配用电通信网中无源光网技术的有效应用
配用电通信网中无源光网技术的有效应用
钟 浩
（广东电网有限责任公司惠州供电局，广东 惠州 516003）
摘要：智能电网是电力行业发展的必然趋势，在越来越多的电网建设中开始被实行，电网的自动化、互动化得到加强，对
配用电通信网水平也提出了更高要求。无源光网技术是一种新型的传输技术，在稳定性、可靠性和抗干扰能力方面都有
所加强，符合智能电网的通信需求。文章就在分析无源光网技术的基础上，对其在配用电通信网中的应用进行探究，以
为配用电通信网建设提供参考。
关键词：配用电通信网；无源光网技术；应用
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1673-1131 （2015）10-0203-02
电力行业是社会经济的重要支柱产业，以传统物理电网
为基础，结合各种先进技术之后，发展形成的就是智能电网，
电网的自动化水平、工作效率都得到大幅度的提升。在智能
电网当中，通信网是一个十分重要的组成部分，对其的研究有
着十分重要的现实意义。
1 配用电通信网概述
配用电通信网是现代智能电网的重要组成部分，对于智
能电网的运行效率起着决定性作用，是电力系统生产指挥、调
度实现的基础，也是智能电网互动化、自动化信息传输实现的
依据。
配用电通信网有上行和下行数据两种，其任务主要是完
成配网终端（用户）与配网主站（调度端）之间的信息传输，配
电网通信层的架构是多点到一点的网络结构，其覆盖范围广、
网络节点多、工作环境复杂，网络通信的水平高低关系到信息
传输的效率，影响着配电网自动化运行水平。
在当前配网通信中，常见的通信方式有串口通信、无线通
信、光纤通信三种，其中，串口通信的带宽相对较小，其数据传
输能力有限，无法满足智能化电网发展要求；无线通信可以降
低配电网建设的经济成本，但带宽小、使用成本高的缺点，也
限制了其在智能电网中的应用；光纤通信具有带宽大、衰竭小、
有较强抗干扰能力等优势，在智能电网通信中应用越来越广
泛 [ 1 ] 。
光纤通信网络又可分为无源光网和有源光网两种，相较
于有源光网，无源光路在设备和建设成本、带宽和安全性方面
都有着相对优势，逐渐成为配用电通信网的主要通信方式。
2 无源光网技术概述
2.1 无源光网技术（PON）概念与原理
无源光网技术（PON）开始于上世纪 90 年代，属于光纤通
信技术，是从点向多点的通信，有 APON、EPON 和 GPON 三
种，其中，APON即ATM PON，是从窄带到宽带的服务；EPON
即以太网无源光网络，其在物理层、链路层分别使用 PON 技
术和以太网协议，融合以太网和PON技术的优势；GPON技术
是以ITU-TG.984.x标准为基础，带宽较高，能够实现全业务接
入，但其成本、技术的复杂程度限制了其应用水平。
无源光网系统主要包括光线路终端（OLT）、光网络单元
（ONU）、光分配器（ODN）,其中，OLT负责为 PON提供光纤接
口和分配用户带宽及管理网络；ONU负责为用户提供接口，实
现上、下行的转换，将业务接入到网络中；ODU 包括光纤和分
路器，负责下行数据的分发和上行数据的集中。
在实际应用当中，无源光网的信号传播在上行和下行中
采取了不同的方式，上行和下行信号分别是 TDMA 和 TDM
广播方式。其中，下行 TDM 广播中，先由 OLT 广播下行的全
部信号，再由 ODU 将信号分配到各个 ONU，每个 ONU 会接
受到全面广播信号，但只会从中选择自己所需的。
上行 TDMA 广播中，每个 ONU 隔一定时间后会发出光
信号，然后所有的光信号经ODN集中后使用TDM复用合成，
形成汇聚所有 ONU 于一体的突发光信号，然后传递给 OLT，
OLT 在接收到信号后再按照协议要求进行处理 [ 2 ] 。
2.2 无源光网技术的主要特点
无源光网系统拓扑结构有多种，比如星型、树型和总线型
等，在光分支点上，不需要设置节点设备，只需安装光分路器
即可，有着较好的网络安全保护机制，主要体现在以下两方面，
一是对单节点的保护，单节点之间不存在相互联系，在网络中
某一节点设备出现故障时，其他节点依然可以正常工作，对多
个节点失效问题也有较强的抵抗能力。二是对整个网络的保
护，PON网络采取的是双光平面保护机制，通过对电路和通道
的 1+1 保护，实现光平面的自动切换，保障 PON 网络的安全。
无源光网采取的是多点结构，数据传输为无源光纤方式，
其技术已经相对较为成熟，在传输速度、运行稳定方面都有所
保障。同时，无源光源网络与电网的连接无需有源设备，设备
价格更加低廉，其维护成本相对较低，对于智能电网终端接入
十分方便。
3 无源光网技术在配用电通信网中的应用
以某使用无源光网技术的一小型配电网为例，其通信网
可以分为主站层、变电所层和馈线层三部分，其中，主站层采
取的是总线型双以太网，不仅安装较为简单，也更加可靠，后
期容易扩充；而变电所层和馈线层就是无源光网络通信。
3.1 主站层的通信网络
主站层的通信网络包括两个子系统，即实时监控系统与
离线管理系统，其特点为集成度高、安全性好，主站层的通信
网络可以将主站层相关的各种数据全部结合起来，比如电网
运行的实时与历史数据、电力监控的图形数据、电网设备运行
状态的参数数据以及电力用户的数据等，在这些数据结合的
基础上，确保了主站层对电网全方面信息的及时了解与处理，
提高电网的运行效率。在本小型配电网主站端的通信网络的
实际应用测试当中，分段开关的拉合分别遥控试验三次，三次
均成功拉合，成功率为 100%，信息相应时间仅有 0.8s [ 3 ] 。
3.2 变电所层的通信网络
变电所层通信网络的核心部分是检测单元 TTU，主要是
对配变终端的检测，能够对配电变压器进行自动监控，得到配
变电器运行过程中的实时电流、电压和功率等各种信息，以这
些信息为基础，就可以计算出配变电气的最佳经济运行状态。
同时，在变电所层中，配电网的自动化数据经光线路终端
RS232 后，连接到终端服务器之中，然后再通过终端服务器接
入到局域网中，最后经由主站的采集服务器后，与广域数据网
络中进行数据交换，完成相关的调度。
3.3 馈线层的通信网络
馈线层通信网络采取的是链型网络，起点是变电所，设置
光线路终端，然后通过多个分路器将光线分到众多不同的光
网络单元中，分路器分别装置在各个网络单元的FTU机箱中，
最后经 RS232 实现 FTU 和网络单元之间的数据交换。
上述馈线层的通信结构和方式在多点光网络单元失效后，
依然可以正常工作，保证电网数据传输的及时、有效，如此一
来，任意位置或者数量的网络单元失效不会对其它网络单元
通信产生干扰。
在这种通信方式下，馈线层能够完成故障操作、线路监控
和网络重构，对整个电网系统状态进行全面监测，在故障发生
时及时将其隔离，对电网负荷进行有效转移，实现电力设备的
远程控制与就地自主控制，实现高效的自动化控制。
4 结语
综上所述，随着我国电力行业的不断进步，智能电网的建
设会持续推进，提高配用电网的通信网水平势在必行。无源
光网技术在抗干扰能力、传输能力、抗衰减能力、可靠性等方
面都较为突出，完全满足智能电网通信的需求，且设备简单、
成本较低，因此，在配电网通信网中应用无源光网技术，是符
合电力发展趋势的。
参考文献：
[ 1 ]
于晓东,于昉.无源光网络技术在配用电通信网中的应用
[ J ] .电力系统通信,2010 ( 5 ) :28-31
[ 2 ]
郝晓伟,郭丽.以太网无源光网络技术在智能配用电通信
网中的应用 [ J ] .山西电力,2014 ( 4 ) :50-52
[ 3 ]
左宇航,汪一波.配网自动化中无源光网络技术的运用 [ J ] .
中国电业 ( 技术版 ) ,2013 ( 4 ) :34-36
