相对 输电而言差距较大，呈现“骨干网强、接入网弱”的态 势。 配电网通信问题在推进一流配电网建设的过程中 日渐显露，如何设计适应配电网的通信组网技术成为 研究热点。 以太网无源光网络（EPON）技术[ 5 ]在此背2131ONU下行方向用1业 务 网 络213213网 络 接 口OLTPOSONU221口2133上行方向ONUODN景下应运而生，其综合了以太网技术及无源光网络 图 1 EPON 原理EPON 由局侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网（PON）技术的优点,成为目前最具有吸引力的用户接 入网的解决方案，并在配电网通信领域中发挥日益重 要的作用。 从国内外配网自动化系统采用的通信技术 看，尚没有一种通信技术可以很好地满足于配网自动 化系统所有层次的需要[ 6 ]。 在配网自动化系统中，往 往由多种通信技术组合成混合的通信系统，各个层次[ 9，10 ]络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。OLT 是局端设备，通常放置在中心机房，是一个多业务提供平台。 在下行方向面对无源光网络，要提供光纤接口 PON 口；在上行方向则面对数据传输网，因此要提供电口或 光口，接口速率可以是百兆、千兆或万兆。 ODN 由光纤 和无源光分路器（POS）组成，在 OLT 与 ONU 之间提供 光通道，主要负责分发下行数据并集中上行数据，完成按实际需求采用相应的通信技术[ 7 ]。EPON 技术适合于通信节点众多且分散的应用场景，适用于配电终端等设备通信。 但是单纯采用 EPON 组建骨干网，则在 可靠性、兼容性等方面存在不足，而工业以太网因其 稳定可靠、实时性强等方面的优势，可以弥补 EPON 组网的不足。 对于接入网采用工业以太网组网，则在 经济性、组网灵活性等方面存在不足，而 EPON 则可 以弥补这些不足。 采用 EPON 和工业以太网进行混合 组网，最大化发挥两种技术的优势，可以构建性能优 秀的配网通信网络。 文中结合 EPON 与工业以太网的 技术原理以及配网自动化对通信系统的要求，研究基 于 EPON 和工业以太网的配网自动化系统通信组网 体系结构，在此基础上提出相应的解决方案。1 EPON 组网方案1.1 EPON 工作原理光信号功率分配和波长复用等功能。ONU 用于连接用户终端设备， 在配用电系统中可连接开闭所监控终端（DTU）、集中器等电力设备。ONU 上行接口是 PON 口，通过光纤连接无源光网络，下行接口可根据接入设备性质配置，有电口、RS232/RS485、PSTN 等接口。EPON 采用波分复用技术同时处理双向信号传输， 下行数据以点到多点的广播方式从 OLT 发送到所有的 ONU，上行数据则从各个 ONU 采用时分复用的方式统一汇聚到中心局端 OLT。[ 11 ]EPON 技术与现有以太网兼容。 以太网技术是成熟的局域网技术，EPON 技术只是对现有的 IEEE802.3ah 协议作了一定的补充，基本上与其兼容。 因此，EPON 与以太网互联时避免了通信协议的转换， 方便管理。[ 12 ]EPON 技术综合了 PON 技术与以太网技术，具有传输EPON 是基于以太网协议的 PON 网络，是一种带宽高、网络结构灵活、易于扩展、多业务支持能力、易于管理维护、抗干扰性强等优点，可满足各类用户的多 种需求。采用点到多点结构的单纤双向光接入网，其典型拓扑收稿日期：2014 - 01-05；修回日期：2014- 02-18…kV变电站220 kV变电站20-30 回用户变2.5G110 kVSDH622 M/ 变电站企业用电Ring155 M1+1 手家SDH拉手光庭220 kVRing纤保护用变电站电光纤变压器OLT 110 kV杆塔设备 变