配电自动化通信解决方案课件.ppt

1、配电自动化通信解决方案2内容提纲配网自动化通信基本原则及要求1传统通信技术介绍2EPON光通信解决方案4中压载波通信解决方案5现阶段配电网通信解决方案33PVSPVSCBCB站内重合器和断路器 PVS柱上真空开关同处一个位置配电网一次设备线缆图PVSPVSPVS电源A电源BI段II段III段IV段重合器环网柜重合器重合器PVS柱上真空开关（重合器）4配电网一次设备线缆图配电子站PVS10KV 母线站内馈线开关断路器断路器分支断路器5SPSPVSRTUSPSPVSRTUCBCB站内重合器和断路器PVS柱上真空开关SPS-电源变电器RTU一体型远方终端同处一个位置配网自动化终端设备组网图各个配变终

2、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6PVSPVSPVS电源A电源BI段II段III段IV段重合器FTU环网柜配网自动化终端DTUFTU重合器重合器7SPS配电子站环网柜监控FTUTTUPVS配电线RTU10KV 母线FTU配电子站配电线10KV 母线配网自动化终端8配网自动化通信的作用9配网自动化通信要求通信可靠投资经济组网规范通信速率扩展性强配电通信系统构成配电通信系统构成 配电通信系统分为骨干层骨干层和接入层接入层。其中，配电通信系统可利用专网或公网，配电主站与配电子站之间的通信通道为骨干层骨干层通信网络；配电主站（子站）至配电终端的通信通道为接入层

3、接入层通信网络。（1）骨干层通信网络原则上应采用光纤传输网，在条件不具备的特殊情况下，也可采用其它专网通信方式作为补充。骨干层网络应具备路由迂回能力和较高的生存性。（2）接入层通信网络应因地制宜，可综合采用光纤专网、配电线载波、无线等多种通信方式。采用多种通信方式时应实现多种方式的统一接入、统一接口规范和统一管理，并支持以太网和标准串行通信接口。配电通信系统接入层实现方式配电通信系统接入层实现方式配电通信接入层实现方式主要包括光纤专网、光纤专网、配电线载波、配电线载波、无线专网和无线公网无线专网和无线公网。其中：（1）光纤专网通信方式宜选择以太网无源光网络、工业以太网等光纤以太网技术；（2）配

4、电线载波通信方式可选择电缆屏蔽层载波等技术；（3）无线专网通信方式宜选择符合国际标准、多厂家支持的宽带技术；（4）无线公网通信方式宜选择 GPRS/CDMA/3G 通信技术。l基本要求基本要求 应根据实施区域具体情况选择适宜的通信方式，实现规范接入。a)配电通信系统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系统需求的前提下，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；配电自动化对通信系统的要求配电自动化对通信系统的要求对于配置有遥控功能的配电自动化区域应优先采用光纤专网通信方式，可以选用无源光网络等成熟通信技术。依赖通

5、信实现故障自动隔离的馈线自动化区域采用光纤专网通信方式，满足实时响应需要；对于配置“两遥”或故障指示器的情形，可以采用其它有效的通信方式；全面确保通信系统满足安全防护要求，必须遵循公司中低压配电网自动化系统安全防护补充规定（试行）（国家电网调2011168 号）标准，所有通信方式，包括光纤专网通信在内，对于遥控须使用认证加密技术进行安全防护。配电自动化对通信系统的要求配电自动化对通信系统的要求配电自动化对通信系统的要求配电自动化对通信系统的要求 配电自动化骨干通信网应优先采用光传输网络，并充分利用光传输网络链路层和业务层的保护功能，形成具有动态路由迂回能力的IP网络，与其它应用系统共享通信网络

6、时，骨干通信网应具备支持虚拟专网（VPN）能力。10kV通信接入网可采用光纤专网、电力线通信、无线通信等多种通信方式，并应同步考虑通信网络管理系统的建设、扩容和改造，实现对配电通信系统的统一管理。15内容提纲配网自动化通信基本原则及要求1配电网通信传统方式介绍2EPON光通信解决方案4中压载波通信解决方案5现阶段配电网通信解决方案316配网自动化通信传统方式有线通信无线通信17配网自动化传统通信-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

7、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-232总线串口服务器RJ-45RS-232RJ-45开闭所光纤交换机主要子站串口服务器RJ-45交换机子站主站18配网自动化传统通信-SDH19配网传统通信方式-交换机 20配网自动化传统通信-传统载波系统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

8、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集中器21配网传统通信方式-230MHz主站电台智能Modem前置机串口1主站电台智能Modem串口2CH2智能化Modem监视单元主站电台CH3主站电台串口3CH2终端CH3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，通过微波实现信号传输。22配网传统通信方式-GPRS 几种通信方式的比较通信电缆通信电缆（双绞线）（双绞线）光纤通信光纤通信无线无线电力线载波电力线载波GPRSGPRS传输速率传输速率1Mpbs 几个Gpbs 几个Kpbs几个Kpbs115kpbs传输距离传输距离几个km适合长距离通信几个k

9、m几个km,可中继在GPRS网内不受限制可靠性可靠性可靠性：高噪音影响：小可靠性：高噪音影响：无可靠性：中等天气有些影响，也受其他因素影响相线耦合干扰大，可靠性：低利用电缆屏蔽层通信干扰小，可靠性：中等可靠性：中等同时通信数量过大时通信质量下降。成本成本便宜 稍微贵些 便宜 较为便宜运行费用与数据量相关安装及安装及维护维护不方便，涉及路面开挖、移杆等麻烦不方便，涉及路面开挖、移杆等麻烦方便较为方便，涉及耦合设备安装方便评价评价适宜于站内通信适合配电主干通信或新建线路预先埋设城市建筑影响较大，适宜于郊区和农村适合城市电缆供电系统适合不带控制的配电监测系统24内容提纲内容提纲配网自动化通信基本原则

10、及要求1传统通信技术介绍2EPON光通信解决方案4中压载波通信解决方案5现阶段配电网通信解决方案3主站到变电站的通信组网-骨干网变电站到终端的通信组网-接入网骨干网：光纤自愈环网接入网：光纤、中压载波、无线公网、无线专线等多种通信方式现阶段配电网通信解决方案现阶段配电网通信解决方案通信方案的选择与建设通信方案的选择与建设主要配电网通信技术主要配电网通信技术配电网自动化对通信系统的要求（1）覆盖全部配电终端；（2）充分利用现有通信资源，统一规划、分步实施、适度超前；（3）以电力通信专网为主，公网为辅，可采用光纤专网、配电线载波、无线通信（专网、公网）等多种通信方式；（4）为保证一次设备的安全运行

11、，遥控功能必须采用专网通信方式；配电网自动化通信组网方案 需实现三遥的配电点宜采用光纤通信，以电力载波作为补充；主干光缆宜沿着变电站之间线路建设，接入光缆的敷设方式根据具体情况分别以链路或环路接入，具有条件的优先采用成环接入；光纤通信组网宜采用工业级别的以太网设备，采用骨干(汇聚)层、接入层的分层组网模式；对采用公网无线通信作为信息传送通道时，应建立电力专用VPN通道，且不应传送“遥控”信息，接入配电主站系统时，应充分考虑公网与电力专网的安全隔离措施。基于GPRS的准实时系统 基于GPRS的配网自动化系统，GPRS的永远在线不一定100%能得到保证，基于GPRS的配网自动化系统定位为一个准实时

12、系统。配网SCADA系统，必须保证历史数据的完整性。配电监控终端的历史数据存储功能。装置能存储带时标的曲线数据（一般为5分钟一个采样点）和报表数据（一般为1小时/1天一个采样点），要求能保存7天以上的数据。对主站计算机系统，也要有区别于调度SCADA系统的历史数据采样和处理机制。光纤专网通信技术有源光网络通信：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；缺点：点对点结构纤芯资源浪费、无法抗多点失效、扩容复杂。无源光网络通信：无源光网络在光分支点安装光分支器，可实现多叉树型拓扑结构下的纯光纤网络中实现高速的光纤通信；目前应用的无源光网

13、络主要是以太无源光网络（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；1.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兼容等特点。配电网自动化通信组网方案配电网通信骨干层宜充分利用输电网的光纤通信网络资源，变电站宜采用100M/1000M的汇聚设备，汇聚众多通信终端设备的数据信息；接入层宜因地制宜的采用光纤、载波、无线等通信方式 主站网络交换机以太网/EI口EI口/以太网子站1子站2子站3SDHSDHSDHSDH10M1主站至变电站的光纤通信网络 光纤通信网(骨干层）配电通信网管理平台MSTP/SDH 设备MSTP/SDH 设备MST

14、P/SDH 设备MSTP/SDH 设备OLT 设备交换机IPOLT 设备交换机OLT 设备交换机IPIPDTUTTU配网主站TTU10MRS485SDH/PCM10M配电网自动化光纤和3G通信组网方案配电自动化一种简易实用的新思路FTUFTUFTUFTUFTU 适用于单辐射或单联络的配电一次网架，如农村架空线路；没有可靠的通信手段，采用GPRS+载波相结合的通信方式；能实现对线路的运行监控，实时性要求不高；能实现就地故障隔离和供电恢复；FTU同时起重合控制器的作用（针对负荷开关）；缺点：需要变电站出线开关多次重合闸。光纤差动技术在配电自动化中的应用FTUFTUFTUFTUFTU 相邻FTU通过

15、光纤通信，实现差动计算；FTU有保护输出启动跳闸，分段开关使用短路器；能实现对线路的运行监控；能快速实现就地故障隔离和供电恢复；不需要变电站出线开关跳闸。F1F2CB1S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15CB2CB3CB4CB5CB6开闭所2#变电站1#变电站自动隔离故障分支故障自动隔离和转供40 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两种通信方式有哪些具体要求呢？41配网自动光纤通信面临的问题一、点到多点通信由配网自动化终端数量和分布的特点决

16、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。42配网自动载波通信面临的问题一、线路负载不均衡。由于用户负荷投切存在随机性，造成线路阻抗的极大不稳定性；二、信号传输特性不稳定；配电网分叉、“T”接点太多，信号在注入同一条母线的线路后衰耗严重；信号传输特性不稳定；三、抗干扰能力强；由电力系统、用户设备引起的各种干扰全部进入配电载波通信网；四、传输速率

17、能满足配网自动化的实时要求；五、终端设备工业级设计；包括环境适应性、雷击、供电等因素。43内容提纲配网自动化通信基本原则及要求1传统通信技术介绍2EPON光通信解决方案4中压载波通信解决方案5现阶段配电网通信解决方案3主干光缆OLTONU2ONU3ONU4ONU5 POS(分光器)单芯传输ONU1EPON单纤双向波分复用技术单纤双向波分复用技术分光器外观两个波长的信号同时在一根光纤中传输，互不干扰1490nm1310nm单芯单芯发送和接收在一根光纤中采用不同波长传输：发送：1490nm、1550nm（CATV信号）接收：1310nm分光交接箱铠甲型分光器（1：16、1：32）法兰机架式分光器户

18、外型分光器每个ONU可以接受到OLT所有下行数据，但ONU只根据下行数据的LLID标识信息接收属于自己的数据，丢弃其他的数据。分光器业务一业务一业务二业务二业务三业务三22132213221322131223OLTONU1ONU2ONU3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采用时分复用方式合成。时隙的预定靠OLT与ONU的距离判定分配。OLTONU1ONU2ONU35151MPCP（多点控制协议）主要功能：1、ONU的自动发现和加入、测距、报

19、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信息用来控制自动注册和应答过程。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52DBA（动态带宽分配，（动态带宽分配，Dynamically Bandwidth Assignment）：一种能在）：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。微秒或毫秒级的时间间隔内完成

20、对上行带宽的动态分配的机制。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，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。OLTONU1ONU2P0P1P2远动业务视频监控其他业务ONU内部调度内部调度询问带询问带宽需求宽需求询问带询问带宽需求宽需求报告带报告带宽需求宽需求报告带报告带宽需求宽需求分配时隙分配时隙根据根据DBA算算法分配每个法分配每个ONU的带宽的带宽分配时隙分配时隙11ONU从接收到重新分配时隙消息的下一周期开始以新的时隙长度

21、发送数据队列，优先发送高优先级的业务直到本周期内的时隙被填满。根据业务优先级实现队列根据业务优先级实现队列ONU1重新重新被分配后的被分配后的时隙长度时隙长度带宽需求带宽需求发生变化发生变化5353业务安全性1）OLT/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。2）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AES-128位加密，保证数据在传输过程中的安全性。远动业务远动业务VLAN1远

22、动业务远动业务VLAN1OLTONU1ONU21490nm1310nm视频监控视频监控VLAN2不在同一不在同一VLAN下抛下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 2125454ONUONUONUONU（1）基础树形）基础树形1：n均分均分ONU（3）全冗余保护树形）全冗余保护树形1：n均分均分ONUONUONU1：n均分均分双双PON口口ONU双双PON口口ONU双双PON口口ONU双双PON口口ONU主主PON口口备用备用PON口口ONUONUONUONU（2）主干保护树形）主干保护树形2：n均分均分主

23、主PON口口备用备用PON口口ONUONUONUONU（4）总线型（链型）总线型（链型）1：2非均分非均分ONUONUONUONU（5）全保护总线型（链型）全保护总线型（链型）1：2非均分非均分双双PON口口ONU双双PON口口ONU双双PON口口ONU双双PON口口ONU主主PON口口备用备用PON口口55一、P2MP通信方式。通过EPON分光器可以形成点到多点网络模式，适应复杂的线路资源情况。二、无源分光。EPON分光器不需要电源，对恶劣的环境的适应能力非常强，工作稳定、不易损坏。三、灵活的扩展能力。EPON网络在扩展新终端和新线路的时候对网络的影响很小，无源分光器的设计使EPON网络扩容

24、变得简单、灵活。四、各ONU采用并联方式接入。单点或多点故障不影响系统稳定运行。五、强大的网管功能。管理到ONU的PON的每个端口业务。EPON系统的优势恰恰满足配电网自动化光纤通信的要求，那么使用EPON技术构建配网自动化通信是否可行呢？2、3、4、5、6、电力配电网中电缆的组网结构如下所示：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此方式在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。在城网供电多为双电源方式 通过主干线路末端之间的

25、直接联络，实行环网接线，开环运行，大大提高了供电可靠性。双电源双双电源双T T网网 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。通信光网络组网结构如何适应以上配电网线路网络结构？60链型组网全链路保护EPON系统组网符合配电网线路网络结构全链路保护单电源辐射网双电源双T网手拉手环网 配电网通信光纤线路资源分布特点：带状或链形结构 EPON天然 组网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 单纤双向通信子站与监测终端之间是点到多点结构61环网柜监控TTU配电线SPSPVSRTU配电子站配电子站10KV 10KV

26、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电子站配电子站10KV 10KV 母线母线交换机OLTOLTONU1ONU2ONU3ONU4配电网自动化系统对通信设备的工作环境要求：1 1对设备抗电磁干扰：防浪涌冲击2 2对设备抗恶劣环境运行：耐高温、抗严寒3 3对供电方式：支持-48VDC、220VAC4 4对设备散热方式：优选自然散热5 5对安装环境：室内、室外注意防水、防尘EPONEPON满足配电网系统对设备工作环境的要求满足配电网系统对设备工作环境的要求外观金属屏蔽式机盒，提升金属屏蔽式机盒，提升EMCEMC性能性能防护电源宽电压极性保护，防浪涌冲击，支持热插拔电源宽

27、电压极性保护，防浪涌冲击，支持热插拔散热无风扇设计、自然散热无风扇设计、自然散热工作电源-48V-48V、220V220V供电供电抗恶劣环境运行温度为温度为-40+70-40+70，湿度为，湿度为10%90%10%90%非凝露非凝露安装环境OLTOLT：主站、：主站、110/35kV110/35kV变电站的站内通信机房变电站的站内通信机房ONUONU：10kV10kV开闭站、配电室，并根据室内的条件和相开闭站、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、高温、强磁场干扰源的地方。以太网接口（

28、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10MOLT 1000M电/光（对接MSTP）接口数量14141465OLTOLTOLTOLT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66OLTOLTOLTOLTPONPON口口损坏损坏设备死机设备死机突然掉电突然掉电备用备用PONPON口口启动启动EPON上行采用TDMA方式。各ONU只在属于自己的时隙内发送数据，避免了数据的碰撞，实现通道的隔离。在

29、OLT侧和ONU侧的VLAN划分，实现业务逻辑的隔离、保障信息只会在两端之间实现，传输是安全的。在EPON的上行和下行数据中对业务数据进行三重搅动和AES-128两种方式的加密，并定期更新密钥；防止非法的ONU获取数据。ONU注册认证功能。屏蔽非法ONU的加入，进一步保证数据的安全性。ONU之间可以实现完全隔离，阻止双方的直接通信。保证了子站和终端之间端对端的数据传输和安全性的需求保证了子站和终端之间端对端的数据传输和安全性的需求68 配电网开闭所、环网柜、箱变等节点数量的不可精确预测性，要求配电网络根据实际节点数量的变化具备不断调整的能力。在扩容时具有方便性、经济性。变电站、开闭所、终端增加

30、和变迁配电网通信系统光纤资源的拉放延伸原通信网络向外辐射连接更多的监测节点形成局部点到多点、链型、树型网络结构原放置的通信设备分光有多种变化可能69 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。分光器价格便宜，扩容成本低廉70光接口板、SFP光模块无源分光器工业交换机ONUSDH/MSTP SDH/MSTP ONU 通过上述的分析、对比，我们可以得出通过上述的分析、对比，我们可以得出如下结论：如下结论：使用使用EPONEPON技术是配网子站到控制终端，这个技术

31、是配网子站到控制终端，这个配电网层面中光纤通信方式的最佳通信选择！配电网层面中光纤通信方式的最佳通信选择！9U高，19英寸宽，为立式机框。12个业务插板槽位，2个控制交换插板槽位，2个电源槽位，以及3个风扇盘。最多可高达44个GEPON端口，以1:64的光分比计，每机框最多可接入2816个ONU。CSM2交换能力为双向176Gbps，背板交换能力为双向352Gbps。项目项目说明说明槽位数量槽位数量1414个槽位和个槽位和2 2个半槽位个半槽位电源模块槽位电源模块槽位2 2个半槽位个半槽位业务板卡数量业务板卡数量1212个个CSM2 CSM2 数量数量2 2个个科大智能公司根据电力行业的特性专

32、门研制的电力行业ONU，目前可提供多款型号CSG S1202、CSG 1201、CSG 1221。EPON标配端口由三个部分组成：4个百兆以太网RJ45端口，1（或2）个PON口，4个RS232/RS485串口，此外，在EPON的侧面提供了一个接地柱、两个3-PIN电源插座、一个调试串口和一个电源报警接口。75 EPONEPON通信半径满通信半径满足电力配用电网足电力配用电网的覆盖范围。的覆盖范围。15 KM0.1 KM1020 KMEthernetxDSLPON单电源辐射网单电源辐射网主干线路一般要求分段，供电半径约为35 km。手拉手环网手拉手环网供电半径约10 km。双电源方式 通过主干

33、线路末端之间的直接联络，实行环网接线，开环运行 EPONEPON技术技术支持以太数据支持以太数据、串行数据串行数据、视频、语音业务视频、语音业务,能真正实现多网融合。能真正实现多网融合。pPONPON结构在传输途中不需电源，易铺设，免维护，减少光传输维护工作量。结构在传输途中不需电源，易铺设，免维护，减少光传输维护工作量。p无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合电力配网应用环境无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合电力配网应用环境p扩容灵活方便，适合电力配用电网络不断发展壮大的状况。扩容灵活方便，适合电力配用电网络不断发展壮大的状况。OLTOLT和和

34、ONTONT上均有两个上均有两个EPONEPON接口。接口。OLTOLT的的GPONGPON接口要工作在接口要工作在1:11:1模式下。模式下。此种保护方式是一种全网保护光纤倒换方式，此种保护方式是一种全网保护光纤倒换方式，OLTOLT与与ONUONU之间有完全不之间有完全不同的两条通路，可以保证各种故障都得到恢复同的两条通路，可以保证各种故障都得到恢复 。当当ONUONU的主用的主用PONPON口或用户线路故障时，口或用户线路故障时，ONUONU会自动将业务倒换到备用会自动将业务倒换到备用PONPON口上，业务通过备用线路和口上，业务通过备用线路和OLTOLT的备份端口上行。业务基本不会中的

35、备份端口上行。业务基本不会中断。断。IFponIFponIFpon1：N分光器分光器OLTONU#1ONU#NIFponIFponIFpon1：N分光器分光器 全网保护全网保护IFponIFponIFpon2：N分光器分光器OLTONU#1ONU#NIFpon 保护范围保护范围跨板卡保护（CSG S8500）板卡内保护（CSG S8500）PON冗余保护（CSG S8500）采集网管采集网管主站交换机主站交换机VLAN1VLAN1VLAN4VLAN4VLAN7VLAN7VLAN1VLAN1VLAN2VLAN2VLAN3VLAN3VLAN7VLAN7VLAN8VLAN8VLAN9VLAN9VLA

36、N1VLAN1VLAN2VLAN2VLAN3VLAN3VLAN1VLAN1VLAN2VLAN2VLAN3VLAN3VLAN1VLAN1VLAN2VLAN2VLAN3VLAN3VLAN2VLAN2VLAN5VLAN5VLAN8VLAN8VLAN3VLAN3VLAN6VLAN6VLAN9VLAN9VLAN6VLAN6VLAN4VLAN4VLAN5VLAN5uOLTOLT透传透传VLANVLAN业务即可业务即可EPON上行采用TDMA方式。各ONU只在属于自己的时隙内发送数据，避免了数据的碰撞，实现通道的隔离。在OLT侧和ONU侧的VLAN划分，实现业务逻辑的隔离、保障信息只会在两端之间实现，传输是

37、安全的。在EPON的上行和下行数据中对业务数据进行三重搅动和AES-128两种方式的加密，并定期更新密钥；防止非法的ONU获取数据。ONU注册认证功能。屏蔽非法ONU的加入，进一步保证数据的安全性。ONU之间可以实现完全隔离，阻止双方的直接通信。科大智能科大智能“电力电力EPON”EPON”完全满足配电网系统对设备工作环境的要求完全满足配电网系统对设备工作环境的要求外观外观金属屏蔽式机盒，提升金属屏蔽式机盒，提升EMCEMC性能性能防护防护电源宽电压极性保护，防浪涌冲击，支持热插拔电源宽电压极性保护，防浪涌冲击，支持热插拔散热散热无风扇设计、自然散热无风扇设计、自然散热工作电源工作电源-48V

38、-48V、220V220V；抗恶劣环境运行抗恶劣环境运行温度为温度为-40+70-40+70，湿度为，湿度为10%90%10%90%非凝露非凝露安装环境安装环境OLTOLT：主站、：主站、110/35kV110/35kV变电站的站内通信机房变电站的站内通信机房ONUONU：10kV10kV开闭站、配电室，并根据室内的条件和相开闭站、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。、高温、强磁场干扰源的地方。、支持OLTONU远程设备的端到端管理和维护;、ONU即插即用，无须配置和维护，局端统一管

39、理和维护。、综合接入，全面网管；与所有接入网设备可共用一套网管，节省网管投资。城域网城域网接入网接入网分光器分光器双上联保护双上联保护ONUONU发生故障后，可以无缝更换发生故障后，可以无缝更换ONUONU，只需要更改，只需要更改ONUONU的的MACMAC地址即可，地址即可，所有配置信息不需要重新配置：所有配置信息不需要重新配置：1 1 减少了外线人员的维护压力；减少了外线人员的维护压力；2 2 减少了配置上的麻烦配置；减少了配置上的麻烦配置；3 3 实现了实现了ONU ONU 的无缝更换和维修；的无缝更换和维修；86业务类型和设备类型业务类型和设备类型业务类型：电力EPON系统承载的业务：

40、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。OLT设备类型：OLT设备分为机架式、盒式两种。具有二个或者多个PON接口，提供以太网GE上联接口。支持环路保护协议。ONU设备类型：根据配电网业务需求，规定以下ONU类型：抄表应用ONU：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/FTU）监控应用ONU：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。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、M

41、odBus等多种电力通信规约（透传）。87内容提纲配网自动化通信基本原则及要求1传统通信技术介绍2EPON光通信解决方案4中压载波通信解决方案5现阶段配电网通信解决方案38989电力载波是将模拟信号或数字信号经合适的调制方式，调制到一定的频段，通过交流或直流输电线路传送信号的通信方式。中压载波技术是20世纪90年代开始兴起的一种新技术，其区别于传统意义上的的大载波。主要运用现代数字通信、微电子等相关领域的最新研究成果，根据配电网结构特点和电力线数字信号在配电网上运行传输的特点而研制的。90调制和解调在一个通信系统中是一个及其重要的部分。国内在电力线载波机中，模拟式载波机一般采用单边带调幅模拟调

42、制，全数字载波机一般采用数字调相技术。幅度调制技术（ASK）相位调制技术（PSK）频率调制技术（FSK）9110KV电力线路存在信号T节点较多，分属变压器节点较多，供电网络在小范围内比较密集等特点中压载波通信中，线路分布电容、变压器等效电容都是对中压载波信号传输产生影响的重要因素，而且通信频率越高，信号衰耗越敏感。92l宽带电力线载波，通信频率大于500KHZl优点：通信速率高；l缺点：传输距离近，抗干扰能力差l窄带电力线载波，通信频率小于500KHZl 优点：传输距离远，抗衰减能力较强l 缺点：通信速率较低93FDMA（Frequency Division Multiple Access）是

43、数据通信中的一种技术，即不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。传统载波技术FDMA载波技术9494耦合技术作为载波通信技术的重要组成部分，是将电力线载波信号放置到电力线中的收到和方式。便捷高效安全安装便捷，作为一次设备，电力工程人员在带电或者不带电情况下能方便安装。耦合装置要尽量减少信号耦合到线路上的耦合效率，减小信号传输过程中的衰减可靠安装环境比较恶劣，在防雷、防潮等方面要保证设备的可靠性。直接接入一次线路，安全等级要足够高和可靠。95根据现场使用情况，载波通信有以下三种耦合方式相相耦合方式运行较为可靠，衰耗较小，但

44、比相地耦合方式要多用两套耦合设备（每侧各多用一套），所以成本较高相地耦合方式比较简单，所用设备少，成本低，能够满足一般载波通信的要求地地耦合方式通道衰耗较大，但是安装简单，成本更低，使用安全性较高。9696线性载波网络，结构比较单一，网络可靠性较低（使用传输距离较远，可靠性要求不高运用场所）星形载波网络结构比单一，网络可靠性较高（使用传输距离较近，载波节点覆盖较少）网形载波网络结构负载，网络可靠性很高（使用传输距离较近，载波节点覆盖密集）97传统载波采用单链路半双工通信模式1、内部采用广播通信模式；2、业务数据实行轮训查询模式；3、不支持点到点的通信业务；4、通信实时性不高；5、不支持平衡规约

45、；FDMA载波采用多链路全双工通信模式1、启用路由机制，实行数据的点到点通信、广播、组播等多重模式；2、支持平衡规约，通信数据实时上报；3、通信实时性很高；4、具有主备通信通道，可靠性提高；5、支持多重通信业务的承载，可支持IPV4协议栈，QOS和防火墙等网络协议载波系统组网符合配电网线路网络结构通道结构：配网终端分布是安装电力线分布走向安装类型：中压载波具有符合多种现场的耦合器安装模式组网模式：在配网终端密集型区域，从载波节点安装密集，有 利于通信组网的节点要求；100通道建设分析通道建设分析101载波通信系统典型运用方案(1)耦合器类型：电容式耦合器载波产品在架空线路上的应用耦合器类型：注

46、入式耦合器载波通信系统典型运用方案(2)耦合器类型：卡接式耦合器载波通信系统典型运用方案(3)104载波通信系统典型运用方案(4)耦合器类型：注入式耦合器、卡接式耦合器载波产品在混合线路上的应用105载波通信系统典型运用方案(5)u目的：为了消除一次线路的通断对载波信道的影响，在一次线路 开关处加入桥接设备u连接方式：106单个配网终端的通信带宽需要: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

47、询要求为30S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 107以太网接口载波通道RS-232串口RS-485串口主载波10/100M自适应66.25Kpbs通道300、1200、2400、4800、9600、19200最高10M从载波1

48、0/100M自适应26.25kbps通道300、1200、2400、4800、9600、19200接口数量12、61414108载波核心技术噪声平衡处理技术数字纠错技术智能组网技术通道复用技术综合网管技术中压电网中，由于负载投切比较随意，导致输出线路负载和背景噪音波动较大，噪音平衡技术可以很好的匹配线路输出负载和线路噪音，使得等效负责和噪音维持在可控范围内。电网运行过程中，用户设备产生的瞬时干扰会导致通信系统短时间通信误码，通过数字纠错技术可以重新找回已经误码的通信数据。通信系统中，由于设备运营状态和通信压力的过大，导致关键节点设备通信压力过大，给通信系统带来不稳定的风险。智能组网技术可以通过

49、网络内节点运行情况自动调制网络结果，使得网络运营状态得到均衡。通道复用技术扩展了系统的通信通道，降低了由于通道污染导致的通信故障，同时也成倍的拓展了系统的通信速率。综合网管系统可以通过管理平台集中监控系统中各通信节点的实时状态，也可以远程操控相关节点，降低通信系统的维护工作量。110机架式载波设备1U标准机架式载波机l标准机架结构，方便通信系统组屏安装l具有双电源可靠性通信要求l无风扇散热的工业化设计l屏蔽金属壳设计111壁挂式载波设备l便捷安装方式，满足安装比较简单；l具备室外安装条件；l无风扇散热的工业化设计；l屏蔽金属壳设计；壁挂式载波机112载波通信板卡l标准结构，体积小，适合安装环境

50、较多；l可作为DTU、FTU等设备的通信模块；l具有标准通信接口；l通信过程中，发热量较小；113载波通信耦合器产品地埋电缆-卡接式耦合器地埋电缆-注入式电感耦合器地埋电缆-注入式电感耦合器架空线-电容式耦合器114载波通信特点u 安装使用便捷u 系统维护成本低u 系统适应场景多u 数据传输距离远u 数据通信可靠性高u 系统通信实时性强115载波通信系统优势1、它用高压输电线作传输介质，线路非常坚固。所以它是电路稳定运行的可靠保证。2、不论距离远近，所需投资较少。尤其是距离较长时，更显出它的优越性。3、电力线的走向与变电站和远方保护通道的走向完全一致，所以，电力线载波通信是散布站之间的最为经济