通信方案

5.5配电通信网络建设方案

5.5.1建设原则

配电通信网络是智能配电各类信息的传输载体，其建设应充分利用电力系统资源，与配电网的发展同步进行。石嘴山市应根据各种配电网业务的需求，结合通信技术的发展，考虑配网网架频繁变动的特点，以"可靠、安全、兼容、经济、开放"为原则，合理选择通信方式，最终在石嘴山建成一个能满足未来5-10年配电数据通信需求、智能终端通信覆盖率达到100%的配电通信网络。

石嘴山配电通信网络建设具体遵循原则如下：

1. 可靠性：配电通信网络设计标准应满足配电自动化的通信业务需求，满足智能配电网发展需求，采用成熟、可靠的现代主流通信技术建设。

2．安全性：在建设配电通信网络时，应重视网络信息安全，加强网络优化工作，优先使用专网通信，采用公网通信方式应采取相应的安全防护措施，构筑网架坚强、灵活可靠的通信网络，确保电网安全可靠运行。

3．兼容性：在采用多种通信方式进行配电通信网络的建设时，应建设配电通信综合接入平台，应统一技术标准，实现统一接入和统一规范。

4．经济性：配电通信网络的建设和改造应充分利用现有通信资源，完善配电通信基础设施，避免重复建设。在满足现有配电自动化

需求的前提下，充分考虑业务综合应用和通信技术发展前景，统一规划、分步实施、适度超前。

5. 开放性：配电通信网络在满足近期应用的基础上，应考虑到智能电网的不断发展，在各方面为远期的扩充与发展预留条件，同时应在规划、设计、建设、运行管理、维护等各环节建立健全保障机制，具备良好的可持续发展能力。

5.5.2通信技术分析

通信系统是配电自动化系统的重要组成部分，是整个系统的神经网络，其性能与可靠性的好坏直接决定整个系统功能的实现及自动化水平程度。而通信系统的建设是以来于通信技术的发展，当前配用电通信网中，各种通信方式都有应用，随着自动化应用的日益成熟，逐渐形成以光纤通信为主、辅以无线通信的现状，针对这一局面，结合配电网的需求对主流的光纤通信技术和无线通信技术进行分析。

（1）光纤通信技术

光纤通信技术是以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输介质的通信手段。目前，光纤通信技术已很成熟，并且已在电力系统中广泛应用，对比于其他通信方式主要有以下优点：光纤传输频带宽、通信容量大，传输损耗小，光电隔离，不受电磁干扰，组网方便、灵活。光纤通信接入从技术上可分为两大类：有源光网络和无源光网络，在配电网中有源光网络以光纤以太网交换机方式为代表、无源光网络以EPON为代表。

A、有源光网络(AON)

有源光网络是指局端设备（CE）和远端设备（RE）之间，通过有源光传输设备相连，在节点和节点之间需要经过光-电-光的转换，以工业以太网、SDH技术为代主。

B、无源光网络(PON)

无源光网络在光分支点安装光分支器，可在树型、环型等多种拓扑结构下的纯光纤网络中，实现高速的光纤通信。在配电通信网中，目前应用的无源光网络主要是以太网无源光网络（EPON）技术。EPON 采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。具有低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务重组以及方便与现有以太网完全兼容等特点。

EPON工作原理:基于无源光网络PON的一种实用无源光网络技术，采用WDM技术及纯光缆介质传输，实现单纤双向传输，支持点对点、点对多点模式，是几种最佳技术和网络机构的结合，其传输示意见图5-1所示。

图5-1 EPON传输示意图

为了分离同一根光纤上多个用户来去方向的信号，采用以下两种复用技术：

下行数据流：采用广播技术，见图5-2所示。

图5-2数据传输示意图

●在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID；

●在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节；

● OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的LLID的帧或者广播帧。

上行数据流：采用TDMA技术，见图5-3 所示。

图5-3数据传输示意图

● OLT接收数据前比较LLID注册列表；

●每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧；

●分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。

配套设备：EPON的系统结构简图如图5-1所示，一个典型的系统由OLT、ONU、ODN组成。

OLT（Optical Line Terminal）是光线路终端，提供网络集中和接入的功能，还可以针对用户的QoS／SLA的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配臵。

ONU（Optical Network Unit）是光网络单元，与用户端设备合为一体，负责下行数据的接收和上行数据的发送。

ODN（Optical Distrib Network）是光分配网络，是一个连接OLT 和ONU的无源设备，负责下行数据的分发、上行数据的集中。

组网模式：EPON的组网模式非常灵活，支持星型、树型、总线型、环型、双环网自愈型。

C、AON技术与PON技术对比

对比项目AON（工业以太网）PON（工业以太网）

传输速度快非常快，无光电转换

技术成熟度高高，电信行业已普及

节点失效率较高，单点失效影响全网非常低，仅失效节点

抗干扰能力高，光电信号隔离传输更高，光信号传输

更高，无信号传输低，双模光缆高，单模光缆

设备兼容性一般，多厂家设备差异一般，多厂家设备差异

使用范围配电通信网配电通信网、用户接入网

行业应用情况较成熟试点推广中

设备供应厂家多，但参差不齐不多，多为成熟大厂家

（2）无线通信技术

无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号在空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，主要包括微波通信和卫星通信，微波是依靠间隔几十千米建设的中继站进行传播的，频带宽、容量大、但距离有限，卫星通信是利用卫星作为中继站与地面之间建立微波通信联系的。目前在城市配电网中应用的具有竞争力的无线技术包括Wimax、McWiLL、GPRS和安全网管型GPRS。

A、Wimax技术

WiMAX全称为全球微波接入互操作性，是基于IEEE802.16标准的一项无线城域网技术，可提供最后一公里的固定和移动宽带无线接入。WiMAX通信技术能够在城域网范围内以一点对多点的方式实现宽带无线接入。WiMAX工作频带可从2～66GHz，信道带宽可在 1.5～20MHz范围内灵活覆盖。WiMAX最大覆盖范围达50km，支持高达70Mbit/s的共享数据传输速率。可以采用多扇区技术来提高系统容量，一个扇区可同时支持60多个采用E1/T1的企业用户或数百个配网监测点。

B、McWiLL技术

McWiLL（Multi-Carrier Wireless Information Local Loop，多载波无线信息本地环路）是我国自主开发的宽带无线接入技术。McWiLL技术源于同步码分多址（SCDMA）技术，是在SCDMA技术基础上的演进和革新。McWiLL系统是完全基于IP分组交换的宽带无线系统，采用宏蜂窝网络结构，覆盖半径可达10～50km，典型市内覆盖