农村配用电通信网络组网模式的应用研究

农村配用电通信网络组网模式的应用研究

发表时间：2017-06-14T13:17:56.320Z 来源：《电力设备》2017年第6期作者：仇冠勇

[导读] 文章主要谈久了农村配用电通信网络组网模式的应用，以供参考。

（国网四川省电力公司阆中市供电分公司四川阆中 637400）

摘要：随着新农村建设的不断深入，现代农业以及城乡一体化的快速发展，我国农村电力需求增势强劲，农村电网面临供电压力，对供电可靠性、智能化也提出了新的要求。基于此，文章主要谈久了农村配用电通信网络组网模式的应用，以供参考。

关键词：农村；配用电；通信网络；组网模式

引言

农村配用电通信网涵盖高压配网通信、中压配网通信和低压配网通信，实现用电信息、配电自动化等智能终端设备信息的实时传输，但是基层配电网及农村地区电网由于点多面广、分布无序、建设历史等原因，存在通信网络基础薄弱，体系架构、构建模式还不够完善等问题。为此，通过农村配用电通信网多种通信技术体制及承载的综合业务进行分析，探讨适用于农村配用电通信网的组网模式具有重要意义。

1农村配用电通信网络概述

农网通信网特点体现在：（2）网络拓扑复杂，业务接入点多。由于配用电通信网线路多依托配网线路建设，配网线路的改造会对网络结构产生较大影响。（2）承载业务多元化。配用电通信网不仅承载配网生产、控制类信息，也承载接入配网的分布式能源、电动汽车充电站运行监控及计量等业务，而且用户用电信息采集业务也将通过配用电通信网承载。（2）业务流量低，工控特性需求多样。配用电通信网各类业务流量均比较低，但具有一定实时性要求，各种业务在带宽、时延、可靠性、安全性要求上存在一定差异。通常配用电通信网所承载的各类业务带宽需求都比较小，部分服务于配网自动化控制的业务在传输实时性及可靠性上有一定的要求，而服务于用电信息采集及营销的业务则更注重传输可靠性与安全性。（2）通信技术体制多样。基于各类通信方式的技术经济性分析，适于配用电通信网的通信方式将是多种多样的，包括光纤通信、载波通信和无线通信方式等多种。

农村配用电通信网建设需要满足以下3点要求：（1）平台化要求。具有平台化特点的通信网能够提高网络利用效率。通信和信息平台化需要由面向各业务部门的应用层、承担信息处理任务的信息层以及实现信息传输的通信层组成。想要实现这一要求就需要在配用电通信网的同时考虑配用电业务的承载能力与设备间的接口统一与扩展能力等。（2）对传输性能要求。目前的配用电业务还处在整合时期，10kV配电变压器的监测终端、馈线集中器与采集器等终端的单点数据量一般在10kb/s的级别，而变电站汇聚数据量则要达到10 Mb/s的级别。因此，工业控制的数据量要远小于公网数据量，但更注重信息的可靠性与实时性。（3）安全性要求。配用电业务一般都存在于网络边缘，需要对设计内容与用户身份进行加密认证。同时还要确保通信传输通道与设备的安全，也就是数据包与设备的保密性、完整性以及可用性，以减少被攻击的可能性。具体的要求如下：一是，使用独占的传输通道或介质来完成物理隔离，避免信息传输是发生物理介质泄露。二是，应用WPA、SSL等算法对传输通道进行加密，避免信息传输时出现通信数据包中的内容发生外泄。三是，传输中应用远端设备的接入认证与数据包过滤等防护技术，避免出现非法通信设备或非法数据包的入侵。四是，传输时使用转换网络地址与建立隔离区等措施增加关键信息设备的隐蔽性，降低被攻击的概率。

2农村配用电通信网络组网模式的应用

2.1 EPON独立组网模式

EPON全称为以太网无源光网络，采用基于以太网的PON技术，EPON是在PON技术上发展起来的一种新兴通信技术，通过将PON技术与以太网技术相结合，便组成EPON通信技术，因此它同时具备以太网和PON的功能，故而应用广泛。EPON独立组网模式是指在配用电通信网中，从现场配网终端设备到中心站配网自动化主站都采用单一的EPON光通信技术。该组网模式下配电自动化系统仅由配电自动化终端层和配电主站层构成。两层之间通过由光纤、无源分光支路组成的光分配网实现通信。该组网模式具有可扩展性好、拓扑结构简洁清晰、能充分发挥EPON技术的抗电磁干扰、抗多点失效性等优点。但也存在诸多缺点，首先：需独占纤芯组网，将占用较大的光缆资源。其次：从线路末端的ONU到中心站OLT光纤距离较长，光纤衰耗过大，末端ONU收光光强不足。第三：该组网无法成环，OLT设备之间互不通信，线路成星形单链路运行，无其他保护路由，可靠性较低。综上所述，该组网模式适用于配网终端集中且距配网自动化主站较近的城区。

2.2 EPON＋SDH/MSTP分层组网模式

EPON＋SDH/MSTP分层组网模式是目前应用较多。该组网模式将配电自动化系统分为配电接入层、变电站层、配电主站层三层。配电主站层包括配用电通信网主站和配电自动化主站；配电自动化主站至变电站通信网，称为骨干通信网；骨干通信网和变电站OLT设备共同构成了变电站层。从变电站OLT设备出来的线路光缆至配电终端的通信网，称为配电通信接入层，接入层采用EPON技术组网。其中，变电站层是配用电通信网的核心层，采用光纤、同步数字体系(SDH)或基于SDH的多业务传送平台(MSTP)等技术组网。EPON＋SDH/MSTP 分层组网模的优点：充分利用现有骨干通信网资源，变电站各OLT通过GE口和MSTP/SDH设备的GE口连接，通过MSTP/SDH传输网，在局中心的核心路由器汇聚，节省主干传输光缆的纤芯资源。SDH环网通信路由的冗余和保护功能提高了其通信路由的可靠性。缺点：一是，SDH设备的加入增加了电/光，光/电转换的有源环节，使网络结构复杂化。二是，增加了骨干网MSTP/SDH设备的业务传输压力。三是，需要占用MSTP/SDH的GE口资源，可能需要增加MSTP/SDH 设备的GE口板卡的投资。因此，该组网模式适用于变电站SDH设备以太网口冗余较多，原有通信传输主网非常坚强且路由灵活的情况。SDH子站SDH子站

2.3 EPON分区自治组网模式

分区自治优化结构充分利用电力通信业务由低电压等级节点向高电压等级节点汇聚的特点，将整个配用电通信网分成：ONU接入层、汇聚层、核心层。分区自治原理将配用电通信网划分为多个分区自治区域（如以一个变电站为一个自治区域），每个自治区域分配一个独立IP段，该自治区域内多台OLT之间互联组成环网，上联该区域的汇聚交换机，各区域汇聚交换机组成光纤环网，并分别通过星形或环形结构方式与主站核心路由器实现互联。该组网模式适用于接入设备较多，网络规模较大，网络结构相对复杂的大中型城市配用电通信网。EPON分区自治组网模式的优点：配用电通信网网络结构层次自然分明。通信骨干层的带宽和SDH以太网口资源不足的问题得到有效解