李振國(guó)

摘要：本文探討了Epon技術(shù)，分析了基于Epon的用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)，研究了基于Epon的用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用，為同行提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：Epon技術(shù)；信息采集；系統(tǒng)建設(shè)

中圖分類號(hào)：TN929.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）08-0070-01

隨著社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，生產(chǎn)生活中對(duì)于遠(yuǎn)距離、大數(shù)據(jù)、高速度的安全信息傳輸業(yè)務(wù)與日俱增。相對(duì)的面向高兼容性的以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的EPON技術(shù)已經(jīng)逐步成熟并普及商業(yè)化。相對(duì)應(yīng)上一代光纖接入技術(shù)ADSL有著低成本、高效率、免維護(hù)等多重優(yōu)勢(shì)，驗(yàn)證了電信行業(yè)“光進(jìn)銅退”的預(yù)言。本文基于筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，以Epon技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用為研究課題展開論述。為同行提供建設(shè)性意見。

1 Epon技術(shù)簡(jiǎn)介

EPON技術(shù)是當(dāng)今通訊領(lǐng)域一大變革，從技術(shù)上來(lái)講是基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的新興光纖接入多源通訊技術(shù)，當(dāng)前已經(jīng)商業(yè)化發(fā)展。結(jié)構(gòu)構(gòu)架方面，因?yàn)槠涠嘣?，可以輕而易舉的進(jìn)行樹型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靈活變換，構(gòu)成方式通用。主體設(shè)備方面，作為EPON網(wǎng)絡(luò)局側(cè)重要設(shè)備的OLT是匯集存儲(chǔ)關(guān)鍵ONU數(shù)據(jù)的主要媒介，肩負(fù)著系統(tǒng)命令調(diào)撥、上傳下達(dá)、信號(hào)預(yù)處理與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等多項(xiàng)功能，系統(tǒng)便捷的為終端用戶提供網(wǎng)口和各種其他接口的多重服務(wù)。固定設(shè)施物理層方面，由于配網(wǎng)的特殊性以及優(yōu)越的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得遠(yuǎn)程通訊EPON可以實(shí)現(xiàn)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）。即為直接通過(guò)簡(jiǎn)單光分配網(wǎng)絡(luò)。以實(shí)現(xiàn)節(jié)約資金、減少固定設(shè)施維護(hù)等經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在不額外建設(shè)添加機(jī)房、不配備電源、不用配備有源設(shè)備維護(hù)人員的前提下高效節(jié)能運(yùn)行。在無(wú)源通訊前提下EPON是基于IEEE的802.3ah標(biāo)準(zhǔn)下的以太網(wǎng)PON技術(shù)，在充分兼容現(xiàn)有的以太網(wǎng)前提下達(dá)到20KM的傳輸超長(zhǎng)距離。其上下行對(duì)稱的傳輸速度可以充分滿足未來(lái)高速度、高信息量的大容量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。在終端用戶分路及使用方面，EPON系統(tǒng)支持分路比為1：16或1：32。

2 基于Epon的用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)

EPON技術(shù)具有系統(tǒng)成熟，經(jīng)濟(jì)效益高，維護(hù)方便等諸多優(yōu)勢(shì)，當(dāng)前已經(jīng)全面運(yùn)用在用電信息采集領(lǐng)域。綜合提升了工作效率與服務(wù)質(zhì)量，符合電力系統(tǒng)高標(biāo)準(zhǔn)高平穩(wěn)率的工作特性。以下就基于EPON的用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)做深入研究[1]。

2.1 組網(wǎng)方案

EPON技術(shù)在電力信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用需要對(duì)具體的組網(wǎng)方案進(jìn)行合理的分析，其中可選的方案有樹型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)和雙PON口環(huán)形組網(wǎng)。對(duì)兩種組網(wǎng)方案分別進(jìn)行分析：（1）樹型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)。這種組網(wǎng)方案具有選擇樹狀拓?fù)鋪?lái)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)連接方便、安全性好、效率高、維護(hù)方便等特點(diǎn)。然而，不可否認(rèn)的是，樹狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的可靠性相對(duì)較差。一旦主電纜線路出現(xiàn)問題，就可能導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障，進(jìn)而干擾電力信息采集系統(tǒng)的信息傳輸。不過(guò)，這種結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有一定的應(yīng)用價(jià)值。（2）雙PON口環(huán)形組網(wǎng)?！半pPON口環(huán)形組網(wǎng)”：OLT上采用雙PON口冗余，主干光纖（光纜）經(jīng)過(guò)多級(jí)分光后返回到OLT設(shè)備的檢測(cè)端口，形成雙環(huán)型，ONU單PON口上行到光纖環(huán)網(wǎng)。正常工作狀態(tài)下，外環(huán)（紅色光纖）處于工作狀態(tài)，內(nèi)環(huán)（藍(lán)色光纖）處于備份狀態(tài)。當(dāng)外環(huán)斷裂或內(nèi)外環(huán)同時(shí)斷裂時(shí)，OLT設(shè)備會(huì)快速檢測(cè)，并進(jìn)行PON口工作狀態(tài)切換，保證所有ONU能夠切換到備份鏈路工作。

2.2 通信架構(gòu)

在實(shí)際用戶端設(shè)置時(shí)，需要在用戶端配電網(wǎng)中設(shè)置獨(dú)立的光線路終端設(shè)備，直接與抄表數(shù)據(jù)平臺(tái)連接。然后，通過(guò)向下2分鐘的N分壓器將分配器裝置安裝并連接到其他端子上，對(duì)線路實(shí)施有效的光路冗余保護(hù)。隨著EPON的引入，可供選擇的訪問方法：（1）選擇內(nèi)置集中器的光網(wǎng)絡(luò)單元，選擇rs-485接口，直接采集和整理電力信息。這種連接方式可以保證Q/GDW1376.X和DL/T645協(xié)議的轉(zhuǎn)換。它可以有效的降低成本，但也存在著內(nèi)置集中器的光網(wǎng)絡(luò)單元的技術(shù)問題，這些問題都會(huì)受到影響。（2）集中光纜線路完成電力信息采集系統(tǒng)的建設(shè)。將光線路終端與光通信單元連接，向下通過(guò)rs-485接口直接與智能儀表連接。例如，為了保證單相電壓電源的適用性，需要使用普通住宅。（3）利用光網(wǎng)絡(luò)單元和集中器完成系統(tǒng)建設(shè)。上游應(yīng)用以太網(wǎng)接口，連接光網(wǎng)絡(luò)單元，保證通信。下行選擇載波裝置完成互連。

3 基于Epon的用電信息采集系統(tǒng)應(yīng)用

用戶電力信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力監(jiān)控，實(shí)施步驟定價(jià)、負(fù)荷管理、線損分析的能耗數(shù)據(jù)的收集和分析配電變壓器和終端用戶，并最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抄表的目的，規(guī)避的峰值功率消耗、能耗檢測(cè)（保護(hù)電動(dòng)盜竊），充分預(yù)測(cè)下一階段負(fù)荷并充分節(jié)約成本。在智能化算法的幫助下通過(guò)主站、傳輸通道、采集設(shè)備和電表計(jì)量設(shè)施的配合進(jìn)行用電采集系統(tǒng)的建設(shè)。而EPON技術(shù)主要是用作遠(yuǎn)程通訊過(guò)程中的數(shù)據(jù)上傳下達(dá)網(wǎng)絡(luò)通訊的建設(shè)，為數(shù)據(jù)的高效傳輸建立通道[2-3]。

3.1 遠(yuǎn)程通信典型組網(wǎng)

遠(yuǎn)程通信的關(guān)鍵在于穩(wěn)定性，而通訊網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)件需要考慮安全性與時(shí)效性。在EPON技術(shù)構(gòu)建的專用光纖網(wǎng)絡(luò)包含有主干網(wǎng)絡(luò)和光纖接入網(wǎng)絡(luò)兩部分組成，在設(shè)備構(gòu)成上較為簡(jiǎn)單，包含有SDH設(shè)備聯(lián)網(wǎng)和EPON設(shè)備。在長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)建設(shè)中需要運(yùn)用EPON光纖進(jìn)行專用化模塊接入，充分確保擴(kuò)展光纖專用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換，及其他用點(diǎn)環(huán)境。例如變電站開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、開閉站和變壓器需要進(jìn)行同平臺(tái)擬合后進(jìn)行遠(yuǎn)程通信典型組網(wǎng)，保證通訊完整性。另外EPON網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵部件OLT需要嚴(yán)格按照任務(wù)需求進(jìn)行在變電站或開關(guān)站的合理安置，以達(dá)到充分?jǐn)U大EPON網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的最終目的。但需要注意OLT可用光纖前兆以太網(wǎng)口與SDH設(shè)備連接應(yīng)保證理論100km的最大傳輸距離，防止數(shù)據(jù)失真。

3.2 本地通信典型組網(wǎng)

本地通信構(gòu)件方式較為豐富，常見的選用模式有：RS-232、RS-485、微功率無(wú)線及低壓電力線載波等組合，但是各別組網(wǎng)方式因?yàn)橛布O(shè)施限制不能完成所以預(yù)設(shè)任務(wù)。例如RS-232、RS-485、微功率無(wú)線等方式因集中器、采集器與表計(jì)的距離較遠(yuǎn)而無(wú)法完全進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化通訊信息處理。所以在目標(biāo)研制上除了正確優(yōu)選低壓電力線的載波方式外，還需要相應(yīng)硬件進(jìn)行支撐。但是載波模式的創(chuàng)新也無(wú)法完全解決全采集問題，在一定程度上具有通信可靠性低、通信速率低、通信成本高的缺陷。當(dāng)前的EPON技術(shù)能在很多程度上節(jié)約硬件投入成本，在確保經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)通過(guò)改變通信典型組網(wǎng)模式進(jìn)行功能提升。

4 結(jié)語(yǔ)

電力信息采集系統(tǒng)的通信體系結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)層次，為局部通信。在電力信息采集系統(tǒng)中，由于采集點(diǎn)多、采集時(shí)間密度高，采集的數(shù)據(jù)量大。目前，光纖通信是電力信息采集系統(tǒng)集中器與主站通信的最理想選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]尤利平.基于EPON技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)中構(gòu)建[J].電子測(cè)試，2015，（1）：75-77.

[2]林長(zhǎng)錐，孫建平，賀鵬.EPON技術(shù)在用電信息采集系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].山西電力，2012，（5）：36-38.

[3]尹向東.EPON技術(shù)在用電信息采集遠(yuǎn)程通信中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2010，（9）：36-40.