EPON技术在智能电网中解决方案的探讨

发布时间：2021-06-06

新观察W Obs r a i n e v to

E ON技术在智能电网中解决方案的探讨 P口梁婧宜昌供电公司信息通信公司

【摘要】本文详细介绍 E O P N技术的特点以及在末端接入中的显著优势，对 E O P N在智能电网中的应用进行了分析，并就电力配网自动化，电信息采集系统等的接入提出了相应的技术解决方案。用

【关键词】 E O光网络 PN

智能电网

Dic s h e ou in fE ON i s u st e rs lt so P nSma t i o r Gr dLa g J n lf r a in a d c m mu ia i n c m p n f c a g Elc r o e in ig nO m t n o O nc t o o a y o h n e ti P w r Yi c Ab ta t T r g n r d c h r c e it s a d a v n a e ft e E ON t c n lg h r c e it n t e s r c: h ou h i to u e c a a t i n d a t g s o h P r c s e h oo y c a a t r i i h sc t r n l c e s An a e r c e mi a a c s, d m k e om me d t n n r p s l,a ay e a d p o i e r s lt n o a t ma i n a i s a d p o o as n lz n r v d e o u i s t u o t o o on s s e a d E e t i e e g f r a i o l c i n s s e b s d o e t i p we m a tGr y t m n l c r n r y i O m t c n Onc l t y t m a e n Elc r o e o c ri S n r dl l

K y od: ON e w rs EP Op ia n t o k Sma t i t l ew r c r Gr d

一

、

引言

电、电、度等环节有机组成。它是以物理电网为基础，用调

智能电网是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，用先进的通信、息和控制利信

将现代先进的传感测量技术、讯技术、息技术、算机通信计技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。

技术，建以信息化、构自动化、动化为特征的统一坚强互智能化电网。涵盖

所有电压等级，由发电、电、电、输变配

因此电力需要一种高灵活性，带宽，高高保护机制，智能高化管理，高性价比的综合业务的宽带光纤产品来实现末端

方面取得了较大的进展，在一定程度上解决了大容量传输、活高效组网等方面的需求。(终端技术：务终端灵 4)业的发展在促进三网融全方面的作用最为易于人们所体

三网融合规范有序开展的政策体系和体制、制。机21 0 3年~2 1 0 5年为推广阶段，总结推广试点经验，全面推进三网融合。

验。一方面，性能的 IT高 P v机顶合、能电视、频终端智视等的大量出现和普及；一方面，机、人数字助理、另手个电脑的功能和性能在不断趋同，线变得模糊不清，端的界高智能手机的处理性能已不亚于家用电脑；这些都成为各类网络技术融合和创新的载体。 ( )软件技术和传输协 5议：软件技术的发展使得三个网络及终端都可通过软件的变更最终能支持各种用户所需的特性、能和业务。普功遍采用统一的 T PI议，得各种以 I C/ P协使 P为基础的业务都能在不同的网络上实现互通。首次具有统一的、为三能个网接受的的通信协议，从技术上为三网融合奠定了最坚实的基础。

2 1根据党中央、 0 0年国务院的决策部署，落实深化为重点领域政策的要求，信部经与广电部门等多次协商、工研究，出了推进三网融合的实旋意见并报国务院，国提我光进铜退、带发展、线城市、机电视等有关三网融宽无手合重大问题的研究取得了积极进展。总体而言，三网融合虽然在体制和机制方面存在的

问题还没有完全解决，在产业发展需求的强力推动下，但在许多方面取得了明显的进展。首先在三网融合的政策落实、标准制定方面取得了一

定的进展，台并落实了一些政策。在各试点地区，出如

信息通信技术 (C的进步和产业的融合开拓了道 I T)

上海、江苏、广东的三网融合工作取得了较好的进展。 21 0 0年全国 I T用户达到 7 0万

,到 2 1 PV 6而 0 3年 I V用户将突破 20 0 0万，望达到 2 5可 2 0万；带网络的建设取宽得了明显的进展，止到 2 1截 0 2年 9月底全国光缆线路长

路、造了前提条件，过来三网融合给 I T提出了更高创反 C的要求，动了信息产业发展，个方面形成了互相依赖推两和互相促进的关系。五、网融合取得进展，景光明三前

度达到 10 4 4万公里。移动电话交换机容量达到 1 9 7 9亿户，联网宽带接口增加到 26亿个，互 . 5年间分别增长 26 .倍和 33倍； G基站达到 7 _ 3 6万个，立更多的 4建 G实验基站。在今后 5年内宽带建设还会加快，城市入户带宽实在现 2 Mbt,村入户的带宽也可达到 4 is 0 is农/ Mbt。/社会发展的需求，党和国家的重视，C I T技术的进步

我国最初于 1 9 9 8年提出“网合一”三的概念。 0 0年 21国务院常委会议决定加快推进三网融合，明确提出了三网融合的实施路径和时间表，自此三网融合进入了实质推进阶段。 21 0 0年~2 1 0 2年为试点阶段，推进电信网和广电以网在业务上的双向进入为重点，辟试点；索形成保障开探

必将使三网融合进入更快发展阶段，为国民经济的高速发展作出更大的贡献。21

Nw e

用户的接入方案。E O P N作为一种 P MP点到多点 ) 2 (的光纤接入技术，它的树状物理拓扑天然符合接入层的复杂的拓扑方式，活的无源分路节点，时就近从已有光链灵随路的光分路器上接入新的用户。光缆铺设时，无需铺设大芯数光缆，证今后业务发展需要。E O保 P N具有高速双向带宽，提供丰富的业务接入，化网络层次、于维护可简便管理等特点。作为末端接入技术，着其它接入技术无法有

比拟的优势。E O干线速度高达 1而且是双向对称， PN G, 为各种宽带增值业务 (网络存储、频会议、业内网如视企邮箱、 RP软件、 RM软件等 ) E C提供网络基础。E O产品 PN提供灵活的 Qo S和 DB A策略，不同

业务提供不同的时为延和带宽特性。目前的 E ON系统满配时至少能够保证 P向每个用户提供 3 Mbt的带宽，以满足现在和未来智 0 is/可能电网中各种宽带业务的需要。二、 P N技术的基本的原理 E O图2 EO P N上下行传输

O NU到 OL T上行数据传输是十分不同的。在下行方向( L O T到 O NU)用广播模式。 O T发送采 L的信号通过 O DN到达多个 O NU,通过过滤机制， NU仅 O接收属于自己的数据帧。每一个数据帧的帧头包含前面

注册时分配的、定 ON的逻辑链路标识 ( L D )该标特 U LI,识表明本数据帧是给 O NU ( U1、 U2、 U3… 0一 ON ON ON…

以太网无源光纤网络 ( P N)一种采用点到多点 E O是

NU中的唯一一个。另外，分数据帧可以是给所有的 n)部 ON广播式 )者特殊的一组 O U(或 NU(播 )组。在上行方向 ( ONU到 O T)采用 T L DMA多址接入方

(2 P MP)构的单纤双向光接入网络，典型拓扑结构如结其图 1所示：

式。一个 O NU发送的信号只会到达 O T,不会到达其 L而他 O NU。OD在一个 O T和一个或多个 O N L NU间提供一条或多条光通道，每个光通道被限制在一个特定波长窗口内。O T会给 O L NU分配特定的带宽。在一个 O T端口 L(O端口)面，有的 O P N下所 NU与 OL ON端口之间时钟 TP

是严格同步的，一个 O每 NU只能够在 OL T给他分配的时刻上面开始，分配给它的时隙长度传输数据。通过时隙用

分配和时延补偿，保多个 O确 NU的数据信号耦合到一根光纤时，个 ON的上行包不会互相干扰。各 U图 1 E ON拓扑结构图 P

22 E O的关键技术 . P N基于以太网技术的 E O宽带接入网与传统的用于 P N

E ON系统由局侧的光线路终端 ( L、户侧的光 P O T)用网络单元 ( ONU)光分配网络 ( N)成，单纤双向和 OD组为系统。OL T位于接入网的局端，光接入网提供网络侧和为业务结点之间的接口，通过一个或多个

O并 DN与用户端的 O NU通信。 O T分离交换与非交换业务，管理来自 L ON的信令和监控业务， O U为 NU和本身提供维护和指配功能。O DN是一个连接 O T和 O L NU的无源光分配网络，

计算机局域网的以太网技术不同，它仅仅采用了以太网的帧结构和接口，网络结构和工作原理完全不同。而1、 BA D

动态带宽分配 ( B是指实时地 ( D A) ms级 )变 P 改 ON中各 O NU上行带宽的机制，据带宽状态和 O根 NU需求动态 (理 )配 ON的上行带宽。他的优点是能实现高效合分 U的上行带宽利用率和服务质量保证，的算法业务透明，他低时延和低时延抖动。通过 DB我们可以根据 ON突 A, U

功能是分发下行数据并集中上行数据。 O NU为光接入网

提供用户端接口，结来自 OD的信息，成网络侧光终 N完口之间的光电和电光转换、号处理、信复用和维护管理功能。下行方向 ( T到 O U) OL在 OL N, T发送的信号通过一个 1: n的无源光分路器 (几个分路器的级联 )到达各个或

发业务的要求，过在 ON通 U之间动态调节带宽来提高上行带宽效率。 2、发同步技术突

突发同步技术，关键字检测法、统相关法、于如传基数据时延法、门控振荡法和改进门控振荡法等等。关键字检测法的基本原理是：用多相时钟对突发时隙的前导码分别抽样判决，后对各路数据与关键字相比较，择使其选相关性最好的时钟定为同步的 bt i时钟。3、距和时延补偿技术测

O U;上行方向 ( N N在 O U到 0 J)一个 O U发送的信号 T, T N只会到达 OL而不会到达其他 O T, NU。

21 E ON的传输原理 . PE ON系统采用 WDM技术，现单纤双向传输。其 P实中上行波长 1 l n下行波长 1 9 n用于传递数据业 3 O m, 4 0 m,

务。另外光纤上还可以传送 1 5 n的波长，个波长主 50m这要是用来传递 C T A V信号，图 2所示。如 EO P N从 OL T到多个 ON下行传输数据和从多个 U2 2

测距方法的基本

是：量出各个 O测 NU到 O T的信号 L环路延迟时问，后为每个 ON然 U插入一个特定的均衡时

延 T d值，所有 O使 NU在插入 T d后的环路延迟时间 (称

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为均衡环路延时值 Tq e d)都想等，其结果类似于使每个O NU都移到于 OL T相同的逻辑距离处。测距方法有扩频法、带外法和带内开窗法等几种。 4、行信道的复用技术上

上行信道的复用技术是 E ON技术的核心。从目前 P的研究情况看，多数方案使用了 D大 WDM+ DMA的复用 T

方法。D WDM的使用是发展的趋势，但主要取决于光器件。因此，论的焦点是 T讨 DMA的实现方法，如何使用即 T MA的方法使上行信道的带宽利用率、延和时延抖动 D时等指标达到要求。三、P E ON在智能电网中的解决方案

电网智能化是电力发展中重要一环，而通讯系统是智能化的前提 EP ON系统作为一种新型，熟，价比高成性的通讯系统十分适合智能电网的建设。以下例举了 E O P N在两种电力专网末端接入系统中的解决方案。图 4 P N用电信息采集系统方案 E O

31电力配网自动化综合系统解决方案 .E O目前在电力中最大的需求是来自配网自动化 P N

( S 3/ S 8 )用，率为 3 0 1 5 0 p支持 F R 2 2R 4 5应速 0~ 1 2 0b s, E应

用，外型提供调试串口，室 4路开关量输人等，且无风并扇设计，整机功耗要求小于 1 W,电源支持 AC 2 V, 2 20D 2 C1 V或 2 V或一 8 O 4 4 V, NU为 1 U高，整机深度不建议超过 20 0 mm,持壁挂式、吸式、接式等多种安装方支磁卡式，作温度为一 0:工 4' E~7 0℃,度为 4~9%E湿% 5 MC符

需求。以中兴公司 E ON系统产品为例提出配网自动化 P综合解决方案，中 O T设备采用 Z AI 2 0 ON设其 L X OC 2, U备采用的是电力工业级户外型 E ON ON XA1 8 9 P UZ 0F 0,其网络拓扑图如图 3。

合电力严格要求 ( MC4级 )

E 。E ON接入的电力末端用户的解决方案从城域节点 P机房到用户端，需中间节点或机房，聚节点使用灵活无汇

的无源多级分路器，们抗干扰性强，盖范围广可达 2 它覆 0公里，扑灵活可就近进入用户，少了网络层级，少拓减减

了有源故障点，是节省了增加接人机房的巨大投资。无更源的光器件故障率低，于维护管理，于故障定位。另便便一

方面，论在设备成本还是运维管理开销方面，费用无其

也相对较低。 E ON拓扑自发现技术，开通业务更加简 P使单迅速，种监测手段保证后期维护、断故障点快速准多判确。且 E ON网络有良好的升级扩容性， NU可自动加并 P O入，需配置， T可自动发现 O无 OL NU,增加新站点更方使图 3 EO P N配网自动化联网方案

便，且带宽资源丰富，以实现多种智能化业务。而可四、论结

3用电信息采集系统综合解决方案 . 2用电信息采集系统是智能电网中一个重要的末端接入系统，通过 E ON技术可以使用电量的采集更加简约 P化，能化，捷化。其网络拓扑图如图 4智便。方案可支持双 P N口、 E ON MA手拉手保护组 O双 P C,

EO P N作为一种灵活、带宽的光纤接入技术，着高随近年的迅速发展，产品形态日益丰富，高集成度的 O NU远端设备可直接提供 P T、、 5、以太网等强大的综 O S E1 V3

合业务接入能力，供平滑过渡 NG的能力，适合智提 N更能电网的建设要求。这一系统的安装为电力省级及以上的重要网络安全的畅通提供了一道坚实的屏障。

网，持全业务保护，换时间为 5 ms l 0,持串口支倒 0~ O ms支