于 悅 李中銘

國網(wǎng)西安供電公司，陜西 西安 710000

基于EPON的配網(wǎng)通信技術(shù)研究

于 悅 李中銘

國網(wǎng)西安供電公司，陜西 西安 710000

配電網(wǎng)通信系統(tǒng)作為配電網(wǎng)建設的重要組成部分，直接對電網(wǎng)運行的可靠性、穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，是我國未來智能電網(wǎng)建設不可或缺關(guān)鍵技術(shù)之一，研究、應用前沿性、可行性的配網(wǎng)通信技術(shù)對于配電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展而言具有重要的意義。其中，EPON配電網(wǎng)通信技術(shù)以其傳輸速率高、運行穩(wěn)定、抗干擾能力強、組建方式靈活等諸多優(yōu)點正好滿足了目前配電網(wǎng)發(fā)展需要。因此，有必要對EPON配網(wǎng)通信技術(shù)進行研究。

EPON；配電網(wǎng)；通信

近年來，隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電規(guī)模持續(xù)擴大、電能質(zhì)量要求不斷提高，這就需要建設自動化程度較高的智能電網(wǎng)，以實現(xiàn)對配電網(wǎng)的集中監(jiān)控、遠方控制，但要實現(xiàn)這一目標離不開信息通信技術(shù)的支撐。由于配電網(wǎng)終端設備具有分布廣、節(jié)點多、傳播數(shù)據(jù)大、施工難度高等特點，這就需要一個在技術(shù)、性能、造價、施工、維護等各方面都能滿足要求的通信組網(wǎng)方式。而EPON配電網(wǎng)通信技術(shù)正好滿足了以上要求，該技術(shù)具有組網(wǎng)靈活、運行可靠、維護方便等諸多優(yōu)點，是我國目前智能電網(wǎng)建設不可或缺的通信技術(shù)之一?？梢哉f，EPON技術(shù)在配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中的應用，不僅為配電網(wǎng)建設奠定了堅實基礎(chǔ)，還提供了重要技術(shù)保障。因此，基于EPON配電網(wǎng)通信技術(shù)的重要性，有必要對其進行研究。文章在簡要概述配電網(wǎng)EPON通信技術(shù)原理及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了具體的通信組網(wǎng)方案，具有一定的實踐借鑒價值。

1 配電網(wǎng)EPON通信技術(shù)概述

EPON能夠成為目前配電網(wǎng)通信技術(shù)的優(yōu)先選擇，與其自身的工作原理及技術(shù)特點是密不可分的，對其技術(shù)原理及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的了解是將EPON技術(shù)應用于實踐的基本前提。

1．1 EPON技術(shù)原理

EPON技術(shù)不僅能實現(xiàn)媒介共享，還具有點到點網(wǎng)絡的優(yōu)點。EPON下行采用廣播模式，OLT以廣播的形式將數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，ONU選擇性地接收數(shù)據(jù)，這完全匹配了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的傳輸特性，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的共享，易于開展視頻共享和數(shù)據(jù)交互等業(yè)務。EPON上行采用P2P模式，無源光合路器/分路器的定向性特點導致ONU的數(shù)據(jù)幀不能到達其他ONU，而只能到達OLT。這種點對點的網(wǎng)絡通信方式，采用時分多址（TDMA）技術(shù)對各通道進行了隔離，進而保證了配電網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的安全。

1．2 EPON網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡主要由光線路終端、光網(wǎng)絡單元（ONU）和光分配電網(wǎng)絡（ODN）這三部分組成，具體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。可以看出，OLT處于EPON系統(tǒng)的局端位置，一般位于變電站側(cè)，可以是開放式系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）參考模型中的第二層交換機或第三層路由器，為光接入網(wǎng)提供區(qū)域骨干網(wǎng)與本地接入網(wǎng)之間的接口，并經(jīng)由ODN與用戶側(cè)的ONU通信。EPON通信網(wǎng)絡中，OLT為多業(yè)務接入平臺，其與ONU為主從通信關(guān)系。而ODN為OLT與ONU之間的光傳輸通道，包括光纖光纜、無源分光器、光連接器等OLT與ONU中間連接的所有部分，其主要任務是分配光信號功率?；谂潆娋W(wǎng)科學規(guī)劃和設計考慮，光分配電網(wǎng)絡設計過程中，應重點考慮光鏈路保護、分光級數(shù)、擴容和資源預留等參數(shù)。

圖1 EPON網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

從EPON通信技術(shù)的技術(shù)原理和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)可以看出，其應用于配電網(wǎng)通信系統(tǒng)的優(yōu)勢是非常明顯的，符合我國智能電網(wǎng)建設實際需求，這也充分說明了研究配電網(wǎng)EPON通信技術(shù)具有重要的實際意義。

2 配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡具體方案

配電網(wǎng)EPON通信技術(shù)研究的關(guān)鍵還是將其應用于實踐，唯此才能發(fā)揮EPON通信技術(shù)的真正價值和優(yōu)勢，筆者結(jié)合實際工作經(jīng)驗提出了以下配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡組建具體方案，具有一定的借鑒價值。

2．1 組網(wǎng)方式選擇

在配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡組建過程中，應結(jié)合配電網(wǎng)一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來布局，整個EPON通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)應與配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)相符合，進而可采用單輻射、雙電源雙T網(wǎng)、手拉手環(huán)網(wǎng)等組網(wǎng)模式?；谂潆娤到y(tǒng)各業(yè)務的高可靠性要求，宜采用雙無源光網(wǎng)絡（PON）口、雙介質(zhì)訪問控制（MAC）地址的ONU設備向相應OLT注冊。另外，EPON網(wǎng)絡宜采用光路全保護方式，如手拉手全鏈路保護模式。

從目前配電網(wǎng)EPON通信網(wǎng)絡的應用現(xiàn)狀來看，主要是基于非均勻分光的鏈形結(jié)構(gòu)和基于均勻分光的星形結(jié)構(gòu)。其中，非均勻分光會帶來較大插損，且OLT與ONU之間的多個光纖熔接點和活接頭也會帶來插損，再加上分光器數(shù)量較多，在一定程度上增加的現(xiàn)場終端施工難度。因此，基于配電網(wǎng)通信系統(tǒng)運行、造價及未來的擴容、調(diào)整等需求考慮，均勻分光結(jié)構(gòu)更具有優(yōu)勢，是EPON通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的優(yōu)先選擇。在選擇均勻分光結(jié)構(gòu)過程中需遵行一定的方法及原則，以采用變電站和環(huán)網(wǎng)柜兩級均勻分光配合的模式為例：其一，對于10kV配電主干線路環(huán)網(wǎng)柜，采用分光器位于變電側(cè)的一級均勻分光，基于配用電業(yè)務的智能化發(fā)展需求，可因地制宜選擇1∶2或1∶4均勻分光；其二，對于大分支線路或分支分界開關(guān)，可在環(huán)網(wǎng)柜側(cè)采用二級均勻分光，根據(jù)實際情況選擇1∶4或1∶8均勻分光。

2．2 通信光纜敷設

雖然近些年光纜價格不斷降低，但施工及賠償費用且在逐年提高，重復布放光纜將會帶來較大的建設成本。因此，基于可行性、經(jīng)濟性考慮，光纜敷設應充分考慮未來配用電業(yè)務對通信網(wǎng)絡的實際需求：首先，光纜路徑應以變電站為中心，并考慮配電終端地理分布、施工、維護、搶修等實際需求，宜沿靠公路，兩端接入不同變電站，互為冗余。其次，一次網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設計時應考慮光纜的敷設，在配電網(wǎng)線路建設過程中應預留通信專用管孔。最后，根據(jù)地區(qū)經(jīng)濟增長、未來業(yè)務發(fā)展、分光點的布置來綜合、超前選擇光纜芯數(shù)。

2．3 通道損耗設計

光通道損耗為ODN的重要性能指標，因此，為了保證滿足OLT與ONU之間光功率預算要求，配電網(wǎng)EPON通信系統(tǒng)設計過程中都需詳細考慮光通道損耗。光通道損耗為分光器插入損耗、光纜本身損耗、光纜熔接點損耗等各項損耗的總和，必須控制ODN中最大的衰減值，建議控制在26dB以內(nèi)。一般情況下，EPON網(wǎng)絡光通道損耗計算可按1：4和1：8兩級均勻分光考慮，10kV主干線采用48芯光纜按10km考慮，支線采用24芯光纜按0.5km考慮。

3 結(jié)語

雖然EPON的配網(wǎng)通信技術(shù)優(yōu)勢明顯，但其應用過程具有一定的復雜性，文章只是結(jié)合實際工作經(jīng)驗提出了普遍性EPON配網(wǎng)通信系統(tǒng)實施方案，在實踐過程中，還需考慮配電網(wǎng)的實際情況及未來發(fā)展，以此充分發(fā)揮EPON通信技術(shù)的各項優(yōu)勢。

[1]唐海國,冷華,朱吉然,等．智能配電網(wǎng)EPON 通信技術(shù)的應用分析[J]．供用電,2015,(8)．

3-8-3 安康 B3F B3F(B1) 2.14 5 2.39 3-4-3 安康 B3F B3F(B1) 1.83 3-3-4 安康 B3F B3F(B1) 2.45 3-4-2 寶雞 B2F B3F(B1) 2.31 1-1-9 寶雞 B2F B3F(B1) 2.34 2-5-8 寶雞 B2F B3F(B1) 2.43 3-8-4 寶雞 B3F B3F(B1) 3.2 2-3-4 安康 B3F B3F(B1) 2.44 3-7-8 安康 B3F B3F(B1) 1.98 3-4-10 安康 B3F B3F(B1) 2.04 2-7-4 安康 B3F B3F(B1) 2.12 2-5-3 寶雞 B2F B3F(B1) 2.84 3-4-4 寶雞 B2F B3F(B1) 2.54 2-4-2 寶雞 B2F B3F(B1) 2.82 3-8-10 寶雞 B3F B3F(B1) 2.2 6 2.37 3-6-5 安康 B3F B3F(B1) 1.86 2-6-7 安康 B3F B3F(B1) 1.92東-4-4 安康 B3F B3F(B1) 2.12 3-3-3 寶雞 B2F B3F(B1) 2.64東1-3 寶雞 B2F B3F(B1) 2.68 2-6-8 寶雞 B2F B3F(B1) 2.81 1-2-4 寶雞 B3F B3F(B1) 2.94 7 2.42

從表中可以看出，將原煙分為7個批次來進煙，每批次內(nèi)各個原煙等級的配比接近模塊打葉的配方比例，且每批次的參考平均煙堿值與估算出成品的煙堿值非常接近，這樣就大大減少了由于原煙煙堿含量的波動對模塊打葉均勻性的造成的影響，從而模塊打葉的均勻性。從下表可以看出，通過不斷地調(diào)整和改進，煙堿變異系數(shù)為4.7%。

加工廠家 原煙等級及產(chǎn)地 成品等級 煙堿變異系數(shù)廣東中煙 安康B3F,寶雞B2F/B3F B3F(B1) 4.7

結(jié)論

提高模塊打葉均勻性作為一個新興的打葉復烤工藝課題，研究并提高模塊打葉均勻性使其成為企業(yè)加工工藝的一個亮點，模塊打葉均勻性提高后，成品片煙品質(zhì)得到進一步的提升，客戶的滿意度和公司的產(chǎn)品質(zhì)量信譽度得到有效提升，其產(chǎn)生的積極影響雖然難以直接用經(jīng)濟效益來衡量，但是卻體現(xiàn)著一個打葉復烤企業(yè)面對工藝改革的適應能力和工藝技術(shù)的研發(fā)能力，在提升企業(yè)形象，增強企業(yè)競爭力方面有著積極的意義。

參考文獻：

［1］陶成金．對烤煙實施配方打葉的實踐與思考［J］．煙草在線，2006，(8)．

［2］陶成金．對烤煙實施配方打葉的探索［J］．社會主義 論壇，2007（2）：14-17．

［3］楊再斌 張其龍，打葉復烤配方加工新模式的探索//中國煙草學會工業(yè)專業(yè)委員會工藝學組2008年學術(shù)研討會論文集。

姚小龍（1972-），男，漢，陜西咸陽，咸陽煙葉復烤有限責任公司，本科，助理工程師。研究方向：打葉復烤模塊加工均質(zhì)化研究。