智能電網(wǎng)配網(wǎng)EPON通信電力用戶版交流終稿課件

智能電網(wǎng)配網(wǎng)自動化通信技術EPON技術交流專網(wǎng)事業(yè)部1目錄配網(wǎng)自動化及通信方式介紹1EPON無源光網(wǎng)絡技術簡述2EPON技術用于配網(wǎng)通信可行性分析3EPON技術配網(wǎng)通信的解決方案4瑞斯康達電力EPON產(chǎn)品介紹5EPON產(chǎn)品在電力通信的技術要求62智能電網(wǎng)的“兩元網(wǎng)絡”及三大流3配電網(wǎng)系統(tǒng)由于覆蓋面積廣、技術實施手段多樣化、系統(tǒng)建設周期長且難度較大，因此與發(fā)電、輸電的發(fā)展相比，目前配電網(wǎng)的建設更為落后，停電事故的頻繁發(fā)生及斷電線路檢修，嚴重影響人民生活和經(jīng)濟建設的發(fā)展，這與電力系統(tǒng)要求的配電網(wǎng)供電可靠性達到99%以上還相差甚遠。建設配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)——背景簡介建設配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)是我國電力市場和經(jīng)濟建設的必然結果！縮短全年停電時間對于電力經(jīng)營者是一筆巨額財富收入！建設配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的經(jīng)濟效益例：2008年，廣州用戶平均停電時間14小時，深圳平均停電時間5.3小時，國內(nèi)領先的珠海年停電時間約為2.5小時。如何建設配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)？5配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)（DAS）配電網(wǎng)自動化配電SCADA系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)（GIS）需方管理（DSM）負荷監(jiān)控管理（LCM）遠方抄表與計費自動化（AMR）進線信息監(jiān)視開閉所、變電站自動化饋線自動化變壓器巡檢與無功補償

配網(wǎng)自動化：利用現(xiàn)代電子技術、通訊技術、計算機及網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)配電系統(tǒng)正常運行及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制和配電管理的現(xiàn)代化，其目的是用自動化手段去代替人工操作。

功能配電網(wǎng)運行自動化：配電網(wǎng)實時監(jiān)控、自動故障隔離及恢復供電、自動讀表等功能配電網(wǎng)管理自動化：離線的或實時性不強的設備管理、停電管理、用電管理等功能四遙6“柱上開關”自動化接線圖舉例線路電流/電壓信息配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡終端子站主站開/關控制監(jiān)控信息需要“配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)”上傳，并接收主站控制命令。7單電源供電配電開關接線圖：配電網(wǎng)一次設備（開關）連接圖“手拉手”三開關四分段示意圖：

目前先進的配網(wǎng)自動化線路是由配電線纜、重合器、分段器、斷路器等構成。各種一次設備（開關）是實現(xiàn)配電線路自動化的基礎設備。在配網(wǎng)自動化中，一次設備（開關）的監(jiān)控是由配電網(wǎng)自動化各種饋線終端來完成PVSPVSCBCB—站內(nèi)重合器和斷路器PVS—柱上真空開關同處一個位置PVSPVSPVS電源A電源BI段II段III段IV段重合器環(huán)網(wǎng)柜重合器重合器PVS—柱上真空開關（重合器）9PVSPVSPVS電源A電源BI段II段III段IV段高壓配電35kV

配電線路重合器環(huán)網(wǎng)柜

DTU通過并聯(lián)的方式接入重合器兩極。當PVS多級斷開、閉合確定了I、II、III、IV哪些段出現(xiàn)故障側后，相應的FTU將主站的斷開命令下達到重合器。環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)DTU將根據(jù)故障情況，操作另一端PVS閉合，實現(xiàn)供電故障倒換。DTUFTU重合器重合器例：配電網(wǎng)自動化控制終端連接圖各個配變終端（DTU、FTU）放置在電力一次設備的旁邊，負責數(shù)據(jù)的采集控制控制采集采集采集控制FTU10配電子站環(huán)網(wǎng)柜TTUPVS配電線10KV出線FTU配電子站配電線10KV出線中壓配電網(wǎng)10kV

配電線路圖

FTU則是裝設在10kV斷路器、負荷開關、分段器旁，對各種柱上開關設備所在線路的電氣參數(shù)進行監(jiān)控和采集。TTU則是裝設在配電變壓器、箱變等變壓器設備旁，監(jiān)測變壓器運行狀況的終端裝置。

自動化采集終端的數(shù)據(jù)需要配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)完成上傳采集控制合閘采集控制采集例：配電網(wǎng)自動化控制終端連接圖11配電網(wǎng)自動化通信結構圖13傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動化通信---PLC

PLC利用電力架空明線或地埋電纜，通過配電載波設備來傳遞信號，其優(yōu)點是可用現(xiàn)有的配電線路傳輸不需另鋪線路，而且便于管理。缺點是：電力線環(huán)境帶來嚴重信號衰減、噪聲干擾及輸入阻抗不匹配，制約信號傳輸距離，不適于信號遠距離傳輸。220/380V低壓載波信號10kV中壓載波信號RS-232/485串口信號采集終端采集終端采集終端臺區(qū)變壓器采集終端…用戶表1用戶表n采集終端…用戶表1用戶表n集中器子站主站系統(tǒng)14傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動化通信---SDH

SDH在傳統(tǒng)電力傳輸網(wǎng)中的應用非常廣泛，它以優(yōu)異的性能和為電力通信提供了一個健壯的平臺。但在配電網(wǎng)自動化通信中，SDH應用的缺點和它的優(yōu)點一樣的突出。優(yōu)點：1）高帶寬。2）多種環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議3）光纖通信方式缺點：1）工作環(huán)境要求高2）高帶寬同時帶來了帶寬的浪費。3）施工難度大，實現(xiàn)困難。4）成本投入不切實際15傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動化通信方式---交換機

工業(yè)以太網(wǎng)交換機在電力通信網(wǎng)絡中有著較為良好的應用基礎，具備高帶寬、環(huán)網(wǎng)保護、IP化趨勢等優(yōu)點。但在配電網(wǎng)自動化通信中，交換機環(huán)型組網(wǎng)對配電網(wǎng)光纖走向要求較高。同時面對配網(wǎng)通信的點到多點通信結構、擴容性、抗多點失效等要求時，交換機組網(wǎng)在應對時顯得捉襟見肘。以太網(wǎng)光纖自愈環(huán)開閉所環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)主站網(wǎng)管服務器網(wǎng)管終端FTUFTUFTUDTUDTU串行RS-232光纖以太網(wǎng)子站FTU17

230MHz是微波通訊的一種，屬于超短波通信方式。采用行業(yè)專網(wǎng)專用頻段，通過微波實現(xiàn)信號傳輸。傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動化通信方式--230MHz主頻電臺智能Modem子站通信串口服務器串口主頻電臺

230MHz是微波通訊的一種，屬于超短波通信方式。采用行業(yè)專網(wǎng)專用頻段，通過微波實現(xiàn)信號傳輸。優(yōu)點：1）獨占資源，通信信道使用具有唯一性。2）完全歸屬電力企業(yè)，系統(tǒng)通信安全性高缺點：1）覆蓋范圍受限，通信盲區(qū)需設立中繼來消除2）信號調(diào)制易受到同頻干擾和交調(diào)干擾。3）在同一時刻、同一頻點下只允許主站與一個終端通信，數(shù)據(jù)容量受限。變電站CH1CH2智能Modem終端變壓器CH1終端變壓器CH1終端變壓器CH218傳統(tǒng)配電網(wǎng)自動化通信方式---GPRS

GPRS通信方式目前在電力集中抄表系統(tǒng)中應用廣泛，它依靠租借駐地移動運營商的無線資源組建電力無線專網(wǎng)，這種方式不需要電力投資線纜資源，而且組網(wǎng)靈活。

優(yōu)點：1）基礎資源豐富，不需要投資線路建設。2）組網(wǎng)方便靈活。缺點：1）帶寬較低，最大帶寬114Kbps，很難滿足配網(wǎng)終端接入需求。2）實時性和擴展性較差，受制于運營商。3）適合遙測、遙信上行采集信號傳輸，不滿足主站下發(fā)遙控、遙調(diào)控制信號的可靠性傳輸要求。終端無線模塊采集對象運營商無線公網(wǎng)無線通道主站系統(tǒng)光電轉換光纖防火墻通訊機終端無線模塊基站基站19建設配電網(wǎng)自動化對通信系統(tǒng)的要求通信可靠抗惡劣環(huán)境穩(wěn)定運行，設備通信實現(xiàn)冗余保護。利用配電電纜管道，避免重新挖掘；通信設備性價比高。遵循配電線纜的網(wǎng)絡結構。高帶寬，并具備RJ-45以太網(wǎng)接口、RS-232/485串行接口通信網(wǎng)絡具備高度適應性，擴容方便安全。投資經(jīng)濟組網(wǎng)規(guī)范通信速率擴展性強21傳統(tǒng)光纖通信組網(wǎng)所面臨的問題一能否實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化通信點到多點結構？結合配電網(wǎng)自動化終端數(shù)量眾多和分布分散的特點，傳統(tǒng)點到點的光纖通信方式不適合應用在配電網(wǎng)自動化通信中。二支路節(jié)點在使用分光設備時，對環(huán)境因素是否敏感？在配電線路旁、戶外開閉所沒有良好的工作環(huán)境，要求分光設備對環(huán)境有很好的適應性，例如：防水、防潮。三通信設備是否滿足工業(yè)級設計要求？配電終端常暴露在室外，要求通信系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下能可靠運行，同時應具備抗電磁干擾、支持多種供電方式等。四通信網(wǎng)絡擴展是否方便？隨著配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的發(fā)展，開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等節(jié)點數(shù)量具有不可精確預測性，要求通信網(wǎng)絡具備高度適應性，并在擴容時不影響整網(wǎng)的安全運行。22目錄配網(wǎng)自動化及通信方式介紹1EPON無源光網(wǎng)絡技術簡述2EPON技術用于配網(wǎng)通信可行性分析3EPON技術配網(wǎng)通信的解決方案4瑞斯康達電力EPON產(chǎn)品介紹5EPON產(chǎn)品在電力通信的技術要求623EPON技術簡述——波分復用252525EPON單纖雙向波分復用技術分光器外觀OpticalMuxOpticalMux兩個波長的信號同時在一根光纖中傳輸，互不干擾發(fā)送和接收在一根光纖中采用不同波長傳輸：發(fā)送：1490nm、1550nm（CATV信號）接收：1310nm1490nm1310nm單芯252626分光器分光技術（有平均分光/非均分分光）EPON技術簡述——分光器工藝說明EPON的分光器按制造工藝可分為：熔融拉錐的光分路器（非均分、均分）平面波導型光分路器（均分）熔融拉錐:平面波導:波導硅基耦合區(qū)纖芯包層實現(xiàn)光功率的非均勻分配實現(xiàn)光功率的均勻分配262727光功率均分示意：OLTONU1ONU2功率100%5dB均分功率50%（2.5dB）功率50%（2.5dB）OLT光功率非均分示意：非均分非均分非均分功率100%5dBONU2ONU3功率95%ONU10.25dB功率5%功率95%功率95%4.75dB4.51dB功率5%0.24dB4.29dB功率5%0.22dBEPON技術簡述——分光器使用說明272929PON網(wǎng)絡中，每個ONU可以接受到OLT所有下行數(shù)據(jù)，但ONU只根據(jù)下行數(shù)據(jù)的LLID標識信息接收屬于自己的數(shù)據(jù)，丟棄其他的數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)幀OLTONU下行通信示意圖分光器業(yè)務一業(yè)務二業(yè)務三22132213221322131223OLTONU1ONU2ONU3EPON關鍵技術——下行通信原理293030分光器業(yè)務一業(yè)務二業(yè)務三222311112223112223TimeSlot（時隙）每個ONU在各自預定時隙發(fā)送光信號。所有ONU的光信號通過ODN采用時分復用方式合成。時隙的預定靠OLT與ONU的距離判定分配。ONUOLT上行通信示意圖OLTONU1ONU2ONU3EPON關鍵技術——上行通信原理303131示意：ONU自動注冊——可實現(xiàn)即插即用MPCP（多點控制協(xié)議）主要功能：1、ONU的自動發(fā)現(xiàn)和加入、測距、報告鏈路擁塞情況；2、在原有的以太網(wǎng)CSMA/CD基礎上引入了新的MAC控制信息，3、OLT使用GATE和REPORT消息實現(xiàn)時鐘同步和時隙分配,REGISTER和ACK信息用來控制自動注冊和應答過程。OLTONU4ONU1發(fā)現(xiàn)時間窗口發(fā)現(xiàn)時間窗口注冊請求：MAC地址注冊請求：MAC地址注冊:LLID注冊：LLID注冊確認注冊確認EPON關鍵技術——MPCP協(xié)議功能ONU2ONU33132DBA（動態(tài)帶寬分配，DynamicallyBandwidthAssignment）：一種能在微秒或毫秒級的時間間隔內(nèi)完成對上行帶寬的動態(tài)分配的機制。帶寬控制(優(yōu)先級從高到低)加速轉發(fā)型，支持對端到端延時敏感和需要帶寬保證的業(yè)務，如串口232/485業(yè)務。確定轉發(fā)型，支持對延時不敏感但是要求帶寬保證的業(yè)務，如以太業(yè)務。盡力而為型，支持對端到端延時不敏感且不需求帶寬保證的業(yè)務，如一般業(yè)務。EPON關鍵技術——DBA機制作用OLTONU1ONU2P0P1P2遠動業(yè)務視頻監(jiān)控其他業(yè)務ONU內(nèi)部調(diào)度詢問帶寬需求詢問帶寬需求報告帶寬需求報告帶寬需求分配時隙根據(jù)DBA算法分配每個ONU的帶寬分配時隙11ONU從接收到重新分配時隙消息的下一周期開始以新的時隙長度發(fā)送數(shù)據(jù)隊列，優(yōu)先發(fā)送高優(yōu)先級的業(yè)務直到本周期內(nèi)的時隙被填滿。根據(jù)業(yè)務優(yōu)先級實現(xiàn)隊列ONU1重新被分配后的時隙長度帶寬需求發(fā)生變化323333EPON數(shù)據(jù)傳輸安全性說明業(yè)務安全性1）OLT/ONU支持802.1QVlan，接入ONU上的不同業(yè)務可以通過Vlan進行業(yè)務隔離。2）二層Qos技術可以配合EPON系統(tǒng)工作，保證不同用戶業(yè)務的傳輸。數(shù)據(jù)安全性1）下行（OLT→ONU）采用1490nm波長，上行（ONU→OLT）采用1310nm波長保證上下行數(shù)據(jù)無沖突。2）數(shù)據(jù)傳輸過程中支持數(shù)據(jù)AES-128位加密，保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性。遠動業(yè)務VLAN1遠動業(yè)務VLAN1OLTONU1ONU21490nm1310nm視頻監(jiān)控VLAN2不在同一VLAN下拋棄數(shù)據(jù)幀視頻監(jiān)控VLAN2遠動控制中心視頻控制中心121212112212121212333434EPON設備組網(wǎng)拓撲形式OLTONU分光器ONUONUONU（1）基礎樹形1：n均分OLTONU分光器（3）全冗余保護樹形1：n均分ONUONUONU分光器1：n均分雙PON口ONU雙PON口ONU雙PON口ONU雙PON口ONU主PON口備用PON口OLTONU分光器ONUONUONU（2）主干保護樹形2：n均分主PON口備用PON口OLTONU分光器ONUONUONU（4）總線型（鏈型）1：2非均分分光器分光器分光器OLTONU分光器ONUONUONU（5）全保護總線型（鏈型）1：2非均分分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器雙PON口ONU雙PON口ONU雙PON口ONU雙PON口ONU主PON口備用PON口3435EPON系統(tǒng)優(yōu)勢簡述一、P2MP通信方式。通過EPON分光器可以形成點到多點網(wǎng)絡模式，適應復雜的線路資源情況。二、無源分光。EPON分光器不需要電源，對惡劣的環(huán)境的適應能力非常強，工作穩(wěn)定、不易損壞。三、靈活的擴展能力。EPON網(wǎng)絡在擴展新終端和新線路的時候對網(wǎng)絡的影響很小，無源分光器的設計使EPON網(wǎng)絡擴容變得簡單、靈活。四、各ONU采用并聯(lián)方式接入。單點或多點故障不影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行。五、強大的網(wǎng)管功能。管理到ONU的PON的每個端口業(yè)務。EPON系統(tǒng)的優(yōu)勢恰恰滿足配電網(wǎng)自動化光纖通信的要求，那么使用EPON技術構建配網(wǎng)自動化通信是否可行呢？35EPON技術用于配電網(wǎng)通信可行性分析1、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信—使用通信介質(zhì)分析2、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信--光纜鋪設走向分析3、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信--組網(wǎng)結構分析4、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信--設備取電分析5、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信—設備使用環(huán)境要求分析6、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信--帶寬要求分析7、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信--鏈路保護和抗單/多點失效分析8、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信--業(yè)務隔離及數(shù)據(jù)安全可行性分析9、EPON系統(tǒng)用于配網(wǎng)通信--網(wǎng)絡擴容分析36目錄配網(wǎng)自動化及通信方式介紹1EPON無源光網(wǎng)絡技術簡述2EPON技術用于配網(wǎng)通信可行性分析3EPON技術配網(wǎng)通信的解決方案4瑞斯康達電力EPON產(chǎn)品介紹5EPON產(chǎn)品在電力通信的技術要求637省級核心網(wǎng)市級骨干網(wǎng)縣級接入網(wǎng)火電廠500kV220kV220kV220kV110kV220kV110kV110kV110kV110kV35kV35kV35kV35kV35kV220kV220kV110kVSTM64/STM16STM16/STM4STM4/STM1各省市電力公司已建成以光纖通信網(wǎng)絡為主的調(diào)度通信網(wǎng)。所轄電網(wǎng)內(nèi)35kV、110kV及以上變電站基本實現(xiàn)光纖全覆蓋。

當前電力系統(tǒng)光纖分布情況配電線路10kV開閉所配電站（一）使用通信介質(zhì)分析光纖網(wǎng)絡具備向110kV或35kV以下的配電線路延伸的網(wǎng)絡基礎。38（一）使用通信介質(zhì)分析1、將光纜沿配電線路架，掛在電力導線下方充分利用配電網(wǎng)線纜資源，延伸配電網(wǎng)光纖：ADSS（全介質(zhì)自承式）OPGW（光纖復合架空地線）OPPC（光纖復合相線）地線和通信雙重功能全金屬結構相線和通信雙重功能耐受高壓強電承受自身重力抗自然環(huán)境2、將光纖放置在架空的中高壓配電線的地線中3、在一些不架設地線的配電線路，將光纖單元復合在電纜相線中4、利用電力線管道，地埋光纜391、架空線路：利用同桿塔敷設光纜2、具備電力管道路徑：同路由敷設光纜3、光纜芯數(shù)：根據(jù)配電線路監(jiān)控數(shù)量選擇4、光纖類型：優(yōu)選單模配電網(wǎng)光纜具體建設方案：專芯專網(wǎng)原則

配電線纜資源情況：斷路器、配電變壓器、分段開關、負荷開關、配電網(wǎng)監(jiān)測終端沿著配電電纜分布。

配電線纜是一級級的走向，所以光纜敷設也需如此。而且配電網(wǎng)光纖往往借助配電線纜管道（地埋、架空、混合）來敷設。而EPON系統(tǒng)對于光纜的走向有很強的適應性，既可以是鏈型也可是星型結構，因此，EPON系統(tǒng)完全可以適應這種結構變化。（二）光纜鋪設走向分析40（三）組網(wǎng)結構分析電力配電網(wǎng)中電纜的組網(wǎng)結構如下所示：手拉手環(huán)網(wǎng)單電源輻射網(wǎng)此方式在農(nóng)村電網(wǎng)占主導地位。線路單電源供電，接線簡單、建設投資較少。當線路或設備故障、檢修時，用戶停電范圍大，系統(tǒng)供電可靠性較差。主干線路一般要求分３～４段，供電半徑約為3～5km。

在城網(wǎng)供電多為雙電源方式通過主干線路末端之間的直接聯(lián)絡，實行環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行，大大提高了供電可靠性。41雙電源雙T網(wǎng)雙變壓器接線，具有Ｔ形接線的優(yōu)點，節(jié)省電力電纜的用量，運行方式靈活，又使變壓器和低壓配電系統(tǒng)有備用，接線可靠性高。

通信光網(wǎng)絡組網(wǎng)結構如何適應以上配電網(wǎng)線路網(wǎng)絡結構？（三）組網(wǎng)結構分析42鏈型組網(wǎng)全鏈路保護EPON系統(tǒng)組網(wǎng)拓撲——天然符合配電網(wǎng)線路網(wǎng)絡結構全鏈路保護——單電源輻射網(wǎng)——雙電源雙T網(wǎng)——手拉手環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)通信光纖線路資源分布特點：

帶狀或鏈形結構

EPON天然組網(wǎng)結構

配電光纖線路敷設通常是帶狀或鏈型結構光纖芯數(shù)相對較少單纖雙向通信子站與監(jiān)測終端之間是點到多點結構（三）組網(wǎng)結構分析4344環(huán)網(wǎng)柜監(jiān)控TTU配電線SPSPVSRTU配電子站10KV母線FTU配電線配電網(wǎng)主站同處一個位置配電子站10KV母線交換機OLTOLTONU1ONU2ONU3ONU4SDH/MSTP傳輸網(wǎng)（三）組網(wǎng)結構分析44（四）設備取電分析1、電壓互感器變換電壓，二次側可輸出220VAC2、就近配電變壓器取電3、電壓互感器+蓄電池（UPS）在配電線路上配電網(wǎng)測量儀表、繼電保護裝置、自動化終端及通信設備如何取電？互感器（PTpotentialtransformer）配電采集終端220V電源線ONU繼電保護裝置220V電源線ONU開閉所、負荷中心、用戶電表處取電相對方便。環(huán)網(wǎng)柜、柱上開關、變壓器可依靠PT提供工作電源。二次側二次側45（五）設備使用環(huán)境要求分析（五）設備使用環(huán)境要求分析配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)對通信設備的工作環(huán)境要求：1對設備抗電磁干擾：防浪涌沖擊2對設備抗惡劣環(huán)境運行：耐高溫、抗嚴寒3對供電方式：支持-48VDC、220VAC4對設備散熱方式：優(yōu)選自然散熱5對安裝環(huán)境：室內(nèi)、室外注意防水、防塵46EPON滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)對設備工作環(huán)境的要求外觀金屬屏蔽式機盒，提升EMC性能防護電源寬電壓極性保護，防浪涌沖擊，支持熱插拔散熱無風扇設計、自然散熱工作電源-12V、-24V、-48V、220V；PSE遠程供電抗惡劣環(huán)境運行溫度為-30~+75℃，濕度為10%~90%非凝露安裝環(huán)境OLT：主站、110/35kV變電站的站內(nèi)通信機房ONU：10kV開閉站、配電室，并根據(jù)室內(nèi)的條件和相關要求，可放置小型機柜或機箱。應避免安裝在潮濕、高溫、強磁場干擾源的地方。（五）設備使用環(huán)境要求分析47

EPON通信網(wǎng)絡帶寬完全滿足配電網(wǎng)子站通信速率的要求。（六）帶寬要求分析EPON可提供上下1.25Gbps對稱的通信速率，隨著未來的通信需要可擴容至10Gbps。以太網(wǎng)接口（bit/s）RS-232串口(Baud)RS-485串口（bit/s）ONU10/100M自適應300、1200、2400、4800、9600、19200最高10MOLT1000M電/光（對接MSTP）接口數(shù)量1—41—41—4現(xiàn)有配電網(wǎng)通信終端（FTU/DTU/RTU）的通信接口以RS232/485為主，少量產(chǎn)品具備以太（RJ45)口，隨著以太網(wǎng)技術應用的不斷發(fā)展，近年的配網(wǎng)自動化通信終端接口正慢慢朝Ethernet（RJ45)過渡，并最終會取代絕大部分的電力通信設備的接口。4849子站AOLTSNMP網(wǎng)管RS-485RS-485RS-232RS-485RJ-45RS-232RJ-45FTU無源分光器主用光纖DTU備用光纖子站BOLT當ONU檢測到主干主用光纖中斷或多條分支主用光纖失效時能迅速切換到備用光纖上工作。主干主用光纖中斷分支主用光纖中斷備用PON口啟動備用PON口啟動（七）鏈路保護和抗單/多點失效分析鏈路保護：主干光纖1+1保護；支路1+1保護4950子站AOLTSNMP網(wǎng)管RS-485RS-485RS-232RS-485RJ-45RS-232RJ-45FTU無源分光器主用光纖DTU備用光纖子站BOLTPON口損壞設備死機多臺設備失效，不影響其他節(jié)點正常使用，系統(tǒng)正常運行。突然掉電備用PON口啟動（七）鏈路保護和抗單/多點失效分析多點故障：設備死機或突然掉電、PON光口損壞。50保證了子站和終端之間端對端的數(shù)據(jù)傳輸和安全性的需求

EPON上行采用TDMA方式。各ONU只在屬于自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)的碰撞，實現(xiàn)通道的隔離。在OLT側和ONU側的VLAN劃分，實現(xiàn)業(yè)務邏輯的隔離、保障信息只會在兩端之間實現(xiàn)，傳輸是安全的。在EPON的上行和下行數(shù)據(jù)中對業(yè)務數(shù)據(jù)進行三重攪動和AES-128兩種方式的加密，并定期更新密鑰；防止非法的ONU獲取數(shù)據(jù)。ONU注冊認證功能。屏蔽非法ONU的加入，進一步保證數(shù)據(jù)的安全性。ONU之間可以實現(xiàn)完全隔離，阻止雙方的直接通信。(八)業(yè)務隔離及數(shù)據(jù)安全可行性分析

51（九）網(wǎng)絡擴容分析52配電網(wǎng)開閉所、環(huán)網(wǎng)柜、箱變等節(jié)點數(shù)量的不可精確預測性，要求配電網(wǎng)絡根據(jù)實際節(jié)點數(shù)量的變化具備不斷調(diào)整的能力。在擴容時具有方便性、經(jīng)濟性。變電站、開閉所、終端增加和變遷配電網(wǎng)通信系統(tǒng)光纖資源的拉放延伸原通信網(wǎng)絡向外輻射連接更多的監(jiān)測節(jié)點形成局部點到多點、鏈型、樹型網(wǎng)絡結構原放置的通信設備分光有多種變化可能5253PON系統(tǒng)只需更換光分路器，采用分路數(shù)更多地光分路器即可增加光方向EPON通信系統(tǒng)設計之初預留光纖資源及光功率裕量，在主干光纖上采用非均分的無源分光器，保證將主要光功率留給下級擴容節(jié)點設備。對新增監(jiān)測節(jié)點只需添加分光器和ONU，即實現(xiàn)網(wǎng)絡的擴容。分光器價格便宜，擴容成本低廉（九）網(wǎng)絡擴容分析PON擴容示意圖更換不同分路比分光器或者預留饋線光纖535454AON系統(tǒng)必須在支路節(jié)點增加光接口板（或2個光模塊）以實現(xiàn)光方向的增加當沒有冗余的光接口時，只能更換設備型號。配網(wǎng)通信屬于階段建設，頻繁更換設備的話不僅對網(wǎng)絡穩(wěn)定性和安全性有影響，且無形中增加了分光AON設備的負擔。而且，光接口板和光模塊價格高；擴容成本較高。

（九）網(wǎng)絡擴容分析AON擴容示意圖需增加光模塊或光接口板5455光接口板及SFP光模塊的價格一般為無源分光器的5倍以上。單臺工業(yè)交換機、小型SDH/MSTP設備的成本一般為ONU設備的5倍以上。配電網(wǎng)監(jiān)測節(jié)點數(shù)量巨大，采用EPON組建配電網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)，能最大限度節(jié)省投資成本。光接口板、SFP光模塊無源分光器擴容經(jīng)濟性分析工業(yè)交換機ONUSDH/MSTPONU

（九）網(wǎng)絡擴容分析55結論

通過上述的九個方面的分析、對比，我們可以得出如下結論：

使用EPON技術是配網(wǎng)子站到控制終端，這個配電網(wǎng)層面中光纖通信方式的最佳通信選擇！

56目錄配網(wǎng)自動化及通信方式介紹1EPON無源光網(wǎng)絡技術簡述2EPON技術用于配網(wǎng)通信可行性分析3EPON技術配網(wǎng)通信的解決方案4瑞斯康達電力EPON產(chǎn)品介紹5EPON產(chǎn)品在電力通信的技術要求65758電力配網(wǎng)調(diào)度通信解決方案5859配網(wǎng)用電信息集中抄表系統(tǒng)通信解決方案59目錄配網(wǎng)自動化及通信方式介紹1EPON無源光網(wǎng)絡技術簡述2EPON技術用于配網(wǎng)通信可行性分析3EPON技術配網(wǎng)通信的解決方案4瑞斯康達EPON產(chǎn)品介紹5EPON產(chǎn)品在電力通信的技術要求66061產(chǎn)品優(yōu)勢1－－長距離，高帶寬

EPON通信半徑天然地滿足電力配用電網(wǎng)的覆蓋范圍。1～5KM0.1KM10～20KMEthernetxDSLPON單電源輻射網(wǎng)主干線路一般要求分３～４段，供電半徑約為3～5km。

手拉手環(huán)網(wǎng)供電半徑約《10km。雙電源方式通過主干線路末端之間的直接聯(lián)絡，實行環(huán)網(wǎng)接線，開環(huán)運行61電力小區(qū)Internet電表集中器PHONEPC語音網(wǎng)絡配電主站系統(tǒng)MIS網(wǎng)絡語音網(wǎng)關外網(wǎng)網(wǎng)關NGN電力業(yè)務系統(tǒng)IP分組網(wǎng)SDH傳輸網(wǎng)絡VoIP業(yè)務流數(shù)據(jù)業(yè)務流電力串行業(yè)務流電力串行業(yè)務流廣播電視流EPON技術支持以太數(shù)據(jù)、串行數(shù)據(jù)、視頻、語音業(yè)務,能真正實現(xiàn)多網(wǎng)融合。產(chǎn)品優(yōu)勢2—真正多網(wǎng)融合62產(chǎn)品優(yōu)勢3—點到多點,節(jié)省寶貴電力光纖63產(chǎn)品優(yōu)勢4—無源分光器，安全可靠PON結構在傳輸途中不需電源，易鋪設，免維護，減少光傳輸維護工作量。無源光網(wǎng)絡是純介質(zhì)網(wǎng)絡，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，極適合電力配網(wǎng)應用環(huán)境擴容靈活方便，適合電力配用電網(wǎng)絡不斷發(fā)展壯大的狀況。64產(chǎn)品優(yōu)勢5---全保護光纖倒換方式OLT和ONT上均有兩個EPON接口。OLT的GPON接口要工作在1:1模式下。此種保護方式是一種全網(wǎng)保護光纖倒換方式，OLT與ONU之間有完全不同的兩條通路，可以保證各種故障都得到恢復。當ONU的主用PON口或用戶線路故障時，ONU會自動將業(yè)務倒換到備用PON口上，業(yè)務通過備用線路和OLT的備份端口上行。業(yè)務基本不會中斷。IFponIFponIFpon1：N分光器OLTONU#1ONU#NIFponIFponIFpon1：N分光器

全網(wǎng)保護IFponIFponIFpon2：N分光器OLTONU#1ONU#NIFpon

保護范圍65產(chǎn)品優(yōu)勢5---PON的保護倒換66產(chǎn)品優(yōu)勢6:明確業(yè)務分界點—QINQ技術用戶1主站系統(tǒng)配電子站1OLT采集網(wǎng)管主站交換機VLAN1VLAN4VLAN7PC采集器用戶2用戶3VLAN1VLAN2VLAN3配電子站2配電子站3VLAN7VLAN8VLAN9VLAN1VLAN2VLAN3VLAN1VLAN2VLAN3VLAN1VLAN2VLAN3VLAN2VLAN5VLAN8VLAN3VLAN6VLAN9VLAN6…VLAN4VLAN5OLT透傳VLAN業(yè)務即可EPON上行采用TDMA方式。各ONU只在屬于自己的時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，避免了數(shù)據(jù)的碰撞，實現(xiàn)通道的隔離。在OLT側和ONU側的VLAN劃分，實現(xiàn)業(yè)務邏輯的隔離、保障信息只會在兩端之間實現(xiàn)，傳輸是安全的。在EPON的上行和下行數(shù)據(jù)中對業(yè)務數(shù)據(jù)進行三重攪動和AES-128兩種方式的加密，并定期更新密鑰；防止非法的ONU獲取數(shù)據(jù)。ONU注冊認證功能。屏蔽非法ONU的加入，進一步保證數(shù)據(jù)的安全性。ONU之間可以實現(xiàn)完全隔離，阻止雙方的直接通信。67產(chǎn)品優(yōu)勢7---工業(yè)級ONU設計瑞斯康達“電力EPON”完全滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)對設備工作環(huán)境的要求外觀金屬屏蔽式機盒，提升EMC性能防護電源寬電壓極性保護，防浪涌沖擊，支持熱插拔散熱無風扇設計、自然散熱工作電源+12V、+24V、-48V、220V；PSE遠程供電抗惡劣環(huán)境運行溫度為-30~+75℃，濕度為10%~90%非凝露安裝環(huán)境OLT：主站、110/35kV變電站的站內(nèi)通信機房ONU：10kV開閉站、配電室，并根據(jù)室內(nèi)的條件和相關要求，可放置小型機柜或機箱。應避免安裝在潮濕、高溫、強磁場干擾源的地方。68產(chǎn)品優(yōu)勢8—綜合接入，全面網(wǎng)管１支持OLT－ONU－遠程設備的端到端管理和維護;２ONU即插即用，無須配置和維護，局端統(tǒng)一管理和維護。３綜合接入，全面網(wǎng)管；與所有接入網(wǎng)設備可共用一套網(wǎng)管，節(jié)省網(wǎng)管投資。69“接入專家”—瑞斯康達公司目標70拓撲的自動生成拓撲管理：在網(wǎng)絡拓撲視圖中完成ISCOM5000PON系統(tǒng)的集中監(jiān)控和集中管理，拓撲圖中的OLT和ONU節(jié)點采用不同的顏色和標記全面展現(xiàn)設備當前的工作狀態(tài)，提供OLT和各個ONU的在位狀態(tài)以及當前告警等信息。自動生成拓撲71網(wǎng)元設備管理-與設備狀態(tài)同步ISCOM5000PON設備視圖由主菜單、設備面板視圖以及設備信息視圖組成。設備面板視圖提供同OLT或ONU實際設備面板一致的界面，形象的反映設備當前的運行狀態(tài)。72網(wǎng)元設備管理-與設備狀態(tài)同步73EPON故障管理-當前、歷史告警統(tǒng)計故障管理：提供當前PON網(wǎng)絡故障狀態(tài)監(jiān)視功能，實時更新PON網(wǎng)絡節(jié)點的故障狀態(tài)，準確定位故障點；提供故障點的客戶關聯(lián)信息；強大的告警查詢功能，根據(jù)各種告警類型、告警時段、告警對象狀態(tài)、告警源等單一或復合條件進行查詢；告警的聲光提示，并可通過電子郵件、手機短信等方式在第一時間通知管理員。74EPON性能管理-歷史和時時的統(tǒng)計分析性能管理：通過PON網(wǎng)絡性能指標的實時采集監(jiān)控，閾值控制即時發(fā)現(xiàn)診斷分析PON網(wǎng)絡的異常；完備的性能管理框架，采集節(jié)點實現(xiàn)獨立部署，集中管理，性能數(shù)據(jù)實現(xiàn)集中存貯分析，圖形化顯示，打印和導出。系統(tǒng)提供K線圖，柱狀圖，蠟燭圖，表格等方式顯示性能指標。75設備類型統(tǒng)計76在線率和開通率統(tǒng)計77設備脫網(wǎng)率統(tǒng)計分析78產(chǎn)品優(yōu)勢9－互聯(lián)互通公司OLT和ONU互通廠家中興，烽火，貝爾，MOTO，UT,盛立亞互通應用案例陜西電信\安徽蕪湖電信\上海閔行廣電ZTEOLT和5101,5104,5108

浙江臨安廣電，H3COLT（7512)和5104安徽淮安網(wǎng)通HWOLT和5104,5108浙江寧波鄞州廣電H3COLT（7506)和5104云南大理廣電5504和HW的ONU79產(chǎn)品優(yōu)勢10--OLT和二層交換機融合OROROLT實現(xiàn)和B類交換機融合，大大節(jié)省了二層交換機的投資；不提倡OLT/匯聚A類交換機的方案，缺點：OLT的維護問題,分級分權，BAS/路由器端口數(shù)量有限，核心設備投資過大；80產(chǎn)品優(yōu)勢11--防雷現(xiàn)狀調(diào)查：初步統(tǒng)計遭雷擊損壞的樓道交換機比例高達30％。問題分析：

1）工程規(guī)范問題（主要問題）：接地問題、跨樓宇布線

2）多數(shù)ONU設備、雷擊防護不夠解決建議

1）規(guī)范工程實施，確保設備接地的可靠性以及禁止跨樓宇布線

2）設備選擇要明確抗雷擊防護等級：

3)所有系列ONU實現(xiàn)二級防雷功能；

電源：2000V（差模）/4000V（共模）

FE接口：2000V（差模）/4000V（共模）81ONU設備防雷防雷特色：電源和以太網(wǎng)口增加了最新的防雷電路和專業(yè)器件，ONU達到了二級防雷的功能；提高ONU整體的防雷擊性能；82產(chǎn)品優(yōu)勢12--供電方案建議：原則上采用本地供電方式（優(yōu)先考慮租用物業(yè)方自建的供電防護系統(tǒng)），盡量不采用遠端供電方式。

電池模塊可選：為保證斷電時的語音業(yè)務，可根據(jù)需要對提供語音接入或承載的ONU配置電池模塊。供電時間：商業(yè)樓宇4～8小時，居民樓2小時。ONU反向供電技術：用戶家庭放置PSE，反向給ONU供電，可以解決運營商尤其是駐地網(wǎng)運營商的樓道取電問題；嘗試收費可行性：考慮到小靈通、手機的普及性，提供斷電通話生命線服務意義不大，可探討能否將提供ONU斷電保護視為一項付費業(yè)務。83ONUPSE反向供電數(shù)據(jù)端口可以同時傳輸數(shù)據(jù)和電源；每路輸出具有過流短路保護的功能下聯(lián)端口和電源都有雷擊防護能力,具有很好的防雷保護性能。輸入電源：DC48V輸出最大功率：10W

84PSE101ONUPSE反向供電外網(wǎng)端口上聯(lián)ONU，傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務和ONU反向供電；內(nèi)網(wǎng)端口直接接PC；PSE101采用塑料殼子，具有很好的防靜電功能和美觀效果；85產(chǎn)品優(yōu)勢13－－雙上聯(lián)保護城域網(wǎng)RCNview網(wǎng)管GE接入網(wǎng)GE分光器樓道雙上聯(lián)保護86產(chǎn)品優(yōu)勢：14ONU無縫更換Onu發(fā)生故障后，可以無縫更換ONU，只需要更改ONU的MAC地址即可，所