以太网无源光网络和工业以太网交换机在配电网上混合组网的分析与应用

配电网通信技术的应用分析摘要：为配合配电自动化业务需求，对配电网的通信技术要求越来越高，本文介绍了现有的配电网自动化的几种通信方式及应用对比分析，以适应配电自动化业务各种需求。

关键词：光纤通信；中低压载波；无线专网；无线公网配电自动化系统通信方式有很多种，但其主要分为有线通信方式与无线通信方式。

有线通信方式主要有：光纤通信、配电网载波等；无线通信方式有：GPRS、CDMA、LTE等。

有线通信方式具有较强的防干扰性和传输速度快的特点。

无线通信架设方便、易于扩展、价格也比较便宜。

按照建设方投资方式又可分为租用、自建及租建结合的通信方式。

自建通信方式主要是光缆通信、电力载波通信、电力无线专网等；租用方式最为广泛是采用中国移动和中国联通的GPRS（EDGE）、CDMA或4G公网，在没条件自建的情况下采用租用方式，也可以采用租建相结合的方式。

下面对配网通信可采用的几种主流成熟技术分布进行简要阐述。

1.光纤通信技术光纤通信技术主要特点是传输容量大、高速率、传输距离长、抗干扰性强、绝缘性能好等，是目前电力系统通信中广泛应用的通信方式，除此之外，光纤成本不断下降，经济效益越来越显著。

作为配电自动化通信网络，工业以太网和EPON是两种主流的通信技术，是配电自动化等的主要通信方式。

1.1光端机光纤通信环路可以链接多个通信节点，为了防止因光缆光端设备或光接头等因素引起的光纤环路通信故障而造成整个光纤通信系统通信中断，可以采用光纤双环路通信和具有双环自愈功能的光端机设备，以提高光纤通信环路的可靠性。

1.2商用以太网交换机商用光纤以太网方式是在充分调研的基础上，借鉴了以太网络的通信模式，结合配电网终端的现状与未来发展趋势所提出的一种站端通信方式。

以太网络技术的使用，使配电自动化系统在许多方面发生质的变化，可大大提高系统的信息交换速度，保障系统通信的高可靠性和高实时性。

主要表现在：通信速度大幅度提高；信息路由简单易行。

1.3工业以太网交换机针对目前国内配电自动化通信现状，尝试使用新型工业光纤以太网代替光纤收发器和光端机，组建真正意义上的光纤以太环网。

浅谈POL无源光网络组网与传统以太网组网一、网络架构传统以态网局域网多采用的是核心交换机到汇聚交换机最后到接入交换机的传统的三层或二层架构。

POL网络核心层也是采用核心交换机，但在汇聚层由OLT 替代了传统的汇聚交换机，采用光纤替代了铜缆，在接入层采用分光器替代了接入交换机，由分光器连接直接面向用户的ONU设备，ONU充当了接入交换机角色，提供部分二层交换的功能，为用户提供业务服务。

二、POL技术优缺点POL部署快，成本低，后期维护方便，经过多年的发展，POL已经得到大面积应用，如光纤入户方案。

现行POL技术已经成熟，包括GPON技术的更新，很多单位早已应用这种无源光网组网方式。

1.优点：（1）组网速度快:因为采用光缆铺设，摒弃了汇聚层以及接入层交换机，不需要铺设大量的网线，组网速度得到了提升。

（2）光纤的成本低:在综合布线这一块，节约了成本，另外由于减少了汇聚以及接入层交换机，无疑在网络设备方面节约了一定的资金。

（3）配线间无源化：由于采用光交技术，楼宇配线间将无需电源，仅需要很小的空间用于存放设备。

（4）集中式管理：网络通过管理软件统一管理，操作通过软件下发，运维相对较为简单方便。

（5）光纤远距离传输比双绞线更远，突破了传统局域网组网对距离的限制。

2.缺点：（1）品牌众多，性能、质量参差不齐。

（2）网内使用大量的ONU设备，大量的ONU设备也增加了故障节点。

（3）大量的ONU设备就需要一套集中管理软件，才能对网络进行运维。

（4）网络的上下行带宽不对等的出现，在一些场景中会受到一定的限制。

（5）基本无横向联系，所有的横向数据均需要上升到OLT设备中进行交换，再返回至客户端，对于需要大量共享型网络存在一定的制约。

（6）同一区域如有多台接入终端，需要安装一台或多台ONU设备，过多的设备如果没有统一安放位置统一管理，影响美观及占用过多资源。

三、以太网组网1.优点：（1）技术成熟，各厂商提供产品丰富，生态圈相当成熟。

以太网与工业以太网的介绍上海兆越通讯技术有限公司本文通过分析以太网的网络通信机制，指出了以太网进入工业通信网络中存在的问题和它的一些解决方法。

继而详细介绍了一个目前工业通信网络中应用比较广泛的工业以太网（SIMATIC NET）。

现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高，速度低和支持应用有限等缺陷，再加上总线通信协议的多样性，使得不同总线产品不能互相互连，互用和互操作等，因而现场总线工业网络的进一步发展受到了极大的限制。

随着以太网技术的发展，特别是高速以太网的出现使得以太网能够克服了自己本身的缺陷，进入工业领域成为工业以太网,因而使得人们可以用以太网设备去代替昂贵的工业网络设备。

1．以太网的主要缺陷在讲以太网的主要缺陷前，有必要先了解一下以太网的通信机制。

以太网是指遵循IEEE802.3标准，可以在光缆和双绞线上传输的网络。

它最早出现在1972，由XeroxPARC所创建。

当前以太网采用星型和总线型结构，传输速率为1 0Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或更高。

以太网产生延迟的主要原因是冲突，其原因是它利用了CSMA/CD技术。

在传统的共享网络中，由于以太网中所以的站点，采用相同的物理介质相连，这就意味着2台设备同时发出信号时，就会出现信号见的互相冲突。

为了解决这个问题，以太网规定，在一个站点访问介质前，必须先监听网络上有没有其他站点在同时使用该介质。

，如果有则必须等待，此时就发生了冲突。

为了减少冲突发生的几率，以太网常采用1-持续CSMA，非持续CSMA，P-持续CSMA的算法2。

由于以太网是以办公自动化为目标设计的，并不完全符合工业环境和标准的要求，将传统的以太网用于工业领域还存在着明显的缺陷。

但其成本比工业网络低，技术透明度高，特别是它遵循IEEE802.3协议为各现场总线厂商大开了方便之门，但是，要使以太网符合工艺上的要求，还必须克服以下缺陷：1.1 确定性由于以太网的MAC层协议是CSMA/CD，该协议使得在网络上存在冲突，特别是在网络负荷过大时，更加明显。

EPON在电力配网自动化应用中的挑战与对策要实现配网自动化，首先会面临通信技术的选择和光缆的规划，选择何种技术更合理？使得配套的光缆投入更少，更加适应长期的规划以及规划外的一些变化？本文就此问题作了一些分析和探索。

由于电力通信网络的接入网和运营商的接入网在拓扑上的不同，在逐步实施过程中，配网分布点常常随建设计划变化频繁，最终会导致通信网络拓扑变化频繁，这就造成了前期规划和后期扩展的实施的矛盾。

和记奥普泰在给客户提出有效的前期规划建议的同时，提出了创新的融合EPON 和工业以太网交换机技术的解决方案，解决了因分期建设规划、高可靠性、统一管理等要求带来的问题。

和记奥普泰提出了两种解决方案，一是利用在主干光纤上部署非均匀分光器直接串接所有通信节点，并在出现新增通信节点时，利用ONU的光接口的可扩展性进行就近扩展；二是利用在环网柜和开闭所部署均匀分光器的方式，进行有预留的设计，同时也利用ONU的光接口的可扩展性进行就近扩展的设计方式。

问题提出在目前如火如荼的智能网建设中，配网自动化是作为一个重要的部分，那么配网自动化真正实施时面临什么样的困难呢？如何很好地解决呢？下文对和记奥普泰的在实际网络设计中总结的些设计原则和一种创新的技术思路做了阐述。

在电力通信的接入网络建设中，光缆/光纤网络的投资比重很大，光缆/光纤网络的调整和改造涉及面广，周期长，工程复杂，建成后要求长期、稳定使用，后续的网络变化、技术改造、带宽升级等最好在设备层面实施。

当然前期有效的整体规划是非常重要的。

由于电力通信网络的接入网和运营商的接入网有拓扑上的不同：电力接入网接入点随配网设备分散分布，运营商的最终用户在大楼和住宅集中分布。

还有电力接入网和运营商接入网在光纤建设的步骤也不相同，电力接入网有110KV、35KV、开闭所、环网柜、集中器等各个节点，众多节点覆盖的范围很大，所以电力光纤最终到小区或到户之前，一定是分期建设的，这会是一个长期的过程。

浅谈有线电视网络中EPON技术的应用论文1EPON技术概述1.1EPON技术的内涵阐释EPON又叫做以太无源光纤网络，就是一种在网络中接入光纤的技术。

该技术的最大特点就是能够利用无源光纤完成网络信号的传输[2]。

其中的网络连接是由建立以太网协议完成的。

在实际的使用过程中，我们可以将传统的以太网和EPON技术结合起来，提升网络的传输速度，削减网络使用的本钱。

正是由于该技术具有上述优势，所以已经成为最正确的宽带入网方式。

1.2EPON网络的组织结构光线路终端、无源分光器和光网络单元是EPON网络的主要构成部分。

在EPON网络中，能够在短时间快速完成数据的双向传输，其最远的传输距离可以到达20Kra。

其中的光线路终端位于中心机房，主要的工作内容为：连接视频、音频、图像和数据等外部资源和用户的终端系统，并对位于远端的光网络单元进行协调。

若光线路终端的等级较高，还能够完成距离测量、合理安排用户宽带、生成时间节点等操作，同时完成和光网络单元的时间同步。

其中无源分光器是一种无源设备，其主要功能为：连接光网络单元和光线路终端。

光网络单元的主要职能是完成用户业务接入之后的掩盖工作，并对下行流中时间节点进行掌握，实现对信息的掌握，保持光线路终端的时间同步。

1.3EPON的关键技术EPON的关键技术就是物理层技术，它除了是EPON技术中接收上下行数据的重要保障，更是实现其他技术功能的中转站。

详细来说，EPON中的物理层技术包含三项技术，第一种是突发数据的处理技术，主要包括时间恢复技术、数据接收技术和数据发送技术等几种。

其次种是上行技术和下行技术。

在EPON技术中，上下行的传输率约为1.25Gbps，可以在短时间内完成大量网络数据的传输，提高系统的服务性能。

目前，EPON技术已经成为最正确的宽带接入技术。

假如EPON 能充分开发利用TDM业务和语音业务进行开发和利用，就会使其应用范围更加广泛。

第三种是搅拌技术。

该技术的主要作用是提高EPON 技术的平安性，为网络信息传输和用户的个人信息供应平安保障。

以太网无源光网络和工业以太网交换机在配电网上混合组网的分析与应用随着信息通信技术的不断发展，以太网已成为现代化配电网系统中不可或缺的技术之一、以太网无源光网络和工业以太网交换机作为两种重要的网络设备，可以在配电网上进行混合组网，提供高效、可靠的通信服务。

本文将对以太网无源光网络和工业以太网交换机在配电网上混合组网的分析与应用进行探讨。

一、以太网无源光网络在配电网上的应用分析以太网无源光网络是一种将以太网协议与光纤传输技术相结合的网络技术。

它通过光模块将电信号转换为光信号进行传输，克服了传统以太网存在的距离限制和干扰问题，提供了高速、稳定的数据传输服务。

在配电网上，以太网无源光网络具有以下应用优势：1.长距离传输能力：利用光纤传输技术，以太网无源光网络可以实现数十甚至数百公里的远距离传输，适用于大规模配电系统跨区域的数据传输需求。

2.高带宽传输：以太网无源光网络支持千兆甚至万兆级别的高速数据传输，能够满足配电网系统大量数据实时传输的需求。

3.抗干扰性优异：光纤传输具有较好的抗干扰性，可以有效降低电磁干扰对数据传输的影响，提高数据传输的可靠性。

4.灵活可扩展：以太网无源光网络可以根据系统需求进行网络拓扑结构的调整和扩展，具有较高的灵活性和扩展性。

基于以上特点，以太网无源光网络在配电网上的应用涵盖了数据传输、远程监测与控制等多个方面。

例如，可以实现配电网状态监测数据的实时传输，配合高性能数据处理系统进行配电网的远程监控和故障诊断；同时，还可以实现对配电设备的远程控制，比如对配电开关的操作与调控，提高配电网的智能化水平。

二、工业以太网交换机在配电网上的应用分析工业以太网交换机是一种专用于工业环境的交换机设备，能够适应高强度、高可靠性、抗干扰等特殊环境要求。

在配电网上，工业以太网交换机的应用主要体现在以下几个方面：1.高可靠性：工业以太网交换机具有较高的可靠性，可以通过冗余环路和冗余电源等技术手段实现对网络的自动切换和备份，提供高可靠性的网络连接。