Telecom Power Technology· 142 ·Aug. 25, 2023, Vol.40 No.16 2023年8月25日第40卷第16期
通信网络技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.16.045
输电线路光纤环网通信难点及其应用
杨晓敏（中国南方电网超高压输电公司柳州局，广西 柳州 545000）
摘要：输电线路作为电力系统的大动脉，是电力系统稳定运行的关键。随着泛在电力物联网、智能电网等概念的提出，推动输电线路全覆盖运维管控尤为重要。相较于其他输电线路在线监测通信系统，光纤环网通信有着传输容量大、成本低以及通信稳定等优势，能够为输电线路的状态监测提供高效、优质的服务。以输电线路光纤环网通信为研究对象，分析光纤环网通信技术实施的难点，提出相应建议，从而有效弥补输电线路光纤环网通信应用的不足，同时探究了输电线路光纤环网通信的应用场景，为输电线路光纤环网通信的应用提供参考。关键词：输电线路；光纤环网；在线监测
Communication Difficulties of Optical Fiber Ring Network in Transmission Lines and Their Applications
YANG Xiaomin(Liuzhou Bureau of China Southern Power Grid EHV Transmission Company, Liuzhou 545000, China)
Abstract: As the main artery of power system, transmission line is the key to the stable operation of power system. With the concept of ubiquitous power Internet of Things(IoT) and smart grid being put forward, it is particularly important to promote the full coverage operation and management of transmission lines. Compared with other on-line monitoring communication systems of transmission lines, optical fiber ring network communication has the advantages of large transmission capacity, low cost and stable communication, and can provide efficient and high-quality services for state monitoring of transmission lines. Taking the optical fiber ring network communication of transmission lines as the research object, this paper analyzes the difficulties in the implementation of optical fiber ring network communication technology, and puts forward corresponding suggestions, so as to effectively make up for the shortcomings of optical fiber ring network communication application of transmission lines. At the same time, the application scenarios of transmission line optical fiber ring network communication are explored, which provides reference for the application of transmission line optical fiber ring network communication.Keywords: electric transmission line; optical fiber ring network; online monitoring
博学笃行 自强不息
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环网光端机
概述
环网光端机（Optical Network Unit, ONU）是一种用于光纤通信网络中的设备，主要用于接入用户端，连接用户设备与光纤通信网络之间的数据传输。环网光端机作为通信线路的终端设备，起到了连接用户和网络的重要作用。本文将从环网光端机的定义、工作原理、应用领域以及未来的发展趋势等方面进行详细介绍。
定义
环网光端机是一种基于光纤通信技术的设备，用于在光纤通信网络中进行数据传输和接收。它通常安装在用户的办公室、住宅或其他地方，用于接入终端设备。环网光端机通过光纤接收来自光线传输装置（OLT）的光信号，并将其转换为电信号，然后将数据传输到终端设备，实现用户的上网需求。
工作原理
环网光端机的工作原理主要分为两个部分，即光信号接收和光信号转换。 博学笃行 自强不息
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首先，光信号接收部分。环网光端机通过其接收模块接收光纤发送给它的光信号。接收模块将光信号转化为电信号，并发送到光电转换器。
其次，光信号转换部分。在光电转换器中，电信号被转换为平衡信号，并经过放大和滤波等处理。然后，平衡信号进一步处理并传输到用户的终端设备。
应用领域
环网光端机被广泛应用于各个领域，特别是在光纤通信网络的接入环节中。以下是环网光端机的一些主要应用领域：
1. 家庭网络接入：环网光端机可以用于家庭网络接入，为家庭用户提供高速宽带网络连接，满足用户对互联网的需求。
2. 企业网络接入：环网光端机可以用于企业网络接入，为企业用户提供高速稳定的网络连接，满足企业日常办公和生产需求。
3. 智能小区：环网光端机在智能小区中的应用日益重要。它可以为小区内的住户提供高速宽带接入，同时支持智能家居设备的连接和控制。 博学笃行 自强不息
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4. 远程监控：环网光端机可以用于远程监控领域，如安防监控和智能交通系统等。它可以支持高清图像和视频的传输，实现对远程设备的监控和控制。
未来发展趋势
四纤双向复用段共享保护环
1．四纤双向复用段保护环的工作原理
环网由四根光纤组成，二根工作光纤记为S1、S2。S1组成沿顺时针方向传输
的环，S2组成沿逆时针方向传输的环，因此由它们可以独立地完成环上的双向业务传
输。
另外二根保护光纤记为P1、P2，P1组成沿逆时针方向传输的环，P2组成沿顺
时针方向传输的环，它们可以对工作光纤提供保护。
注意，P1、P2仅仅是一种标识，它并不代表P1光纤仅仅对S1光纤提供反方
向保护，P1光纤同样也可以对S2光纤提供同方向供保护；至于到底对S1光纤还是对
S2光纤提供保护，根据情况由软件调度。同理，P2光纤既可以对S2光纤提供反向保
护，也可以对S1光纤提供同向保护。
（1）．环网保护
在进行环网保护时，保护光纤P1为工作光纤S1提供反方向保护，而保护光纤
P2则为工作光纤S2提供反方向保护。工作原理如图2.11.11所示。
①．正常情况
A) ．AC信号
在节点A，进入环网以节点C为目的地的业务信号AC，馈入光纤S1，并沿顺
时针方向将AC信号经节点B传送到节点C，传送路径：A→B→C。
B）．CA信号
在节点C，进入环网以节点A为目的地的业务信号CA，馈入光纤S2，并在同
一区段沿逆时针方向将AC信号经节点B传送到节点A，传送路径：C→B→A。
二根保护光纤P1、P2是空闲的。信号传送路径如图2.11.11 a)中的粗线所示。
②．故障情况
当发生故障时，如BC节点间的光缆被切断，因为在节点B和C都能检测到信
号丢失（LOS）告警，所以分别执行桥接与倒换功能。如图2.11.11 b)所示。
A）．AC信号
在节点B，执行桥接功能，把AC信号从S1光纤桥接到P1光纤上，并沿逆时
针方向经A、D节点传送到C节点。
在节点C，执行倒换功能，再把AC业务信号从P1光纤倒换到S1光纤上。
因此，[url=/]魔兽世界私服[/url]AC信号的传送路径为：
第五章环网
环网的发展
令牌环网媒体访问控制技术
FDDI媒体访问控制技术和物理层结构
环网的组网技术
5.1 概述
•传统以太网的弱点
不适应重负荷应用环境
无实时性能和优先权机制
在拓扑结构为公共总线的以太网上，媒体使用光纤
比较困难
共享型以太网的覆盖范围受限于碰撞域，无法进一
步拓展
•20世纪80年代中期，IEEE802.5标准出世
•20世纪80年代后期，使用光纤的高速环网FDDI出现
•环网的特点
适应重负荷应用环境
具实时性能和优先权机制
媒体可以使用光纤
覆盖范围较大，可达数公里
5.2 令牌环网媒体访问控制技术
•IEEE802.5标准定义了令牌环网的媒体访问控制
(MAC)技术和物理层结构
•令牌环操作
•MAC帧
•MAC基本操作
5.2.1 令牌环操作
•基础是使用了一个称之为令牌的特定比特串
•当环上所有的站都处于空闲时，令牌沿着环旋转
•当环上一个站想发送帧时必须等待直至检测到经过该站
的令牌为止
•该站抓住令牌并改变令牌中的一个比特，然后将令牌变
成一帧的帧首，这时，该站可以在帧首后面加挂上帧的
其余字段并进行发送，此时，环上不再有令牌
•这个帧将在环上环行一整周后由发送站将它清除，发送
站在下列两个条件都符合时将在环上插进一个新的令牌
该站已完成其帧的发送
该站所发送的帧的前沿已回到了本站(在绕环运行一
整圈后)
令
牌
环
图
示
令牌环操作的特点
•任一时刻只有一个站可以发送
•在轻负载的条件下，它的效率比较低，但是在
重负载的条件下，环的作用是依次循环传递，
因此既有效又公平
5.2.2 MAC帧
•帧首定界符(SD)：指出令牌或帧的开始，使用独特的符
号与帧的其余部分进行区分。
•访问控制(AC)：包含被用于优先机制中的优先级和预
留比特以及监控比特，这一字段还包括令牌比特
•帧控制(FC)：指出该帧是一个LLC的数据帧(FF=1)还是
一个MAC控制帧(FF=0)。
•目的地址(DA)：表明帧欲发往的目标站。该地址可为
单站地址，组播地址或广播地址，选择16比特还是48比
