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檀罗
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1 第 26 卷 Vol.26 第 15 期 No.15 电子设计工程 Electronic Design Engineering 2018 年 8 月 Aug 基于 EPON 技术的电力通信系统设计研究黄晓尧 1 楼其民 1 田京 1 毛丽荣 2 1.国网浙江省电力公司浙江杭州国网浙江丽水供电公司浙江丽水摘要针对现代电力配网自动化系统对于数据通信的需求对现代通信方式进行对比表示现代电力通信系统具有多种问题为了能够对电力系统问题进行解决提高电力通信质量及效率就设计了基于 EPON 技术的电力通信系统首先根据现代网络技术的特点及优势设计满足电力通信系统需求的方案然后针对现代组网方式中宽带的分配问题实现满足需求的相应算法最后对系统进行测试将其应用在某供电局表示系统能够满足供电局需求并且提高了电力通信的自动化程度及安全性关键词 EPON 技术电力宽带分配通信系统中图分类号 TN99 文献标识码 A 文章编号 Research on the design of power communication system based on EPON technology HUANG Xiao yao1 LOU Qi min1 TIAN Jing1 MAO Li rong2 1.State Grid Zhejiang Electric Power Company Hangzhou China 2.State Grid Zhejiang Lishui Power Supply Bureau Lishui China Abstract: In view of the demand for data communication in modern power distribution automation system the modern communication mode is compared which indicates that there are many problems in modern power communication system. In order to solve the problem of power system and improve the quality and efficiency of power communication an electric power communication system based on EPON technology is designed. First of all according to the characteristics and advantages of modern network technology the design scheme to meet the demand of power communication system is designed. Then in view of the distribution of broadband in the modern networking mode the corresponding algorithm to meet the requirements is realized. Finally the system is tested and applied to a power supply bureau which indicates that the system can meet the needs of Power Supply Bureau and improves the automation and safety of power communication. Key words: EPON technology power broadband distribution communication system 在现代通信信息生产自动化及管理技术不断进行了全面的研究我国配电网的自动化虽然起步比发展的过程中其也正在不断的融合能够有效实现视较早但是其发展比较慢[2] 目前我国电网公司对其频会议数据信息传输传真电话及即时通信等应用高度重视组织了多方的力量对于电力通信过程中的服务信息及通信技术不断发展影响了电力系统比弱势环节进行了创建及改造电力系统通信方式主要如数字化自动化及标准化已经成为现代电力工业信包括有线及无线其中有线的通信方式主要包括市话 [1] 息系统的主要发展趋势电力行业属于尤为重要的网专线现场总线及光纤通信等无线通信主要包括基础产业电网也是我国实现能源布局的主要手段数字微波无线扩频数字电台等 EPON 技术表示国在现代电网信息通信实现现代化之后电力通信稳定际中宽带接入网最新的发展趋势其主要包括无源光性及安全性也将面临着较大的挑战在进入到全新的及以太网两种网络技术的优势其也是今后宽带接入世纪之后已经逐渐形成了智能电网的理念并且对其网主要的发展技术被广泛应用到配电网电力通信中[3] 收稿日期基于此本文就实现基于 EPON 技术的电力通信系统稿件编号作者简介黄晓尧 1968 男浙江诸暨人硕士高级工程师研究方向企业管理

电子设计工程 2018 年第 15 期的设计技术的网络结构 1 无源光网络的类型其一 EPON 技术 EPON 技术能够支持对称速率其在光设备器件不断发展过程中成熟速度会提高图 1 为 EPON 接入技术的结构图3 GPON 技术的光线路结构图 1 EPON 接入技术的结构此技术结合 PON 技术和以太网技术所以其能够实现 IP 业务宽带的通信接入技术 EPON 技术主

宽带的分配等功能 ODN 属于点 ATM 技术其能够使语言分路器和 ATM 相互结合能够扩展到宽带实现多比特率及多业务 [5] 图 2 为 APON 技术的结构接 OLT 属于 EPON 的核心内容其能够对 ONU 广对多点结构一般都是利用树形连接方式实现并且其使用以太网网络协议通信能够保证服务质量并且成本较低宽带的分配较为灵活

2 电子设计工程 2018 年第 15 期的设计技术的网络结构 1 无源光网络的类型其一 EPON 技术 EPON 技术能够支持对称速率其在光设备器件不断发展过程中成熟速度会提高图 1 为 EPON 接入技术的结构图3 GPON 技术的光线路结构图 1 EPON 接入技术的结构此技术结合 PON 技术和以太网技术所以其能够实现 IP 业务宽带的通信接入技术 EPON 技术主要是通过点到多点作为基础结构实现多个终端用图 4 EPON 技术的网络结构户服务利用局端单个的光模块进行实现 [4] 其二 APON 技术 APON 技术属于无源光网络 EPON 技术主要是利用业务节点接口和业务节技术和 ATM 技术的结合但是其主要核心技术还是点相互连接利用用户网络接口和用户设备相互连从而实现光纤及光纤路终端进行共享从而使业务播实现数据的发送宽带的分配等功能 ODN 属于点 ATM 技术其能够使语言分路器和 ATM 相互结合能够扩展到宽带实现多比特率及多业务 [5] 图 2 为 APON 技术的结构接 OLT 属于 EPON 的核心内容其能够对 ONU 广对多点结构一般都是利用树形连接方式实现并且其使用以太网网络协议通信能够保证服务质量并且成本较低宽带的分配较为灵活管理维护较为方便 [7] 2.2 电力通信系统的设计方案因为 EPON 技术能够被在所有单模光钎介质敷设式光缆中使用并且传送过程能够有效实现数据图 2 APON 技术的结构其三 GPON 技术 EPON 技术主要是使真协议的快速且高效传递并且因为 EPON 能够同时在电力系统多种组网结构中使用所以可以不使用其他的通信从而便于系统结构简单操作能够作为传输汇聚层主要的传输协议其主要目的为了能够降低电力通信传输网的组成成本还就是实现业务速率传统格式的封装其没有限制业能够使其在常用组网结构中使用一般都是使用全务速率及类型之后将封装的业务通过 PON 实现传输因为 GFP 帧头长度指示字节能够实现和变化数据包的传递从而使其能够获得全部标准上行的速率 [6] 图 3 为 GPON 技术的光线路结构 2 基于EPON技术的电力通信系统设计 2.1 EPON 技术在电力通信系统中的可行性 EPON 主要包括 ONU ODN OLT 图 4 为 EPON 链路及链型两种组网方式不需要实现通信管道的重新安装图 5 为链型组网拓扑的第一种结构通过图 5 可以看出来此种组网结构中的设备都具有大量 PON 之后使 OLT 设备在相应配电子中串联此种设计不仅能够提高通信半径还能够实现单电源供电需求 [9] 图 6 为全链路保护组网的第一种结构图 7 为全链路保护组网的第二种结构通过图 6 可以看出来

3 黄晓尧, 等基于 EPON 技术的电力通信系统设计研究图 5 链型组网拓扑的结构 OLT 设备能够连接配电子站, 其中的 POS 在光方向中向下延伸, 通过 ONU 的上行链路冗余设计能够保护链路, 从而使网络运行能够更加的安全且顺畅和第一种结构并不同, 第二种结构主要是在不同配电子站中实现相应 POL 设备的安装, 从而能够根据 [10] 光照的方向通过 T 型的线缆结构实现组网通过以上 3 种结构可以看出来, 其中的每个组网能够将无源分光器和 ONU 通过并联创建光纤通信网络, 并且他们之间不受其他干扰, 此种设计能够有效提高运行的可靠性及安全性, 并且还能够有效保证组网信号传输的安全性利用配单子站实现, 主节点的端口主要包括主端口 [12] 及从端口图 9 为核心层主站和子站的主干环状结构图 8 基于 EPOM 技术电力通信的系统结构图 9 核心层主站和子站的主干环状结构图 6 图 7 全链路保护组网的第一种结构全链路保护组网的第二种结构 3 电力通信系统可靠性的设计电力通信系统组网可靠性主要指的是网络互联通信备份, 利用备份设备和线路能够实现随时随地 [11] 路由的可达图 8 为基于 EPOM 技术电力通信的系统结构 3.1 核心层系统中的核心主站与子站创建主干环状结构, 能够使核心网络可靠性得到有效提高, 还能够避免出现单点故障 RRPP 属于通过大量节点创建的环网, 其某个节点属于主节点, 一般都是使用配电自动化主站实现, 其他的节点属于传输节点, 一般都是其中主节点一般都是利用周期性通过主端口发送环报文, 假如主节点通过端口接收报文, 那么此环网完整如果出现故障, 那么相邻端口及节点就会中断对故障进行检测如果故障恢复, 那么故障的端口及节点就会恢复工作, 这个时候故障节点就会将此端口短时间阻塞, 但是此端口还是能够通过 RRPP 协议报文, 主节点实现 HELL 报文的发送, 如果能够通过端口实现报文的接收, 那么主节点就已经恢复正常, 之后将端口阻断, 使业务流量对正常链 [13] 路进行切换 3.2 分支网通过变电站, 光缆就会顺着电力管线铺设到其中的所有开闭所或者柱开关中, 变电站和所有的光缆链路都是使用星型方式接线, 变电站中的 OLT 设备能够实现不同方向光缆链路的千兆关口聚集分支网使用 EPON 技术, 其中的所有终端设备故障都不会对终端设备造成影响, 从而降低设备出现故障 [14] 的机率图 10 为分支网利用 EPON 技术的结构其分支结构为 : DO CASE CASE< 条件 1> -129-

4 电子设计工程 2018 年第 15 期主干管线此网络中的任何设备都不会对 ONU 使用造成影响图 12 为某用电管理所的电力通信系统组网方案图 10 <命令组 1> 分支网利用 EPON 技术的结构 CASE<条件 2> 3.3 图 12 某用电管理所的电力通信系统组网方案使用 EPON 技术能够使网络的结构更加的清 <命令组 2> 晰简洁并且还能够实现设备的集中维护及建设 <命令组 N> 中全新开关站的接入本文所设计的组网方案能够 CASE<条件 N> 而且还具有一定的后向兼容性能够有效促进区域 END CASE 有效满足智能电网朝着深入化的方向发展其在变配电终端电所和开关站中使用能够实现区域电力配网通信其中的每个柱及开闭所中的 ONU 设备都设置网网络的多级分层还能够实现站点的全面覆盖 [16] 了 10/100M 端口其能够实现 TCP/IP 协议使用 FTU 或者 DTU 通过网线连接能够使全网通信效率进一步提高 [15] 图 11 为配电终端 EPON 接入的方式 5 结束语文中在电力通信系统中使用 EPON 技术并且以配电自动化通信系统网络结构的优势及 EPON 技术的优势实现全新组网方案的设计通过配网方案在具体用电管理所中的使用表示其能够有效满足现代配电自动化通信系统的需求并且能够提高电力通信过程中的安全性完善传统电力通信中的问题参考文献 [1] 林志鹏. 基于 EPON 技术的配网光通信网络建设 [J]. 科技创新与应用 :209. [2] 王江宋来徐元杰.基于 EPON 技术的配电自动化系统[J].电子技术与软件工程 :155. [3] 郑家琪.基于 EPON 技术配网自动化通信系统设图 11 配电终端 EPON 接入的方式 4 配网方案的使用某用电管理所以智能电网综合示范园区工程建设需求为基础根据配电自动化的建设使用 EPON 技术实现开发区开关的配网通信网建设及改造使用互联组网方式 ONU 中的两个 PON 口和链路分光器相互连接从而能够全网保护 PON 端口分光器及计与研究[J].城市建设理论研究:电子版 : [4] 林选择.基于 EPON 技术的电力通信设计与实践研究[J].工程技术:文摘版 15 3 :126. [5] 詹智华詹荣荣陈争光等. 基于 EPON 网络的智能变电站继电保护技术研究[J]. 电力系统保护与控制 44 5 : [6] 刘素芳杨洋王溢泽. 基于 EPON 技术的电力信下转第 135 页

5 陈莉基于高精度的微弱电容检测电路的设计 [6] Kolle C,O'Leary P. Low-cost,high-precision mea surement system for capacitive sensors[j]. Measure ment Science and Technology,1998,9(3): [7] Piao Y,Xiao X,Wang X,et al. Conditioning circuit for capacitive position sensor with nano- scale pre cision based on AC excitation principle[c]// IEEE International Conference on Electro/Information Technology(EIT),2011: 1-6. [8] 许德志, 丁才成. 一种基于 DDS 技术的信号发生器研究与实现 [J]. 电子科技,2010,23(3): [9] 王兵, 于海燕, 王海龙, 等.IBM PC 微机控制恒电位仪测量极化曲线 [J]. 沈阳工业大学学报,2000, 22(1): [10]Paolo M,Andrea. D.M,Giuseppe. F. Novel Modi fied De- Sauty Autobalancing Bridge- Based Ana log Interface for Wide- Range Capacitive Sensor Applications[J].IEEE Sensors Journal, 2014,14 (5): [11]Fleming A J. A review of nanometer resolution posi tion sensors: operation and performance[j]. Sensors and Actuators A: Physical,2013(190): [12] 王晨. 基于 DDS 的高精度任意波形发生器设计 [J]. 电子科技,2010,23(7): [13] 远坂俊昭. 测量电子电路设计 - 滤波器篇 [M]. 北京 : 科学出版社,2006. [14]Walt Jung. 运算放大器应用技术手册 [M]. 北京 : 人民邮电出版社,2009. [15] 周頔, 付平, 卢文斌, 等. 利用 3458A 数字化功能提高交流测量精度 [J]. 电子质量,2015(6): [16] 王淑萍. 差动变压器式位移传感器性能优化技术研究 [D]. 西安 : 西安电子科技大学,2015. [17]Villey. The measurement of very small displacements by means of theelectrometer[j]. Nature,1990,85 (8): [18] 徐开达. 紧凑型微波滤波器和天线及其基于忆阻器的特性研究 [D]. 成都 : 电子科技大学,2015. [19]Moore T D,Turner S,Speake C C. A capacitance displacement transducer with large dynamic range, good linearity and frequency read-out[j]. Measure ment Science and Technology,1993,4(12): [20] 夏吉, 杨业汕, 陈兴. 基于 Pcap01 的电容式液位传感器系统设计 [J]. 电子科技,2014,27(10): [21] 姜有亮. 基于 DDS 任意波形信号发生器设计 [D]. 齐齐哈尔 : 齐齐哈尔大学,2015. [22] 韦晓璐, 任青莲. 基于 DDS 的多路任意波形发生器的设计与实现 [J]. 电子设计工程,2015,23(14): [23] 周英钢, 李桐, 颜华. 基于 CDC 技术的微小电容测量系统 [J]. 沈阳工业大学学报,2015,37(4): [24] 董洪鹏. 理想导体目标电磁散射特性的宽频带快速多极子方法研究 [D]. 南京 : 南京理工大学,2017. ( 上接第 130 页 ) 息网架构分析与研究 [J]. 电源技术,2017,41(7): [7] 屠思远, 吴滨, 虞致国, 等. 基于 EPON 系统的电力 ONU 模块设计 [J]. 传感器与微系统,2017,36 (5): [8] 刘亚梅. 基于 EPON 的电力自动化信息传送平台 [J]. 中国科技博览,2015,26(31):46. [9] 江龙才, 霍朝辉, 步冬静. 基于 EPON 的池州配电通信网综合管理系统设计与实现 [J]. 无线互联科技,2016,28(11): [10] 蒋盛. 基于 EPON 技术的中低压配电自动化通信系统设计 [D]. 镇江 : 江苏大学,2016. [11] 邢晓溪, 吴雁南. 基于 EPON 技术的电力通信系统设计与实现 [J]. 信息技术,2017,19(3): [12] 包顺鑫. 基于 EPON 技术的接入网设计与实践应用研究 [D]. 北京 : 北京邮电大学,2015. [13] 杨茜. 浅析基于 EPON 技术的电力通信设计 [J]. 通讯世界,2017,29(14): [14] 张剑敏. 对基于 EPON 的配网自动化通信技术的几点探讨 [J]. 数字通信世界,2016,27(5): [15] 刘长亮. 基于 EPON 的配电网自动化通信系统及其安全机制 [J]. 数字技术与应用,2016,21(6):37. [16] 马忠, 刘磊, 徐继文. 基于 EPON 通信技术的配电自动化研究 [J]. 电工技术 : 理论与实践,2015,22 (4):

输电线路智能监测系统通信技术应用研究

输电线路智能监测系统通信技术应用研究 Smart Grid 智能电网, 2014, 4, 11-15 http://dx.doi.org/10.12677/sg.2014.41003 Published Online February 2014 (http://www.hanspub.org/journal/sg.html) Application Research of Communication Technology for