对无源光网络技术在电力配网自动化通信中的应用研究

1、对无源光网络技术在电力配网自动化通信中的应用研究长期以来我国电力投资的重点都是发电厂以及输电设备的建立和完善,对配网系统的投入相对较少,导致配网构造不合理。为了进步输电网以及配电网的可靠性,我国必须进一步完善电力应急机制和电力配电自动化,因此迫切需要一种灵敏性强、带宽高、保护机制好、管理智能化以及性价比高的通信系统来实现配网自动化,而无源光网络技术(passive optical network,PON)正好符合这些要求,因此对无源光网络技术在电力配网自动化通信中的应用展开研究具有重要的现实意义。1 PON技术的概述1.1 PON系统的工作原理作为一种树状构造的全光网络,PON采用点到多点拓扑

2、构造。PON系统由局端的光线路终端(OLT)、用户端的光网络单元(ONU)和光分配网络 (ODN)构成。ODN全部采用无源器件,不含有任何电子器件及电子光源,包括光纤和光分路器或耦合器,用于连接一个OLT和多个ONU。OLT到ONU 的传输(下行方式)采用TDM播送方式,连续不断地将信息传输给每个ONU。ONU到OLT的传输(上行方式)采用TDMA(时分多址复用)方式,各ONU只有在OLT分配给自己的时隙内将信息传输给OLT。PON系统的工作原理见,图1:无源光纤网络PON消除了局端和用户端之间的有源设备,大大降低了维护本钱,进步了系统的可靠性,并且有效的节约了光纤资源,是将来FTTH的主要解

3、决方案。目前PON技术主要可分为以下三种:2 有源光网络和无源光网络的区别有源光网络(Active Optical network,AON)中,ONU设备串联在光纤网络中,每个ONU收到的信号时经上级ONU光-电-光变换后的信号。而在无源光网络中,ONU设备是通过光分路器并接在光纤网络上,各ONU收到的信号都由OLT直接发送下来。3 无源光网络技术在电力配网自动化通信中的应用作为整个配网系统的关键,通信系统的功能至关重要,因此才配网自动化通信系统的设计时必须具备如下特性:系统可以稳定运行在各种恶劣的环境中,应变才能和稳定性能要高;系统能对网络中的任何紧急事件作出快捷准确的反响,实时性要好;系统

4、的拓扑灵敏多变,设备适应性强,安装、携带和维护比较方便;系统支持全双工,既满足主站向终端下发控制命令,又满足终端向主站上传数据,必要时还需同时双向收发信息;系统必须充分利用已有资源,努力缩减投资,极大地进步整个系统的资金、设备和人力投入。必须综合考虑电力配网自动化通信网络的特点和业务要求,采用PON技术实现业务接入,其常见的网络构造有如下两种:(1)星形构造。主站(供电公司)和每个子站(变电站)之间都有一芯光纤连接。OLT放置在主站中心机房,分路器可以放置在中心机房也可以放置间隔 各个站点相对间隔 都比较近的集控站或营业厅,分路器和OLT之间通过一芯光纤连接,从而节省光缆的数量。在站点内放置用

5、户终端ONU,子站设备通过ONU实现与主站设备的互联互通。由于ONU有多个网络接口,每个接口的优先级和带宽都可以灵敏设置,可以对立划分不同的虚网,因此,PON系统不但可以为各种业务提供灵敏的网络接入,也可为站点的业务接入提供良好的网络环境。通过增加相应的语音网关设备和合波设备, 和有线电视也可以通过PON系统在一芯光缆上实现,从而为用户提供更多的信息接入效劳。(2)链形构造。链形构造是PON系统的另一种接入方式,由于光纤呈链式分布,因此与星形接入相比可以更大程度上节省主干光纤资源。链式构造中,PON系统可采用多级分光且分光功率不等的光分路器方案,即在只有一芯或几芯光缆资源的情况下采用功率不等的

6、光分路器逐点会聚。在链式构造中供电公司(主站)和各个站点由一根光纤连接起来,从OLT沿着光缆敷设的途径到达第1个站点时,由分路器进展分光。分光后,一路经一芯光纤接人站点ONU设备,另一路接着到下一个站点,依此类推。这种接入方式可以大大节省主干光纤资源,进步光纤资源的利用率。各个站点虽然经过多级分光实现,但从网络管理上仍然是二级构造,即从 OLT到每一个ONU都是直接连接的中间,不经过其他设备,从而保证了扁平化管理。4 小结接入网是用户将网络终端设备通过 线、无线设备或光纤等接入国际互联网,以实现互相通信的方法,其主要方式有公共交换 网络、综合业务数字网、数字用户线路、光纤到户接入等多种方式。其中光纤到户接入的快速开展已成为宽带城域网建立中的必然趋势,其技术主要为无源光网络技术(PON)和有源光网络技术 (AON),其中PON技术相对而言开展更快些,设备平安性高、本钱低、带宽高、机房投资少且建网速度快,无疑会成为将来光纤到户接入最理想的接入方式。虽然配电网设备数量大且分散,但是每个测点传递的数据量较少,基于PON技术的通信接入方案在通信速率、本钱、可靠性等方面均能较好地满足电力配网自动化的通信要求,网络扩展