对EPON 技术的电力通信系统分析

　　庞滔 方修豪 韦春东

　　广西电网有限责任公司崇左供电局 广西崇左 532200

　　摘要:EPON 技术的发展和应用,对我国电力通信的发展有着重要的作用。EPON 技术被应用到配电自动化系统中,该技术能够有限增强电力配网通信能力, 能够极大的满足人们实际需求。配电自动化的实现可以顺利完成电能分配,可以将高压电转变为工业用电或居民用电,为社会生产生活提供所需电能。在配电自动化中系统中不仅需要计算机技术的运用,还需要得到通信技术的支持。为更好的实现配电自动化,应将EPON 技术运用其中,EPON 技术的运用有效强化了配电网通信能力。PEON 技术结合以太网的技术优点,具有传输效率高和成本低的特点。

　　关键词:EPON 技术的电力通信系统分析

　　有线电视在大农村以及城镇中的应用比较广泛。在有线电缆的传播中,EPON 技术结合以太网的相关技术优点。在传输的过程中宽带的网速高, 视频的传输性能也相对较好,成本低廉且扩展性能较好。EPON 技术广泛应用于有线的电视网络中。EPON 技术作为在配电网自动化系统中应用的全新技术,能够有效降低系统的建设和维护成本,能让电力配网自动化变得可靠。在电力通信技术不断更新的背景下,EPON 技术可以提高安全性能,对电力系统的内部结构进行优化,极大增强了电网系统数字化特征。

　　一、EPON 技术

　　1.EPON 技术概述

　　当前网络视频监控在维护社会安全和稳定起到越来越重要的作用,小到保护家庭财产安全,大到城市治安管理等方面。由于广泛应用,监控摄像头分布于大街小巷的各个角落。如何让这些前端监控视频信号回传到监控中心或云平台进行集中管理,成了一个必须要解决的问题。传统的视频监控传输网络是基于IP 交换机组建的分组交换传输网络,而每个摄像头一般采用网线或光纤点对点接入就近交换机端口。但当有成百上千路摄像头接入时, 不断地增加光缆和设备投入会使传输网络成本逐渐递增,并且传输网络中存在大量的交换机和光纤收发器等有源设备会增加故障点,同时也不方便集中统一管理。EPON 技术是基于无源的光纤传输网络,可以通过一根光缆实现一点对多点的双向数据传输,从根本上解决了大规模分布式摄像头的网络接入问题,减少了网络中有源设备数量,极大的降低了建设成本,提高了传输网络的稳定性和可扩展性。EPON 技术最开始广泛应用于运营商宽带接入服务,是一种实现光纤到户的重要技术手段,后来逐渐被广泛应用于网络视频监控领域。而EPON 技术就可以为各类的业务信息提供理论依据,从而保证电能供应和电子设备的实际需求相符合。

　　2.EPON 技术的运行原理

　　EPON 技术的正常运行主要是通过多点控制协议进行完成，然后在依据密集波分复用技术实现单根光纤转变双向传到的基本作用，对于EPON 技术而言，其主要以无源光网络作为自己运行的主要网络技术，这种运用使得其传输速度更快，而且传输的距离也相对较远。

　　二、EPON 传输网络构成

　　EPON 在一根光纤上同时传送收发信号, 使用160~1360nm 和 1480~1500nm 波长分别传输上下行信号,其数据传输能力上下行可以达到 1.5Gb/s,最远传输距离可达到0km,同时还可以在光纤叠加1550nm 波长来传输CATV 电视信号。局端设备OLT 是整个EPON 网络中的核心设备,负责管理ONU 认证、注册、测距、ONU 调度等。OLT 通过无源光网络(ODN)向ONU 发送广播帧,ONU 对广播帧进行选择性接收,上行传输方向ONU 采用时分复用(TDMA)发送数据帧,并利用测距技术保证上行数据帧不发生冲突。EPON 系统通过无源光网络把分散的ONU 单元汇聚到EPON 口,为了更好的管理这些ONU 单元,使用OAM 协议数据单元管理、测试、诊断ONU 状态,并引入QOS 机制保证ONU 单元传输质量。EPON 系统的无源光网络采用点对多点的组网方式,通过无源光分器实现以局端设备OLT 为根节点的树形网络结构,理论分离比可以达到1:64 即一个EPON 口最多可以实现64 个ONU 单元的接入。并且对于电力配网的主站通信来说,它主要就是在电网运行的过程中提供相应的数据和图片信息,而EPON 技术可以通过对配电设施的实时监测与管理,实现电力自动化集成管理。

　　三、EPON 传输网络承载视频监控系统

　　采用EPON 传输网络构建的视频监控系统很好的解决了这个问题。网络视频监控的核心问题是如何通过IP 网络把前端摄像头图像回传到监控中心显示和存储。视频监控信号传输具有方向性,一般上传数据量远大于下载数据量。前端摄像头通过编码芯片把采集到图像编码为H.64 或H.65 视频流格式在网络中传输,后端设备通过传输网络接收到各个摄像头的流格式信号进行解码上墙显示和集中在线存储。EPON 传输网络承载的视频监控系统与传统组网最大区别是传输网络的不同,EPON 传输网络可以很好的替换基于IP 交换机或点对点光纤传输的方式。系统建设不会因为网络传输方式不同导致后端设备无法兼容。机房端使用OLT 设备取代监控汇聚交换机,OLT 设备上行端口模块化设计,根据端口类型可以提供1000Mb 或者更高 10Gb 的带宽能力,解决了汇聚层上行端口瓶颈的问题。无源光纤传输网络的设计一般根据摄像头点位分布的区域、距离、光衰等因素综合考量,理论上一个EPON 口可以提供1.5Gb 的带宽,光分配比可以达到1:64,ONU 单元理论接收光强度可以低到-4dbm,但是实际施工过程中由于光缆和无源器件存在损耗,一般采用两级光分组网,既同一个EPON 口下一、二级光分的分配比不超过1:3,同时保证ONU 单元接收光功率强度不得低于-4dbm。前端摄像头直接与ONU 单元(光猫)对接,ONU 单元采集视频流信号通过ODN 网络传输到OLT 设备,OLT 收集到各路视频信号汇聚,通过上行端口传输到视频监控平台进一步处理。EPON 系统还可以通过OAM 管理协议对下挂ONU 单元进行集中统一管理,在线监测ONU 状态,通过网管平台可以实时监控传输网络流量和设备状态,进一步保证了视频监控系统信号的稳定可靠。

　　四、电力配网在馈线层通信的应用

　　随着网络信息技术的快速发展,传统的CATV 闭路电视监控系统已经不能满足当前日益增长的高清视频监控需求,网络视频监控技术由于图像清晰、组网方式简单、数字化传输、可扩展性高等原因得到了广泛的应用,当前乃至于以后很长一段时间仍然是解决视频监控传输的主流解决方案。但是随着网络视频监控系统的应用深入,监控传输网络规模庞大,建设成本直线上涨,网络管理问题也日渐突出。EPON 技术的出现为监控传输网络提供了一个无源的、低成本的组网方案,较好地解决了当前监控网络建设高投入和难管理的困局。EPON 技术中馈线层在整个电力配网自动化中,发挥了一种全网保护的作用。具体的地区电力配网系统在数据设备终端分布上,配网线路一般是利用手拉手环线结构,而双链型数据组网模式,采用了1 分的级联方式。而且再通过不对称光比的应用,能够获得更高的EPON 应用效率。并且由于室外光交箱能够最大程度上保证数据传输,EPON 技术利用一点在馈线层中将ONU 安装在光交箱内部,通过数据交换来获得更高的数据传输效率,从而通过EPON 技术从根本上对配网自动化系统的正常运行做好保障。

　　结束语:

　　EPON 技术最开始兴起于宽带传输网络,由于其低成本、速率高、范围广、安全稳定等特点,后被广泛应用于网络视频监控系统。整个EPON 传输网络组网简单,有源设备仅OLT 和ONU 单元,中间传输网络由无源的光纤器件组成,工作稳定、抗老化、寿命长。综上所述EPON 传输网络是解决大中型网络视频监控建设的最佳选择。并且随着先进技术的使用,EPON 技术在主站、子站、馈线层以及数据传输上都有着广泛的应用,有着比较明显的应用优势,有着重要的应用价值。

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