智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術(shù)研究分析

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)各行各業(yè)對(duì)電力的需求加大，作為電力通信網(wǎng)絡(luò)最重要部分的配電通信組網(wǎng)，因?yàn)槠溟L(zhǎng)久以來(lái)沒(méi)有適用的組網(wǎng)解決方案，以至于成為了制約我國(guó)電力通信網(wǎng)絡(luò)和智能電網(wǎng)的最重要因素。以下將對(duì)現(xiàn)代智能配電通信組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入研究。

經(jīng)過(guò)多年來(lái)的投資建設(shè)，我國(guó)電力通信系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡(luò)已基本實(shí)現(xiàn)了傳輸媒介光纖化，業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)化，運(yùn)行監(jiān)視和管理自動(dòng)化和信息化。而其中最重要的接入層網(wǎng)絡(luò)的配電通信網(wǎng)，卻因?yàn)橹T多因素的影響，制約了智能配用電業(yè)務(wù)的應(yīng)用。好在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、全球微波接入互操作和電力線載波與OFDM的成熟，并在我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)和智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程中得到應(yīng)用，提高了傳輸帶寬的可靠性。成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，并成為了智能配用電通信組網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

一、智能配電通信網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展需求研究

配電通信網(wǎng)是我國(guó)目前為止，主要的城市配電自動(dòng)化系統(tǒng)。從總體上看，配電自動(dòng)化的通信系統(tǒng)在東部沿海地區(qū)發(fā)展情況較好，發(fā)展水平較高，覆蓋率相對(duì)較高。而中、西部地區(qū)發(fā)展較為緩慢，只有少數(shù)地區(qū)被覆蓋?？偟膩?lái)說(shuō)，我國(guó)配電通信網(wǎng)多采用光調(diào)制解調(diào)器、工業(yè)以太網(wǎng)、以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)、中壓電力線載波、無(wú)線公網(wǎng)等通信方式。在錯(cuò)綜復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)中，由于缺少統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和技術(shù)體制，導(dǎo)致了各地區(qū)電力通信發(fā)展的良莠不齊，基礎(chǔ)性資源得不到有效利用。嚴(yán)重制約著我國(guó)智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展。

2012年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的重視，該項(xiàng)技術(shù)也有了一定的發(fā)展。同時(shí)，對(duì)通信網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和傳輸帶寬等方面有了更高的要求。配電自動(dòng)化系統(tǒng)所涉及到的有關(guān)對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的控制，要求要按照配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。規(guī)定開(kāi)關(guān)量變位傳送到主站時(shí)間應(yīng)小于10 秒，重要遙測(cè)越定值傳送時(shí)間也必須在小于10 秒左右，系統(tǒng)控制操作響應(yīng)時(shí)間小于5 秒。配電網(wǎng)通信組網(wǎng)還要集智能廂電網(wǎng)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻信息等功能。目前，適用于配電網(wǎng)的通信技術(shù)主要有PON、WiMAX和寬帶PLC.

二、幾種智能配電網(wǎng)通信技術(shù)的研究

1、對(duì)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究

PON 技術(shù)是一種有一點(diǎn)控制再到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，俗稱無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。由系統(tǒng)側(cè)的光線路終端、光分配網(wǎng)絡(luò)和用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元組成。光線路終端一般被放置在中心機(jī)房，他既是一個(gè)交換機(jī)，又是一個(gè)服務(wù)于用戶的平臺(tái)，還會(huì)提供一個(gè)或多個(gè)面向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。光分配網(wǎng)絡(luò)被放置在用戶設(shè)備端附近，有的還會(huì)與用戶設(shè)備端合為一體，提供面向用戶的多種業(yè)務(wù)接入。運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)會(huì)根據(jù)用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元所處位置的不同，把無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模式分為光纖到路邊、到大樓、到辦公室及光纖到家等四種類型。光分配網(wǎng)絡(luò)在完成光信號(hào)功率的分配后，會(huì)為光線路終端和光分配網(wǎng)絡(luò)之間提供光傳輸通道，更加方便的完成傳輸任務(wù)。

而 PON系統(tǒng)從光線路終端到下連接的多個(gè)用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，一般會(huì)采用廣播的方式進(jìn)行。按照IEEE 802.3ah協(xié)議的相關(guān)規(guī)則，每個(gè)數(shù)據(jù)幀的幀頭包含著之前注冊(cè)時(shí)分配的特定用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)。這一標(biāo)識(shí)是為了表明，本數(shù)據(jù)幀是給用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元中的獨(dú)有的。另一方面，部分?jǐn)?shù)據(jù)幀可以是給所有的廣播式和組播用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元。一些來(lái)源于多個(gè)用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元到光線路終端上行的數(shù)據(jù)，一般采用時(shí)分多址技術(shù)，分時(shí)隙給用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元傳輸上行流量。而光線路終端則會(huì)根據(jù)系統(tǒng)的配置，給用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元分配特定的帶寬，或采用動(dòng)態(tài)帶寬分配策略。

2、對(duì)全球微波接入互操作技術(shù)的研究

WiMAX 是一種無(wú)線寬帶城域網(wǎng)接入技術(shù)，一般被稱為全球微波接入互操作，能夠最大限度的實(shí)現(xiàn)同定和移動(dòng)用戶的無(wú)線高速接入。全球微波接入互操作網(wǎng)絡(luò)體系是核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的總稱。而核心網(wǎng)中包含了網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、路由器、用戶數(shù)據(jù)庫(kù)以及網(wǎng)關(guān)設(shè)備等，主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證和網(wǎng)絡(luò)管理等功能的，同時(shí)還會(huì)提供與其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口。接入網(wǎng)則包含了基站和移動(dòng)用戶站，其主要是為全球微波接入互操作用戶提供無(wú)線接入。

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