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1、电力配网自动化光通信电力配网自动化光通信EPONEPON技术交流技术交流瑞斯康达科技发展股份有限公司瑞斯康达科技发展股份有限公司专网事业部专网事业部1内容提纲配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON技术简述技术简述2EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析3EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案4瑞斯康达电力瑞斯康达电力EPON产品介绍产品介绍5EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求62PVSPVSCBCB站内重合器和断路器 PVS柱上真空开关配电开关元件组成图：配电开关元件组成图：配电开关元件组成图：配电开关元件组成图：同处一同处一个位置
2、个位置配电网一次设备线缆图PVSPVSPVS电源电源A电源电源BI段段II段段III段段IV段段“手拉手手拉手手拉手手拉手” ”三开关四分段示意图：三开关四分段示意图：三开关四分段示意图：三开关四分段示意图：重合器重合器环网柜重合器重合器重合器重合器PVS柱上真空开关（重合器）3配电网一次设备线缆图配电子站PVS10KV 母线母线10kV10kV10kV10kV配电线路上的开关配电线路上的开关配电线路上的开关配电线路上的开关站内馈线开关断路器断路器分支断路器 目前先进的配网自动化系统的构成由配电线路、目前先进的配网自动化系统的构成由配电线路、重合器、分重合器、分段器、断路器段器、断路器、通信、
3、配网子站和主站几部分构成。、通信、配网子站和主站几部分构成。各种开关设各种开关设备是配电网网自动化的核心部分备是配电网网自动化的核心部分。开关设备的监控是由开关设备的监控是由配电网自动化配电网自动化终端设备终端设备来完成的。来完成的。4SPSPVSRTUSPSPVSRTUCBCBCB站内重合器和断路器站内重合器和断路器PVSPVS柱上真空开关柱上真空开关SPS-SPS-电源变电器电源变电器RTURTU一体型远方终端一体型远方终端配电开关元件组成图配电开关元件组成图配电开关元件组成图配电开关元件组成图同处一同处一个位置个位置配网自动化终端设备组网图 RTURTU通过并联的方式接入配电线路中的柱上
4、真空开关两级，负通过并联的方式接入配电线路中的柱上真空开关两级，负责采集责采集PVSPVS来电、掉电（断开、闭合）的状态信息，并通过来电、掉电（断开、闭合）的状态信息，并通过PVSPVS多次多次闭合、断开操作，确定有故障的配电线路。最后由闭合、断开操作，确定有故障的配电线路。最后由RTURTU将线路故障将线路故障通过通信网络上报到配网自动化主站系统。通过通信网络上报到配网自动化主站系统。各个配变终端（RTU、DTU、FTU）放置在电力一次设备的旁边，负责参数的采集和监控5PVSPVSPVS电源电源A电源电源BI段段II段段III段段IV段段“手拉手手拉手手拉手手拉手” ”三开关四分段示意图三开
5、关四分段示意图三开关四分段示意图三开关四分段示意图重合器重合器FTU环网柜环网柜配网自动化终端 DTUDTU通过并联的方式接入重合器两级。当通过并联的方式接入重合器两级。当PVSPVS多级断开、闭合多级断开、闭合确定了确定了I I、IIII、IIIIII、IVIV哪些段出现故障侧后，相应的哪些段出现故障侧后，相应的FTUFTU将主站的将主站的断开命令下达到重合器。环网柜内断开命令下达到重合器。环网柜内DTUDTU将根据故障情况，操作另一将根据故障情况，操作另一端端PVSPVS闭合，实现供电故障倒换。闭合，实现供电故障倒换。DTUDTUFTU重合器重合器重合器重合器6SPS配电子站环网柜监控FT
6、UTTUPVS配电线RTU10KV 母线母线FTU配电子站配电线10KV 母线母线10kV10kV10kV10kV配电线路图配电线路图配电线路图配电线路图配网自动化终端 FTUFTUFTUFTU则是装设在则是装设在10kV10kV断路器、负荷开关、分段器旁，对各种柱断路器、负荷开关、分段器旁，对各种柱上开关设备所在的线路的电器参数进行监控和采集。上开关设备所在的线路的电器参数进行监控和采集。TTUTTUTTUTTU则是装设则是装设在配电变压器、箱变等变压器设备旁，监测变压器运行状况的终端在配电变压器、箱变等变压器设备旁，监测变压器运行状况的终端装置。装置。7配网自动化通信的作用 要实现配电网自
7、动化系统，通信建设是一个关键环节。那么要实现配电网自动化系统，通信建设是一个关键环节。那么配网自动化通信的作用是什么呢？配网自动化通信的作用是什么呢？ 配网自动化对通信通信的作用配网自动化对通信通信的作用 由此可见，由此可见，配网通信是配网自动化的基础。配网通信是配网自动化的基础。要实现配网自要实现配网自动化，通信的建设就不容忽视。动化，通信的建设就不容忽视。如何建设适合配网自动化的通信如何建设适合配网自动化的通信系统是我们这篇胶片讨论的主题。系统是我们这篇胶片讨论的主题。开关设备开关设备配电自动化终端配电自动化终端通信系统通信系统配网主站系统配网主站系统信息采集信息采集开闭控制开闭控制8配网
8、自动化通信要求配电终端常暴露在室外，要求通信系统在恶劣环境下能可靠地工配电终端常暴露在室外，要求通信系统在恶劣环境下能可靠地工作，并且对于重要信息点须实施链路冗余保护。作，并且对于重要信息点须实施链路冗余保护。配网通信终端数量众多、信息采集点面广量大。通信线缆应该尽配网通信终端数量众多、信息采集点面广量大。通信线缆应该尽可能利用原有配电电缆管道，避免重新开掘，节省大量成本。可能利用原有配电电缆管道，避免重新开掘，节省大量成本。通信组网方式应该尽可能遵循原有配电线缆的网络结构，实现配通信组网方式应该尽可能遵循原有配电线缆的网络结构，实现配变终端与通信设备的位置趋于一致。变终端与通信设备的位置趋于
9、一致。进线监视、进线监视、10kV10kV开闭所、变电站监控和馈线自动化对速率的要求开闭所、变电站监控和馈线自动化对速率的要求最高；其次是公用配变的巡检和负荷监控系统；远方抄表和计费最高；其次是公用配变的巡检和负荷监控系统；远方抄表和计费自动化对速率要求最低。自动化对速率要求最低。配网通信网随着城市的发展规模不断扩大，其信息采集点具有不配网通信网随着城市的发展规模不断扩大，其信息采集点具有不可一次预测性，因此要求通信网络具备高度适应性和扩展性。可一次预测性，因此要求通信网络具备高度适应性和扩展性。 配网自动化在选择通信方式的时候要结合自身的特点。从前面的配配网自动化在选择通信方式的时候要结合自
10、身的特点。从前面的配网通信结构和终端的数量、分布等特点，得出配网自动化通信的要求：网通信结构和终端的数量、分布等特点，得出配网自动化通信的要求：9配网自动化通信结构图10配网自动化通信传统方式PLCPLC（电力载波通信），通信介质：电力线（电力载波通信），通信介质：电力线光纤通信（光纤光纤通信（光纤RS-232RS-232猫），通信介质：光纤猫），通信介质：光纤 现场总线（现场总线（485485、CANCAN等），通信介质：屏蔽双绞线等），通信介质：屏蔽双绞线音频专线（音频专线（PCMPCM设备），通信介质：音频线缆设备），通信介质：音频线缆 230MHz230MHz无线微波专用数传网无线微波
11、专用数传网 GPRS/CDMA/EDGEGPRS/CDMA/EDGE 3G3G（TDSCDMA/CDMA2000/WCDMA)TDSCDMA/CDMA2000/WCDMA)传传传传统统统统通通通通信信信信方方方方式式式式 配网自动化的通信要求非常严格，选择适合配网自动化通信要配网自动化的通信要求非常严格，选择适合配网自动化通信要求的通信方式是建设的第一步。那么传统的配网自动化通信方式有求的通信方式是建设的第一步。那么传统的配网自动化通信方式有哪些呢？它们能否符合配网自动化通信的要求呢？最佳的配网通信哪些呢？它们能否符合配网自动化通信的要求呢？最佳的配网通信方案又是什么呢？方案又是什么呢？11配
12、网自动化传统通信-RS232光猫 光猫（Modem）通信是早期的配电自动化通信系统建设中常用的一种光纤通信技术，利用配电子站附近的光纤接入，各子站通过光猫和就近的开闭所相连接，而其他开闭所则通过RS232和前一开闭所线缆级联，由此完成所有开闭所的接入。优点：1）突破了传统RS232/485的传输距离2）支持环网保护3）施工简单缺点：1）接入速率较低，一般在120kbit/s2）不具备抗多点失效性。RS-232RS-232总线总线串口服务器串口服务器RJ-45RJ-45RS-232RJ-45开闭所开闭所光纤光纤交换机交换机主要子站主要子站串口服务器串口服务器RJ-45RJ-45交换机交换机子站子
13、站主站主站12配网自动化传统通信-SDH SDHSDH在传统电力传输网中的应用非常广泛。作为传统的通信手段在传统电力传输网中的应用非常广泛。作为传统的通信手段之一，之一，SDHSDH的优点非常突出，它以优异的性能和为电力通信提供了的优点非常突出，它以优异的性能和为电力通信提供了一个健壮的平台。但是，在配电网中，一个健壮的平台。但是，在配电网中，SDHSDH应用的缺点和它的优点应用的缺点和它的优点一样的突出。一样的突出。优点：优点：1 1）高带宽。）高带宽。2 2）多种环网保护协议）多种环网保护协议3 3）光纤通信方式）光纤通信方式缺点：缺点：1 1）工作环境要求高）工作环境要求高2 2）高带宽
14、同时带来了）高带宽同时带来了带宽的浪费。带宽的浪费。3 3）施工难度大，实现）施工难度大，实现困难。困难。4 4）成本投入不切实际）成本投入不切实际此图是错误此图是错误的，要重画的，要重画13配网传统通信方式-交换机 工业以太网交换机在电力通信网络中有着较为良好的应用基础，工业以太网交换机在电力通信网络中有着较为良好的应用基础，交换机组网有着高带宽、环网保护、交换机组网有着高带宽、环网保护、IPIP化的趋势等等优点。但是在化的趋势等等优点。但是在配电网自动化通信中，点到多点通信、扩容性、抗多点失效等要求配电网自动化通信中，点到多点通信、扩容性、抗多点失效等要求使得交换组网在应对时显得捉襟见肘。
15、使得交换组网在应对时显得捉襟见肘。14配网自动化传统通信-PLC PLCPLC利用电力架空明线或地理电缆通过配电载波设备来传递信号，其优点是可用现有的配电线路传输不需另铺线路，而且便于管理。缺点是：数据传输速率较低；容易受到干扰、非线性失真和信道交叉调制的影响，并且与其他通信方式兼容性不好。采集终端采集终端采集终端采集终端采集终端采集终端220/380 V220/380 V低压电力线低压电力线低压电力线低压电力线台区变压器台区变压器台区变压器台区变压器采集终端采集终端用用用用户户户户表表表表1 1用用用用户户户户表表表表n n采集终端采集终端用用用用户户户户表表表表1 1用用用用户户户户表表表
16、表n n采集终端采集终端用用用用户户户户表表表表1 1用用用用户户户户表表表表n n集中器集中器10kV10kV中压电力线中压电力线中压电力线中压电力线RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-232RS-23215配网传统通信方式-230MHz主站电台智能Modem前置机串口串口1 1主站电台智能Modem串口串口2 2CH2CH2智能化Modem监视单元主站电台CH3CH3主站电台串口串口3 3CH2CH2终端CH3CH3终端 230MHz是微波通讯的一种，属于超短波通信方式。采用行业专网专用频段，通过微波
17、实现信号传输。优点：优点：1 1）可节省线路投资）可节省线路投资2 2）组网灵活，对环境）组网灵活，对环境要求不高。要求不高。缺点：缺点：1 1）覆盖范围受限）覆盖范围受限2 2）无线通信存在干扰）无线通信存在干扰问题问题3 3）带宽不能满足配网）带宽不能满足配网通信需求通信需求16配网传统通信方式-GPRS GPRSGPRS通信方式目前在电力集中抄表系统中应用广泛，它依靠租借通信方式目前在电力集中抄表系统中应用广泛，它依靠租借驻地移动运营商的无线资源组建电力无线专网，这种方式不需要电驻地移动运营商的无线资源组建电力无线专网，这种方式不需要电力投资线缆资源，而且组网灵活。力投资线缆资源，而且组
18、网灵活。 优点：优点：1 1）基础资源丰富，不）基础资源丰富，不需要投资线路建设。需要投资线路建设。2 2）组网灵活）组网灵活缺点：缺点：1 1）带宽较低，最大带）带宽较低，最大带宽宽114Kbps114Kbps，很难，很难满足配网终端接入满足配网终端接入需求。需求。2 2）实时性和扩展性较）实时性和扩展性较差受制于运营商差受制于运营商3 3）维护困难）维护困难17 通过对传统配网通信手段的分析，结合配电网的实际情况，目前配网自动化通信最终将以光纤+载波为主，其它通信方式为辅。 配电网主要通信信道最终方式选择配网自动化对光纤通信方式有哪些具体要求呢？18配网自动光纤通信面临的问题一、点到多点通
19、信。由配网自动化终端数量和分布的特点决定，传统点到点的光纤通信方式在配网中并不适用。二、分光设备对环境因素不敏感。由电力配网特点决定了，在线路上在户外不可能有很好的工作环境。三、带宽能够满足配网自动化需求。四、终端设备工业级设计。包括环境适应性、供电等因素。五、网络扩展性好。扩展不影响整网架构。频繁的网络架构变化显然是配网通信所不能允许的。 19内容提纲配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON技术简述技术简述2EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析3EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案4瑞斯康达电力瑞斯康达电力EPON产品介绍产品介绍5EPON在
20、电力通信的技术要求在电力通信的技术要求62021EPON技术简述技术简述EPONEPON：基基基基于于于于以以以以太太太太网网网网无无无无源源源源光光光光网网网网络络络络，是是是是一一一一种种种种采采采采用用用用点点点点到到到到多多多多点点点点（P2MPP2MP）结结结结构构构构的的的的单单单单纤双向光接入网络的光纤通信技术。纤双向光接入网络的光纤通信技术。纤双向光接入网络的光纤通信技术。纤双向光接入网络的光纤通信技术。EPONEPON特性：特性：特性：特性：uu在物理结构和数据流上均实现了在物理结构和数据流上均实现了在物理结构和数据流上均实现了在物理结构和数据流上均实现了点到多点；点到多点；
21、点到多点；点到多点；uu采用光传输结构上的采用光传输结构上的采用光传输结构上的采用光传输结构上的分光器（无需电源）；分光器（无需电源）；分光器（无需电源）；分光器（无需电源）；uu采用采用采用采用WDMWDM技术实现技术实现技术实现技术实现单纤双向传输。单纤双向传输。单纤双向传输。单纤双向传输。主干光缆OLTONU1ONU2ONU3ONU4ONU5ODN(光分配网络)物理分光物理分光无源设备无源设备2122分光器外观分光器外观OpticalOpticalMuxMuxOpticalOpticalMuxMux合波信号发送和接收在一根光纤中采用不同波长传输：u发送：1490nm、1550nm（CAT
22、V信号）u接收：1310nmEPON技术简述技术简述分光分光2223EPON技术简述技术简述分光分光EPON的分光器按工艺可分为：u熔融拉锥的光分路器（非均分）u平面波导型光分路器（均分）熔融拉锥熔融拉锥: :平面波导平面波导: :波导波导硅基硅基耦合区耦合区纤芯纤芯包层包层2324EPON系统中的非均分分光器采用1：2形式的分光产品，其分光比主要有5：95、10：90、20：80等。 均分：均分：均分：均分：OLTOLTONU1ONU1ONU2ONU2功率功率功率功率100%100%5dB5dB均分均分均分均分功率功率功率功率50%50%（2.5dB2.5dB）功率功率功率功率50%50%（
23、2.5dB2.5dB）OLTOLT非均分：非均分：非均分：非均分：非均分非均分非均分非均分非均分非均分非均分非均分非均分非均分非均分非均分功率功率功率功率100%100%5dB5dBONU2ONU2ONU3ONU3功率功率功率功率95%95%ONU1ONU10.25dB0.25dB功率功率功率功率5%5%功率功率功率功率95%95%功率功率功率功率95%95%4.75dB4.75dB4.51dB4.51dB功率功率功率功率5%5%0.24dB0.24dB4.29dB4.29dB功率功率功率功率5%5%0.22dB0.22dBEPON技术简述技术简述分光分光2425EPON技术简述技术简述分光器
24、展示分光器展示分光交接箱铠甲型分光器（1：16、1：32）法兰机架式分光器2526PONPON网网络络中中，每个ONU可以接受到OLT所有下行数据，但ONU只根据下行数据的标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他的数据以太网帧以太网帧以太网帧以太网帧OLTOLTONUONU通信示意图通信示意图通信示意图通信示意图分光器业务一业务一业务二业务二业务三业务三22132213221322131223OLTONU1ONU2ONU3EPON关键技术关键技术下行下行2627分光器分光器业务一业务一业务二业务二业务三业务三222311112 2 23112 2 23Time Slot（时隙）（时隙）每个ONU在
25、各自预定时隙发送光信号。所有ONU的光信号通过ODN采用时分复用合成。时隙的预定靠OLT与ONU的距离判定分配。ONUONUOLTOLT通信示意图通信示意图通信示意图通信示意图OLTONU1ONU2ONU3EPON关键技术关键技术下行下行2728ONUONU自动注册自动注册自动注册自动注册可实现即插即用可实现即插即用可实现即插即用可实现即插即用MPCP（多点控制协议）主要功能：1、ONU的自动发现和加入、测距、报告链路拥塞情况；2、在原有的以太网CSMA/CD基础上引入了新的MAC控制信息，3、OLT使用GATE和REPORT消息实现时钟同步和时隙分配,REGISTER和ACK信息用来控制自动
26、注册和应答过程。OLTOLTONU4ONU4ONU1ONU1发现时间窗口发现时间窗口发现时间窗口发现时间窗口注册请求：注册请求：MAC地址地址注册请求：注册请求：MAC地址地址注册注册:LLID注册：注册：LLID注册确认注册确认注册确认注册确认EPON关键技术关键技术MPCPONU2ONU2ONU3ONU32829DBA（动态带宽分配，Dynamically Bandwidth Assignment）：一种能在微秒或毫秒级的时间间隔内完成对上行带宽的动态分配的机制。OLT带宽控制(优先级从高到低)u加速转发型，支持对端到端延时敏感和需要带宽保证的业务，如串口232/485业务。u确定转发型，
27、支持对延时不敏感但是要求带宽保证的业务，如以太业务。u尽力而为型，支持对端到端延时不敏感且不需求带宽保证的业务，如一般业务。ONU1ONU2RS232/485一般业务一般业务EthernetEPON关键技术关键技术DBA2930EPON安全性分析安全性分析业务安全性1）ONU支持802.1Q Vlan，接入ONU上的不同业务可以通过Vlan进行业务隔离。3）二层Qos技术可以配合EPON系统工作，保证不同用户业务的传输。数据安全性1）下行（OLTONU）采用1490nm波长，上行（ONUOLT）采用1310nm波长保证上下行数据无冲突。2）数据传输过程中支持数据AES128位加密，保证数据在传
28、输过程中的安全性。远动业务远动业务VLAN1远动业务远动业务VLAN1OLTONU1ONU21490nm1310nm视频监控视频监控VLAN2不不 在在 同同 一一VLAN下下 抛抛弃数据帧弃数据帧视频监控视频监控VLAN2远动控制中心远动控制中心视频控制中心视频控制中心12121211221 2121 2123031EPON组网拓扑形式组网拓扑形式OLTOLTONU分光器分光器ONUONUONU（1）基础树形）基础树形1：n均分均分OLTOLTONU分光器分光器（3）全冗余保护树形）全冗余保护树形1：n均分均分ONUONUONU分光器分光器1：n均分均分双双PON口口ONU双双PON口口ON
29、U双双PON口口ONU双双PON口口ONU主主PON口口备用备用PON口口OLTOLTONU分光器分光器ONUONUONU（2）主干保护树形）主干保护树形2：n均分均分主主PON口口备用备用PON口口OLTOLTONU分光器分光器ONUONUONU（4）总线型（链型）总线型（链型）1：2非均分非均分分光器分光器分光器分光器分光器分光器OLTOLTONU分光器分光器ONUONUONU（5）全保护总线型（链型）全保护总线型（链型）1：2非均分非均分分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器分光器双双PON口口ONU双双PON口口ONU双双PON口口ONU双双PO
30、N口口ONU主主PON口口备用备用PON口口31内容提纲配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON技术简述技术简述2EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析3EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案4瑞斯康达电力瑞斯康达电力EPON产品介绍产品介绍5EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求632 EPON通信可行性分析1、配电网通信介质分析2、光缆建设分析3、EPON应用于配电网光纤通信分析4、供电分析5、配电网电缆组网分析6、EPON组网分析7、配电网对通信设备的环境要求分析8、通信 速率分析9、EPON链路保护分析10、EPON抗多点失效分析
31、11、EPON通信网络扩容分析33省级核心网市级骨干网县级接入网火火电厂厂500kV 220kV 220kV 220kV 110kV 220kV 110kV 110kV 110kV 110kV 35kV 35kV 35kV 35kV 35kV 220kV 220kV 110kV STM64/STM16STM16/STM4STM4/STM1 各省市电力公司已建各省市电力公司已建成以光纤通信网络为主的成以光纤通信网络为主的调度通信网。所辖电网内调度通信网。所辖电网内35kV35kV、110kV110kV及以上变电及以上变电站基本实现光纤全覆盖。站基本实现光纤全覆盖。 当前电力系统光纤分布情况当前电
32、力系统光纤分布情况配电线路配电线路10kV10kV开闭所开闭所配电站配电站（一）配电网通信介质分析（一）配电网通信介质分析 光纤网络具备向光纤网络具备向35kV35kV以下的配电线路延以下的配电线路延伸的网络基础。伸的网络基础。34（一）配电网通信介质分析（一）配电网通信介质分析1 1、将光缆沿配电线路架挂在电力导线下方、将光缆沿配电线路架挂在电力导线下方充分利用配电网线缆资源，延伸配电网光纤：充分利用配电网线缆资源，延伸配电网光纤： ADSSADSS（全介质自承式）（全介质自承式）OPGWOPGW（光纤复合架空地线）（光纤复合架空地线）OPPCOPPC（光纤复合相线）（光纤复合相线）地线和通
33、信双重功能地线和通信双重功能 全金属结构全金属结构 相线和通信双重功能相线和通信双重功能耐受高压强电耐受高压强电 承受自身重力抗自然环境承受自身重力抗自然环境 光纤通信具备传输速率高、稳定性好、抗干扰能力强、保密光纤通信具备传输速率高、稳定性好、抗干扰能力强、保密性好、组网方式灵活等优势，已成为电力通信的主要通信方式。性好、组网方式灵活等优势，已成为电力通信的主要通信方式。2 2、将光纤放置在架空中高压配电线的地线中、将光纤放置在架空中高压配电线的地线中3 3、在一些可不架设地线的配电线路，将光纤单元复合在电缆相线中、在一些可不架设地线的配电线路，将光纤单元复合在电缆相线中4 4、利用电力线管
34、道资源，地埋光缆、利用电力线管道资源，地埋光缆351 1、架空线路：利用同杆塔敷设光缆、架空线路：利用同杆塔敷设光缆2 2、具备电力管道路径：同路由敷设光缆、具备电力管道路径：同路由敷设光缆3 3、光缆芯数：根据配电线路监控数量选择、光缆芯数：根据配电线路监控数量选择4 4、光纤类型：优选单模、光纤类型：优选单模配电网光缆具体建设方案：专芯专网原则。配电网光缆具体建设方案：专芯专网原则。（二）光缆建设分析（二）光缆建设分析 沿着配电线路一级一级顺序敷设电力特种光缆，使用专用纤芯承载电沿着配电线路一级一级顺序敷设电力特种光缆，使用专用纤芯承载电力配电网自动化业务实现配电网专网建设力配电网自动化业
35、务实现配电网专网建设 配电网线路资源情况：配电网线路资源情况： 断路器、配电变压器、分段开关、负荷断路器、配电变压器、分段开关、负荷开关、配电网监测终端是沿着配电电缆分布。开关、配电网监测终端是沿着配电电缆分布。36环网柜监控TTU配电线SPSPVSRTU配配电电子子站站10KV 10KV 母线母线FTU配电线配电网主站配电网主站同处一个位置同处一个位置配配电电子子站站10KV 10KV 母线母线交换机OLTOLTONU1ONU2ONU3ONU4SDHSDH传输网传输网传输网传输网（三）（三）EPONEPON应用于配电网光纤通信分析应用于配电网光纤通信分析CBCB站内重合器和断路器站内重合器和
36、断路器PVSPVS柱上真空开关柱上真空开关SPS-SPS-电源变电器电源变电器37（四）供电分析（四）供电分析1、电压互感器变换电压，二次侧可输出220VAC2、就近配电变压器取电3、电压互感器+蓄电池（UPS）配电网测量仪表、继电保护装置、自动化终端及通信设备如何取电？ 电压互感器（PT potential transformer）配电采集终端220VONUONUPT一次侧可输入3220kV配电馈线电压继电保护装置220VONUONU开闭所、负荷中心、用户电表能实现机房供电；环网柜、柱上开关、变压器可依靠PT提供工作电源。38（五）配电网电缆组网分析（五）配电网电缆组网分析电力配电网中电缆的
37、组网结构如下所示：电力配电网中电缆的组网结构如下所示：手拉手环网手拉手环网单电源辐射网单电源辐射网农村电网占主导地位。线路单电源供电，接线简单、建设投资较少。当线路或设备故障、检修时，用户停电范围大，系统供电可靠性较差。主干线路一般要求分段，供电半径约为35 km。 城网供电多为双电源方式 通过主干线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行，大大提高了供电可靠性。39双电源双双电源双T T网网（五）配电网电缆组网分析（五）配电网电缆组网分析 双变压器接线，具有形接线的优点，节省电力电缆的用量，运行方式灵活，又使变压器和低压配电系统有备用，接线可靠性高。 1、现有的线路管道资源，对配电网一次
38、保护设备、采集设备、通信信设备如何供电？ 2、配电网自动化通信网络如何适应以上配电网线路网络结构？40链型组网链型组网全链路保护全链路保护EPONEPON系统组网系统组网符合配电网线路网络结构符合配电网线路网络结构全链路保护全链路保护（六）（六）EPONEPON组网分析组网分析单电源辐射网单电源辐射网双电源双双电源双T T网网手拉手环网手拉手环网配电网通信光纤线路资源分布特点： 带状或带状或链形结构链形结构 EPON天然天然 组网结构组网结构 配电光纤线路敷设通常是带状或链型结构配电光纤线路敷设通常是带状或链型结构光纤芯数相对较少光纤芯数相对较少 单纤双向通信单纤双向通信子站与监测终端之间是点
39、到多点结构子站与监测终端之间是点到多点结构41（七）配电网对通信设备的环境要求分析（七）配电网对通信设备的环境要求分析（七）配电网对通信设备的环境要求分析（七）配电网对通信设备的环境要求分析配电网自动化系统对通信设备的环境要求：1设备抗电磁干扰2设备抗恶劣环境运行3多种供电方式4设备自然散热5设备自然散热6安装环境42EPON满足配电网系统对环境的要求满足配电网系统对环境的要求外观金属屏蔽式机盒，提升EMC性能防护电源宽电压极性保护，防浪涌冲击，支持热插拔散热无风扇设计、自然散热抗恶劣环境运行温度为-20+75 ，湿度为10%90%非凝露安装环境OLT：主站、110/35kV变电站的站内通信机
40、房ONU：10kV开闭站、配电室，并根据室内的条件和相关要求，可放置小型机柜或机箱。应避免安装在潮湿、高温、强磁场干扰源的地方（七）配电网对通信设备的环境要求分析（七）配电网对通信设备的环境要求分析（七）配电网对通信设备的环境要求分析（七）配电网对通信设备的环境要求分析43单个配网个配网终端的通信端的通信带宽需要需要: : 通信子站带宽要求：通信子站带宽要求：类别类别时间时间要求要求数据量数据量带宽要求带宽要求备注备注一遥5S190个字节1901908 85 5313bit/s 313bit/s 二遥5S310个字节3103108 85 5496bit/s 496bit/s 时延和轮询要求为3
41、0S三遥5S330个字节3303308 85 5528bit/s 528bit/s 类别类别馈线馈线条数条数电房数量电房数量/馈线馈线时间时间传输速率传输速率备注备注一遥40205S800313bit/s250.4kbit/s 1个110kV变电站一般带30-40条馈线，适宜作为子站二遥40205S800496bit/s396.8kbit/s 三遥40205S800528 bit/s422.4kbit/s （八）通信速率分析（八）通信速率分析44EPONEPON通信网络完全满足配电网子站通信速率的要求。通信网络完全满足配电网子站通信速率的要求。通信网络完全满足配电网子站通信速率的要求。通信网络
42、完全满足配电网子站通信速率的要求。（八）通信速率分析（八）通信速率分析 EPONEPONEPONEPON可提供上下可提供上下可提供上下可提供上下1.25Gbps1.25Gbps1.25Gbps1.25Gbps对称的通信速率，随着未来的通信需对称的通信速率，随着未来的通信需对称的通信速率，随着未来的通信需对称的通信速率，随着未来的通信需要可扩容至要可扩容至要可扩容至要可扩容至10Gbps10Gbps10Gbps10Gbps。以太网接口（bit/s）RS-232串口(Baud)RS-485串口（bit/s）ONU10/100M自适应300、1200、2400、4800、9600、19200最高10
43、MOLT1000M电/光（对接MSTP）接口数量141414 现有配电网通信终端（现有配电网通信终端（FTU/DTU/RTUFTU/DTU/RTU）的通信接口以）的通信接口以RS232/485RS232/485为主，少量为主，少量产品具备以太（产品具备以太（RJ45)RJ45)口，随着以太网技术应用的不断发展，近年的配网自动口，随着以太网技术应用的不断发展，近年的配网自动化通信终端接口正慢慢朝化通信终端接口正慢慢朝EthernetEthernet（RJ45)RJ45)过渡，并最终会取代绝大部分的电过渡，并最终会取代绝大部分的电力通信设备的接口。力通信设备的接口。4546主干光纤保护主干光纤保护
44、1+11+1业务保护业务保护OLTOLT2 2：N N分光器分光器ONU 1ONU2PONPON口口 主主PONPON口口 备备OLT OLT 主主1：N分光器分光器ONU 1OLT OLT 备备1：N分光器分光器ONU nPONPON口口 主主PONPON口口 主主备用备用PON口启动口启动备用备用PON口启动口启动 （九）（九）EPONEPON链路保护分析链路保护分析46子站子站子站子站A A A A OLTOLTSNMPSNMPSNMPSNMP网管网管网管网管RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-232RS-232RS-23
45、2RS-232RS-485RS-485RS-485RS-485RJ-45RJ-45RJ-45RJ-45RS-232RS-232RS-232RS-232RJ-45RJ-45RJ-45RJ-45FTUFTUFTUFTU无源分光器无源分光器无源分光器无源分光器主用光纤主用光纤主用光纤主用光纤DTUDTUDTUDTU备用光纤备用光纤备用光纤备用光纤子站子站子站子站B B B B OLTOLTPONPON口口损坏损坏设备死机设备死机 多点故障：主干光纤中断、分支光纤失效、设备死机或突然掉电、多点故障：主干光纤中断、分支光纤失效、设备死机或突然掉电、PONPON光口损坏。光口损坏。多台设备失效，不影响其他
46、节点正常使用。多台设备失效，不影响其他节点正常使用。突然掉电突然掉电备用备用PONPON口口启动启动（十）（十）EPONEPON抗多点失效分析抗多点失效分析 47子站子站子站子站A A A A OLTOLTSNMPSNMPSNMPSNMP网管网管网管网管RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-485RS-232RS-232RS-232RS-232RS-485RS-485RS-485RS-485RJ-45RJ-45RJ-45RJ-45RS-232RS-232RS-232RS-232RJ-45RJ-45RJ-45RJ-45FTUFTUFTUFTU无
47、源分光器无源分光器无源分光器无源分光器主用光纤主用光纤主用光纤主用光纤DTUDTUDTUDTU备用光纤备用光纤备用光纤备用光纤子站子站子站子站B B B B OLTOLT当当ONUONU检测到主干主用光纤中断或多条分支主用光纤失效时能迅检测到主干主用光纤中断或多条分支主用光纤失效时能迅速切换到备用光纤上工作。速切换到备用光纤上工作。主干主用主干主用光纤中断光纤中断分支主用分支主用光纤中断光纤中断备用备用PONPON口口启动启动备用备用PONPON口口启动启动备用备用PONPON口口启动启动（十）（十）EPONEPON抗多点失效分析抗多点失效分析 48 配电网开闭所、环网柜、箱变等节点数量的不可
48、精确预测性，要求网络在扩容时具有方便性、经济性。粗箭头 （十一）（十一）（十一）（十一）EPONEPONEPONEPON通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析变电站、开闭所、终端的数量增加配电网通信系统光纤资源的拉放延伸原网络向外辐射连接更多的监测节点部分节点形成局部的点到多点网络形态对原先放置的设备有更高要求4950AONAONAONAON系统必须在支路节点增加光接口板以实现光方向的增加系统必须在支路节点增加光接口板以实现光方向的增加系统必须在支路节点增加光接口板以实现光方向的增加系统必须在支路节点增加光接口板以实现光方向的增加AONAONAONAON扩容示意图扩容
49、示意图扩容示意图扩容示意图 当没有冗余的光接口时，只能更换设备型号。将导致该节点及下挂的所有设备业务暂时中断，对运行的网络造成很大的安全威胁，也对系统建设前期设备选型造成困难。 需增加光接口板需增加光接口板 （十一）（十一）（十一）（十一）EPONEPONEPONEPON通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析5051PONPONPONPON扩容示意图扩容示意图扩容示意图扩容示意图PONPONPONPON系统只需更换光分路器，采用分路数更多地光分路器即可增加光方向系统只需更换光分路器，采用分路数更多地光分路器即可增加光方向系统只需更换光分路器，采用分路数更多地光分路器即
50、可增加光方向系统只需更换光分路器，采用分路数更多地光分路器即可增加光方向 EPON通信系统设计之初预留光纤资源及光功率裕量，在主干光纤上采用非均分的无源分光器，保证将主要光功率留给下级扩容节点设备。对新增监测节点只需添加分光器和ONU，即实现网络的扩容。 （十一）（十一）（十一）（十一）EPONEPONEPONEPON通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析5152光接口板及光接口板及光接口板及光接口板及SFPSFPSFPSFP光模块的价格一般为无源分光器的光模块的价格一般为无源分光器的光模块的价格一般为无源分光器的光模块的价格一般为无源分光器的5 5 5 510101
51、010倍。倍。倍。倍。单台工业交换机、单台工业交换机、单台工业交换机、单台工业交换机、SDH/MSTPSDH/MSTPSDH/MSTPSDH/MSTP的成本一般为的成本一般为的成本一般为的成本一般为ONUONUONUONU设备的设备的设备的设备的1010101015151515倍。倍。倍。倍。 配电网监测节点数量巨大，采用配电网监测节点数量巨大，采用配电网监测节点数量巨大，采用配电网监测节点数量巨大，采用EPONEPONEPONEPON组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统，能最大限度节省投资成本。能最大限度节省投资成本。能最大限
52、度节省投资成本。能最大限度节省投资成本。光接口板、SFP光模块无源分光器扩容经济性分析扩容经济性分析扩容经济性分析扩容经济性分析工业交换机ONUSDH/MSTP SDH/MSTP ONU （十一）（十一）（十一）（十一）EPONEPONEPONEPON通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析52 （十一）（十一）（十一）（十一）EPONEPONEPONEPON通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析通信网络扩容分析光接口板及光接口板及光接口板及光接口板及SFPSFPSFPSFP光模块的价格一般为无源分光器的光模块的价格一般为无源分光器的光模块的价格一般为无源分光
53、器的光模块的价格一般为无源分光器的5 5 5 510101010倍。倍。倍。倍。单台工业交换机、单台工业交换机、单台工业交换机、单台工业交换机、SDH/MSTPSDH/MSTPSDH/MSTPSDH/MSTP的成本一般为的成本一般为的成本一般为的成本一般为ONUONUONUONU设备的设备的设备的设备的1010101015151515倍。倍。倍。倍。 配电网监测节点数量巨大，采用配电网监测节点数量巨大，采用配电网监测节点数量巨大，采用配电网监测节点数量巨大，采用EPONEPONEPONEPON组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统，组建配电网自动化通信系统
54、，能最大限度节省投资成本。能最大限度节省投资成本。能最大限度节省投资成本。能最大限度节省投资成本。光接口板、SFP光模块无源分光器扩容经济性分析扩容经济性分析扩容经济性分析扩容经济性分析工业交换机ONUSDH/MSTP SDH/MSTP ONU53内容提纲配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON技术简述技术简述2EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析3EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案4瑞斯康达电力瑞斯康达电力EPON产品介绍产品介绍5EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求654电力配网通信解决方案55远程抄表系统解决方案56内容提纲
55、配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON技术简述技术简述2EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析3EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案4瑞斯康达电力瑞斯康达电力EPON产品介绍产品介绍5EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求657瑞斯康达EPON系统58机架式OLT-ISCOM5800592PON 板4GE 板电源 板SMC 主控板 ISCOM5800 常见板卡60ISCOM5800节省机房空间、节省机房空间、减少设备数量减少设备数量（整机密度大）（整机密度大）20/40 PON,20/40 PON,1280/2560 ONU1280/
56、2560 ONU为大带宽用户提供无阻塞的业务承载（槽位带宽、交换容量、上行带宽）保证设备运行和业务承载的稳定性（冗余保冗余保护、防止非法接入）护、防止非法接入）58005800高可靠高可靠大容量大容量高密度高密度高密度61大容量大容量核心交换容量：48Gbps背板交换容量：48Gbps业务板插槽交换容量：8G/4G高可靠性高可靠性高可靠性的双星型总线结构；业务通道和管理通道均采用双星结构支持核心板卡的主备倒换，以实现11保护，有效防止单点故障；支持主干光纤保护倒换、槽位板卡的倒换、电源冗余；支持AES128和三重搅动加密，支持ONU的认证机制，防止非法ONU；高密度高密度单框20/40 PON
57、口，可带ONU数目1280/2960个。ISCOM5800特点62系统最大提供系统最大提供4 4个个PONPON口，管理口，管理256256个个ONUONU（1 1：6464）ConsoleConsole口口带外管理口带外管理口4 4GEGE口口4 4PONPON口口即：四个光方向即：四个光方向1U、19英寸结构支持骨干光纤1+1冗余保护功能。双电源冗余备份；防雷、防尘设计； 支持可动态升级的DBA算法，方便用户对带宽的控制。支持上联GE口链路聚合；产品特点：产品特点：台式OLT-ISCOM550463散热散热结构结构端口端口电源电源即插即用，自动发现、注册、即插即用，自动发现、注册、安全认证
58、，数据加密安全认证，数据加密l端口丰富、RS-232/485，RJ-45等PSE PSE 反向供电反向供电 -12V-12V、-24V-24V、- -48V48V、220V 220V l采用金属外壳；采用金属外壳；l体积小巧，便于安装维护体积小巧，便于安装维护l开发模块式ONU，与EOC设备的整合l抗电磁干扰性强： 环境环境温度温度l适应性广，适应性广，-30-307070ONU产品的特点防护防护用户端口/电源防护 二级防雷网管网管特性特性无风扇设计，自然散热、无风扇设计，自然散热、减少噪音减少噪音64ISCOM5104PISCOM5104PISCOM5104P-4R3 ISCOM5104P-
59、4R3 ISCOM5104P-4R8 ISCOM5104P-4R8 符合电力需求的ONU设备提供提供4个以太网口、个以太网口、2个个PON口（即口（即2个光方向）；提供支路个光方向）；提供支路1+1保护；保护；工业级标准设计工业级标准设计提供提供4个以太网口、个以太网口、4个个RS232口、口、2个个PON口（即支持口（即支持2个光方向）；满个光方向）；满足串行数据的接入；工业级标准设计足串行数据的接入；工业级标准设计提供提供4个以太网口、个以太网口、4个个RS485口、口、2个个PON口（即：支持口（即：支持2个光方向）；个光方向）；提供支路提供支路1+1冗余保护；工业级标准设计冗余保护；工
60、业级标准设计65EPON系统优势 （1 1）部署快捷、维护方便。）部署快捷、维护方便。ONUONU自动发现、自动注册，零配置；自动发现、自动注册，零配置；（2 2）高带宽。支持）高带宽。支持上下行对称的上下行对称的1.25Gbit/s1.25Gbit/s带宽带宽，将来可以扩展升级到，将来可以扩展升级到10Gbit/s10Gbit/s；ONUONU带宽独享；带宽独享；（3 3）节省光纤资源，服务范围大。一条主干光纤，服务大量用户，特别适合配）节省光纤资源，服务范围大。一条主干光纤，服务大量用户，特别适合配网环形或链型拓扑。网环形或链型拓扑。（4 4）高可靠性。主干光纤）高可靠性。主干光纤1+11
61、+1保护；支路光纤保护；支路光纤1+11+1保护；保护；终端设备间是并联关系终端设备间是并联关系（5 5）高安全性。采用三重搅动和）高安全性。采用三重搅动和AES128AES128加密，加密，ONUONU注册认证；保证了数据的安全注册认证；保证了数据的安全性；性； （6 6）带宽分配灵活，服务有保证。通过）带宽分配灵活，服务有保证。通过DBADBA对用户带宽灵活分配，保证用户的对用户带宽灵活分配，保证用户的最小带宽需求。最小带宽需求。（7 7）完善的网管功能。能管理到）完善的网管功能。能管理到ONUONU的的PONPON口的每个端口业务。口的每个端口业务。66可以在局端对本端和远端设备进行配置
62、网管系统配置可以通过友好的人工界面实现对本端和远端设备配置可以通过友好的人工界面实现对本端和远端设备配置67系统拓扑自动发现68告警信息查询告警信息自动生成告警信息自动生成69ONUONU设备面板设备面板在资源树上选择ONU节点，点击右键菜单，选择“配置配置ONU”ONU”70内容提纲配网自动化及通信方式介绍配网自动化及通信方式介绍1EPON技术简述技术简述2EPON用于配网通信可行性分析用于配网通信可行性分析3EPON技术配网通信的解决方案技术配网通信的解决方案4瑞斯康达电力瑞斯康达电力EPON产品介绍产品介绍5EPON在电力通信的技术要求在电力通信的技术要求671电力行业对于电力行业对于E
63、PONEPON设备要求（一）设备要求（一）业务类型和设备类型业务类型和设备类型业务类型：业务类型： 电力EPON系统承载的业务：以太网/IP业务和RS232/485串口业务， 可选支持业务（语音业务、视频监控业务）、TDM业务等。OLTOLT设备类型：设备类型： OLT设备分为机架式、盒式两种。 OLT设备具有二个或者多个PON接口，提供以太网GE上联接口，可选 支持环路保护协议。 ONUONU设备类型：设备类型： 根据配电网业务需求，规定以下ONU类型：抄表应用抄表应用ONUONU： 具有1或4个FE以太网接口及一个或两个PON接口。二次设备（变压器二次设备（变压器/FTU/FTU）监控应用
64、）监控应用ONUONU： 具有1或4个FE以太网接口，1或4个RS232/485接口；具有两个PON接口。72电力行业对于电力行业对于EPONEPON设备要求（二）设备要求（二）支持的通信协议或规约支持的通信协议或规约 EPON系统须支持IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、CDT、DNP、ModBus等多种电力通信规约（透传）73电力行业对分光器及光链路衰耗的要求（一）分光器部署原则分光器部署原则（分光器到（分光器到OLTOLT和和ONUONU离比：离比：12:112:1原则原则) )尽量一级分光相对集中靠近终端设备分光器部署位置分光器部署位置局端机房终端设备附件光交接
65、箱分光器链路衰减：分光器链路衰减： 光纤链路衰耗光纤链路衰耗=n段光纤衰减+m个连接器衰减+L个熔接头衰减+h个分光器插损+ 富裕度74电力行业对分光器及光链路衰耗的要求（二）分光器插损：分光器插损：光链路衰减和插损光链路衰减和插损1)光纤衰减取定： 1310nm ：0.36dB/km；1490nm ：0.22dB/km；工程取为：0.3dB/km2)连接器插入衰减： 0.5dB/个；3)光纤熔接头衰减：0.08dB/个富裕度选择富裕度选择1) 当传输距离5 公里时， 不少于1 dB；2) 当传输距离10 公里时，不少于2 dB；3) 当传输距离10 公里时，不少于3 dB；分光器分光器类型型1:21:41:8或或2:81:16或或2:161:32或或2:32损耗耗 dBm3.57.310.71417. 77576
