電力通信技術(shù)混合組網(wǎng)淺析

時間:2022-05-14 11:17:07

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電力通信技術(shù)混合組網(wǎng)淺析

【摘要】結(jié)合目前電力通信專網(wǎng)的建設(shè)實踐,分別對配網(wǎng)通信技術(shù)中涉及的SDH、EPON、LTE的應(yīng)用范圍及應(yīng)用難點進行了分析,并對配網(wǎng)通信組網(wǎng)方案進行了探討,提出把無線專網(wǎng)與光通信組網(wǎng)靈活結(jié)合,實現(xiàn)資源最優(yōu)化利用。

【關(guān)鍵詞】配電通信;混合組網(wǎng);SDH;EPON;LTE

1前言

配網(wǎng)通信包括有線通信和無線通信兩大類[1]。目前,有線通信中電力骨干傳輸網(wǎng)主要采用SDH光纖通信技術(shù)。經(jīng)過多年的投資建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,SDH通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋到不同等級電壓的變電站[2-3]。配網(wǎng)通信中EPON技術(shù)應(yīng)用成熟廣泛[4],無線通信主要使用LTE專網(wǎng)或3G/GPRS公網(wǎng)傳輸[1,5]。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,電力通信網(wǎng)末端“最后1km”連接的變電站尤其是縣級等電力通信網(wǎng)絡(luò)的光纖光纜的鋪設(shè)線路長、施工難度大、環(huán)境復(fù)雜、成本高[6]。無線公網(wǎng)方式需要支出一定的運營費用,而且其可靠性、安全性都難以保障,難以滿足智能用電的需求[7]。在實際應(yīng)用中,通常需要根據(jù)城區(qū)配電網(wǎng)線路建設(shè)的實際情況和實際應(yīng)用效果,綜合選擇最佳的通信方式和組網(wǎng)方式,基于這一背景,下文將探討研究可行的組網(wǎng)方式。

2SDH骨干網(wǎng)+EPON接入網(wǎng)

EPON系統(tǒng)對于分光器級數(shù)沒有理論限制,但每個終端設(shè)備ONU的光通道衰減應(yīng)小于24dB[4]。由于光纜布放隨著電纜走向?qū)嵤虼怂犽娋W(wǎng)內(nèi)變電站基本實現(xiàn)光纖全覆蓋,光纖網(wǎng)絡(luò)具備向配電線路延伸的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),具備了EPON組網(wǎng)的通信介質(zhì)條件。然而此方案實施過程中會遇到一系列問題:(1)光纜敷設(shè)難度大,成本高[5]。導致這一情況的原因主要是:在部分地市變電站之間橫跨江河,跨江敷設(shè)光纜對技術(shù)和成本要求都高;另一方面,位于密集老城區(qū)的地埋電纜線其走線槽并沒有給光纜預(yù)留足夠的空間,遇此情況則必須掘開地面重新增設(shè)光纜走線槽。(2)施工難度大。無論采用架空線纜還是地埋線纜,敷設(shè)電纜需與用戶側(cè)等各方面協(xié)調(diào),征得其同意才能走線。(3)設(shè)備安裝困難。新增設(shè)備體積較大且數(shù)量多,而部分通信機房空間有限。(4)存在不穩(wěn)定因素。目前地市城區(qū)建設(shè)或者拆遷較多,光纜很極易被破壞從而通信中斷;同時,冰雪等自然災(zāi)害導致光纜中斷導致采集信息全面中斷。因此在配用電網(wǎng)建設(shè)中僅依靠有線網(wǎng)建設(shè)成本高,施工難度大,自然災(zāi)害影響嚴重。

3SDH骨干網(wǎng)+LTE無線專網(wǎng)

2011年3月,首個基于LTE230無線寬帶的用電信息采集通信系統(tǒng)在浙江海鹽成功建成,首次將LTE技術(shù)引入電力系統(tǒng)[5]。配電通信中的無線專網(wǎng)數(shù)據(jù)采集方式可設(shè)計為星型、環(huán)型、鏈型等[1,8]。這些組網(wǎng)方式的特點是基帶單元(BaseBandUnit,BBU)與不同遠端射頻單元(RemoteRadioUnit,RRU)之間通過多條光纖直連,組網(wǎng)簡單,擴容方便,信號經(jīng)過的環(huán)節(jié)少,線路可靠性較高[5-7]。但是該系統(tǒng)仍然存在以下問題:(1)基于射頻的無線信號受無線覆蓋范圍受地域、建筑影響而不同程度的衰減,對于密集建筑群存在盲區(qū),無法形成全覆蓋。(2)星型組網(wǎng)方式耗費的纖芯數(shù)較多;鏈型使用纖芯少,但是分光器逐級分光連接,隨著分光的級數(shù)增加,線路可靠性逐級降低。可以看出,上述無線組網(wǎng)方式與EPON光纖組網(wǎng)結(jié)構(gòu)存在一致性,可以進行有機結(jié)合,實現(xiàn)對光纖通信的延伸[7]。

4SDH骨干網(wǎng)+EPON接入網(wǎng)+LTE無線專網(wǎng)

考慮到不同環(huán)境下的干擾和衰落等影響,在不同密集型區(qū)域使用不同的接入方式。在建筑過于密集的片區(qū),變電站之間距離相對較近,則可以采用EPON接入網(wǎng),不僅充分利用了光纖通信資源,而且有效避免了射頻信號多徑衰落嚴重造成的信息失真。而在采集點比較稀疏、變電站距離過遠,或敷設(shè)電纜環(huán)境較惡劣地區(qū),則采用LTE無線專網(wǎng),從而降低施工難度并有效控制成本。考慮到無線專網(wǎng)的射頻傳輸方式存在被非法竊取的可能性,而EPON有線光通信方式高效可靠,因此對于不同安全等級的業(yè)務(wù)可采用不同的采集方式。

5結(jié)語

EPON具有速率高、性能穩(wěn)定、安全可靠的特點,LTE系統(tǒng)具有廣覆蓋、低成本以及對電力業(yè)務(wù)的適用性的優(yōu)勢,兩者都適用用于電力配用電網(wǎng)。隨著多種電力業(yè)務(wù)的開展和終端數(shù)量的增加,多樣化、智能化、規(guī)模化的智能電網(wǎng)建設(shè)將逐步深入。本文提出結(jié)合EPON技術(shù)與LTE系統(tǒng),形成優(yōu)勢互補,實現(xiàn)最大化利用現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)資源,從而使電力通信網(wǎng)更加完善、可靠,為整個電力系統(tǒng)的通信安全奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]徐婧婧.無線通信技術(shù)及在電力通信專網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2016(12).

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[3]顏江騰.關(guān)于電力SDH光纖通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)優(yōu)化探討[J].中國新通信,2018,20(18):1-2.

[4]朱瑞杰,于昉,夏增極.EPON技術(shù)在配電網(wǎng)自動化中的應(yīng)用[J].電力建設(shè),2011(32):49-53.

[5]李金友,閆磊,等.基于LTE230系統(tǒng)的電力無線通信專網(wǎng)研究與實踐[J].電氣技術(shù),2014(1):132-134.

[6]李垠韜,袁衛(wèi)國,等.電力無線專網(wǎng)建設(shè)與測試[J].沿海企業(yè)與科技,2014(5).

[7]易浩勇,張京娜,等.基于電力無線專網(wǎng)的用電信息采集通信系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)通信,2013,34(244).

[8]樊昌信,曹麗娜.通信原理[M].國防工業(yè)出版社,2013.

作者:周海瑩 盛丹紅 單位:國網(wǎng)湖北省電力有限公司襄陽供電公司