EPON组网在配电自动化中的应用研究

EPON组网在配电自动化中的应用研究

秦涛

（国网江苏省供电公司苏州供电公司215004）

摘要：近年来，EPON组网在配电自动化中的应用问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对EPON技术相关内容做了概述，分析了EPON数据链路层的关键技术，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面，就EPON组网在配电自动化中的应用展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

关键词：EPON组网；配电自动化；应用；研究

1前言

作为一项实际要求较高的实践性工作，EPON组网在配电自动化中的应用有着其自身的特殊性。该项课题的研究，将会更好地提升对EPON组网的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化配电自动化工作的最终整体效果。

2EPON技术概述

EPON技术是一种新型的接入网技术，采用多点结构，无源光纤传输，在已有的网络基础上提供多种业务。EPON技术综合了PON技术和太网技术等相关技术的优点，在现有太网的基础上更具有兼容性和方便性。可以同时实现语音、数据及其他重要文件的传输业务，综合性强。EPON是由光纤线路终端，ODN和光网络单元组成，采用树形结构进行整体规划。同时EPON采用的是多点的扩展结构，逐渐取代了点到点的结构，此外EPON技术利用太网技术采用标准以太帧，在运行过程中无需转化，即可保证所有项目的正常工作。

3EPON数据链路层的关键技术

3.1DBA技术

目前MAC层争论的焦点在于DBA的算法及802.3ah标准中是否需要确定统一的DBA算法,由于直接关系到上行信道的利用率和数据时延,DBA技术是MAC层技术的关键。带宽分配分为静态和动态两种,静态带宽由打开的窗口尺寸决定,动态带宽则根据ONU的需要,由OLT分配。TDMA方式的最大缺点在于其带宽利用率较低,采用DBA可以提高上行带宽的利用率,在带宽相同的情况下可以承载更多的终端用户,从而降低用户成本。另外,DBA所具有的灵活性为进行服务水平协商(SLA)提供了很好的实现途径。

3.2系统同步技术

因为EPON中的各ONU接入系统是采用时分方式,所以OLT和ONU在开始通信之前必须达到同步,才会保证信息正确传输。要使整个系统达到同步,必须有一个共同的参考时钟,在EPON中以OLT时钟为参考时钟,各个ONU时钟和OLT时钟同步。OLT周期性的广播发送同步信息给各个ONU,使其调整自己的时钟。EPON同步的要求是在某一ONU的时刻T(ONU时钟)发送的信息比特,OLT必须在时刻T(OLT时钟)接收他。在EPON中由于各个ONU到OLT的距离不同,所以传输时延各不相同,要达到系统同步,ONU的时钟必须比OLT的时钟有一个时间提前量,这个时间提前量就是上行传输时延,也就是如果OLT在时刻0发送一个比特,ONU必须在他的时刻RTT(往返传输时延)接收。RTT等于下行传输时延加上上行传输时延,这个RTT必须知道并传递给ONU。获得RTT的过程即为测距(ranging)。

3.3测距(ranging)技术

由于EPON的上行信道采用TDMA方式,多点接入导致各ONU的数据帧延时不同,因此必须引入测距和时延补偿技术以防止数据时域碰撞,并支持ONU的即插即用。准确测量各个ONU到OLT的距离,并精确调整ONU的发送时延,可以减小ONU发送窗口间的间隔,从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外,测距过程应充分考虑整个EPON的配置情况,例如,若系统在工作时加入新的ONU,此时的测距就不应对其它ONU有太大的影响。EPON的测距由OLT通过时间标记(Timestamp)在监测ONU的即插即用的同时发起和完成。

4EPON组网在配电自动化中的应用研究

4.1EPON配电自动化组网方式

手拉手双链路组网方式在两个变电站OLT设备间采用双链路的方式连接，两个OLT设备均处于工作状态。每个ONU设备都会连接到两个分光器（每条链路上各一个），终端设备DTU、FTU、RTU再连接到ONU设备上。在这种手拉手双链路组网方式下，当其中一条链路、OLT设备或分光器发生故障时，ONU设备可倒换到另外一条链路或OLT设备上（备用）进行数据传输，实现了通信的可靠性。

EPON双环网组网方式在一个变电站OLT设备建立一个双环网连接，每个ONU设备分别通过两个分光器连接到双环网中，终端设备DTU、FTU、RTU再连接到ONU设备上。在双环网方式下，当其中一个环网发生故障时，ONU设备可倒换到另外一个环网上进行数据传输，与手拉手双链路组网方式相比，双环网方式节省了OLT设备，但可靠性比手拉手双链路方式低。

4.2EPON配电自动化组网设备要求分析

OLT设备一般放置在变电站内，OLT设备包含二个或者多个PON接口，应支持以太网/IP业务，提供以太网上联接口，可选支持STM-1口。OLT应支持双主控板配置，并支持主控板的1+1保护倒换，主控板倒换时间应小于50ms。

ONU一般放置在配电终端开关站、配电室、环网柜、箱式变电站、柱上开关、配电变压器、配电线路等地方，应具备承载以太网/IP业务的能力，至少支持提供1或4个FE以太网接口，支持RS232/485串口、选配E1口，具备可扩展能力，提供一个或两个PON接口。支持101规约、104规约、CDT、DNP等多种电力通信规约。

配电终端FTU、DTU、TTU应根据不同的对象进行相应的选择，配电终端应具备运行信息采集、事件记录、对时、远程维护和自诊断、数据存储、通信等功能，同时应能支持以太网或RS232/485串口。对于配电终端设备，主要分为“电压型”设备和“电流型”设备。“电压型”设备能够自动隔离故障段并自动恢复非故障段线路的供电，但会因为支线故障导致全线路短暂停电，故障影响范围较大；“电流型”设备的特点是支线故障不影响主干线，故障影响范围小，但容易出现越级跳闸。根据这两种类型设备的特点，在配电主干线上应加装“电压型”设备，在负荷变化较小的分支线可加装“电流型”设备。

5结束语

综上所述，加强对EPON组网在配电自动化中应用的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的配电自动化过程中，应该加强对EPON组网的重视程度，并注重其具体应用实施策略的科学性。

参考文献：

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[2]李涛.EPON技术在电力通信网中的应用.电子设计工程[J].2016（02）：115-116.

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