HUNANUNIVERSITY畢業(yè)論文論文題目配網(wǎng)自動化交互通信技術(shù)研究學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號專業(yè)班級學(xué)院名稱電氣與信息工程學(xué)院指導(dǎo)老師學(xué)院院長200年 月日第頁湖南大學(xué)畢業(yè)論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在老師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。學(xué)生簽名： 日期：200年月日畢業(yè)論文版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本論文。本論文屬于1、保密，在______年解密后適用本授權(quán)書。2、不保密√。（請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√”）學(xué)生簽名： 日期：200年月日指導(dǎo)教師簽名： 日期：200年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u1987畢業(yè)論文原創(chuàng)性聲明 131723目錄 214727配網(wǎng)自動化交互通信技術(shù)研究 332043摘要 37370Abstract 47805一、緒論 5223041.1課題背景及研究意義 555521.2國內(nèi)外配網(wǎng)自動化通信研究現(xiàn)狀 631619二、配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng) 752992.1配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的特點及要求 770632.2配網(wǎng)自動化通信需求分析 9144022.2.1配網(wǎng)自動化對通信可靠性的要求 1051602.2.2配網(wǎng)自動化對通信安全性的要求 10227742.3組網(wǎng)模式 11303352.3.1配網(wǎng)通信建設(shè)原則 11147742.3.2配網(wǎng)通信組網(wǎng)總體模式 1115751三、配網(wǎng)自動化通信技術(shù)研究 1299563.1光纖通信 12135193.1.1有源光設(shè)備組網(wǎng) 13296243.1.2以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 15268643.2電力線載波通信 17285793.2.1載波分類 17296693.2.2載波通信存在的問題 18316763.3無線公網(wǎng)通信 19197933.4無線專網(wǎng)通信 19267413.5配網(wǎng)自動化通信技術(shù)的選擇 20178673.6本章小結(jié) 2117975四、結(jié)論與展望 2219872致謝 2426509參考文獻 25摘要通信系統(tǒng)作為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)極其重要的“神經(jīng)系統(tǒng)”，承擔著信息傳輸、采集及控制的重任，是不可缺少的一個環(huán)節(jié)。根據(jù)具體情況，針對各具特色的通信方式，結(jié)合現(xiàn)場各種情況，可以選擇有線通信（光纖通信、電力線載波通信等）或無線通信（無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)等）多種通信技術(shù)。綜合目前的通信技術(shù)發(fā)展及配網(wǎng)自動化通信的特點及要求來看，單一的通信技術(shù)無法滿足配網(wǎng)自動化的通信要求。由于不同通信方式在信息的傳輸速度、可靠性、建設(shè)費用及運行維護費用等方面有著很大差別，本文從有線通信（光纖通信、電力線載波通信等）及無線通信（無線專網(wǎng)、無線公網(wǎng)等）技術(shù)的特點、組網(wǎng)方式、性能等方面著手分析，為配電終端與子站間的通信方式提供參考意見。關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動化，通信技術(shù)，組網(wǎng)方式AbstractCommunicationsystemfordistributionnetworkautomationsystemisanextremelyimportant"nervoussystem",toundertaketheimportanttaskoftheinformationtransmission,acquisitionandcontrol,isindispensable.Accordingtothespecificsituation,inviewofthedistinctivewayofcommunication,combinedwithvarioussiteconditions,canchoosethewirecommunication,opticalfibercommunication,powerlinecarriercommunication,etc.)orwirelesscommunication(wirelessprivatenetwork,wirelesspublicnetwork,etc.)avarietyofcommunicationtechnologies.Integratedthecurrentcommunicationtechnologydevelopmentandthecharacteristicsandrequirementsofdistributionnetworkautomationcommunication,asinglecommunicationtechnologycan'tsatisfytherequirementofthedistributionnetworkautomationcommunication.Duetodifferentwaysofcommunicationintheinformationtransmissionspeed,reliability,constructioncostandoperationmaintenancecost,etc,haveverybigdifference,thisarticlefromwiredcommunications,opticalfibercommunication,powerlinecarriercommunication,etc.)andwirelesscommunications,wirelessprivatenetwork,wirelesspublicnetwork,etc.)thefeaturesofthetechnology,thenetworkmode,theaspectssuchasanalysis,performanceforthepowerdistributioncommunicationmodebetweentheterminalandsontoprovidethereferenceKeywords：distributionnetworkautomation，

communicationtechnology，networkingmode緒論1.1課題背景及研究意義隨著生活水平的提高及科學(xué)技術(shù)的進步，用戶對供電質(zhì)量及供電可靠性有了更高的要求，電能質(zhì)量和供電可靠性作為電力系統(tǒng)的兩大考核指標[1]，我們要加速發(fā)展配網(wǎng)技術(shù)，跟上需求的步伐。國家電網(wǎng)公司供電服務(wù)“十項承諾”第一條表示：城市地區(qū)，供電可靠率不低于99.90%，居民客戶端電壓合格率96%，但是配電系統(tǒng)原有的運行、控制、維護、管理模式已經(jīng)無法滿足當前的需求了，為了能夠確保為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能，提高電網(wǎng)的供電能力以及減少運行維護的費用和各種損耗，我們必須依靠先進、可靠、穩(wěn)定的通信技術(shù)以及計算機技術(shù)來實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的運行、維護、控制和管理自動化，即配網(wǎng)系統(tǒng)自動化[2]。與我們長期重視發(fā)電，輕視輸配電不同，英美法日等發(fā)達國家有著更為科學(xué)的發(fā)電、輸電、配電比例，并且早在上世紀90年代就已經(jīng)基本實現(xiàn)全國的配網(wǎng)自動化，而我國由于不夠重視配電，導(dǎo)致配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的建設(shè)遠遠落后，甚至于1995年以前都處于空白階段。雖然在認識到配網(wǎng)自動化的重要性后，積極引進國外的經(jīng)驗和先進技術(shù)，經(jīng)過近20年的發(fā)展，我國的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)建設(shè)取得一些成果，但是仍然存在著許多需要解決或改進的問題。通信系統(tǒng)作為配網(wǎng)自動化系統(tǒng)傳輸信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”，是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)極其重要的組成部分，目前來說，通信技術(shù)也正是配電網(wǎng)發(fā)展的“瓶頸”所在，通信技術(shù)的發(fā)展制約著配電系統(tǒng)的發(fā)展。在通信系統(tǒng)中，主站與子站之間的通信稱為第一層；子站與配電終端之間的通信稱為第二層，在這里，我們主要研究第二層的通信方式及選擇。為了適應(yīng)和加快電力發(fā)展需求，目前，我國已基本完成了在35kV及以上等級的變電站的光纖覆蓋，保證了個變電站到主站之間的信息傳遞，同時實現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)自愈功能，提高了供電可靠性，但是想要建成一個完整的配電通信網(wǎng)不可能一蹴而就，還需要一段時間來完善。由于以前一些缺乏遠見的施工：如鋪設(shè)電力電纜溝道時沒有預(yù)埋光纜等；沒有統(tǒng)一配電子站與配電終端的間通信方式，導(dǎo)致各個地區(qū)的通信方式千奇百怪?？梢哉f以前的遺留問題限制、拖慢了配電自動化通信系統(tǒng)建設(shè)的進程。由于配電終端的分布范圍廣（點多面廣），所處的環(huán)境優(yōu)劣不一，不可能運用單一的通信技術(shù)就可以滿足所有需求。針對配電網(wǎng)通信系統(tǒng)中存在的這些問題，本文從可靠性、經(jīng)濟性等方面對各種通信方式進行比較全面的分析對比，希望為研究出適合我國配電應(yīng)用通信技術(shù)提供一些參考。1.2國內(nèi)外配網(wǎng)自動化通信研究現(xiàn)狀無論從國內(nèi)外配網(wǎng)自動化系統(tǒng)采用的通信技術(shù)來看，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)不同層次的需要采用不同的通信方式及通信規(guī)約才能夠保證通信系統(tǒng)更強的實時性、可靠性和性價比[3]。因此，為了保證通信系統(tǒng)更加可靠經(jīng)濟，其通信技術(shù)一般是由幾種通信技術(shù)組合而成，根據(jù)不同層次按實際需求對癥下藥，通過研究采取最為合適的通信技術(shù)[4]。從各發(fā)達國家的情況來看，各國國情不一樣，所采取的同時方式也有著很大不同。由于日本的無線電通信頻段基本已被電臺所占用，所以日本的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)通信系統(tǒng)普遍采取光纖、通信電纜和配電線路等有線通信方式進行通信，無線電通信基本不予考慮。而歐美等國沒有類似日本那樣的無線通信的限制，廣泛采用無線通信網(wǎng)絡(luò)和有線通信相結(jié)合的方式[5]。光纖通信具有傳輸頻帶寬、通信容量大、傳輸損耗小、抗電磁干擾等通信優(yōu)勢，完美適合配網(wǎng)自動化系統(tǒng)骨干通信網(wǎng)，這種對通信要求極高的通信網(wǎng)主要采用光纖通信技術(shù)，并選擇光纖環(huán)網(wǎng)或者光纖以太網(wǎng)作為接入網(wǎng)；當考慮到建設(shè)運行維護的經(jīng)濟性時，對于一些負荷波動和干擾較小、對通信速率和可靠性要求不高的支線場合，在保證供電可靠性的同時采用相對較為經(jīng)濟電力線載波方式或無線公網(wǎng)通信方式。國家電網(wǎng)公司于2009年5月21日向社會的公布“智能電網(wǎng)”發(fā)展計劃，國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪說：“中國的智能電網(wǎng)包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度共六個環(huán)節(jié)，具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化的‘智能’技術(shù)特征”。而堅強的智能電網(wǎng)對通信質(zhì)量的要求明顯高于以往，先進可靠的通信技術(shù)是保證智能電網(wǎng)堅強的關(guān)鍵[6]。由于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）技術(shù)網(wǎng)絡(luò)拓撲能夠與電力配電網(wǎng)環(huán)形、鏈形結(jié)構(gòu)完全吻合，能夠節(jié)省光纖，能夠?qū)崿F(xiàn)站點到配電終端之間鏈路的1+1保護功能（指發(fā)端在主備兩個信道上發(fā)同樣的信息（并發(fā)）。通過以上分析，了解到我國配網(wǎng)自動化通信技術(shù)現(xiàn)狀，為滿足用戶要求，配網(wǎng)自動化通信業(yè)務(wù)日益增多，不同通信層次對通信安全性、及時性和可靠性等要求也不盡相同，對各種通信方式技術(shù)的性能、特點和造價等方面進行分析對比，各個通信層次以此為依據(jù)選擇最為合適的通信技術(shù)。二、配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)2.1配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)的特點及要求配電主站、各類現(xiàn)場監(jiān)控、配電子站和通信網(wǎng)絡(luò)四個部分是配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的四個基本組成部分?，F(xiàn)場終端（變電所、開閉所的站內(nèi)監(jiān)控終端RTU，線路環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)、柱上開光上的線路監(jiān)控終端FTU，配電變壓器監(jiān)控終端TTU）采集并向主站輸送各類現(xiàn)場終端的運行數(shù)據(jù)，并且接收主站的控制命令，完成一系列操作。配網(wǎng)自動化數(shù)據(jù)通信有以下特點：（1）通信節(jié)點數(shù)量大。由于配電網(wǎng)中環(huán)網(wǎng)柜、配電房、變壓器以及負荷開關(guān)等設(shè)備數(shù)量極多，并且需要實時得到它們的運行數(shù)據(jù)并分析對其進行控制操作，這就需要接入數(shù)量極大的現(xiàn)場終端（DTU/FTU/TTU）來進行數(shù)據(jù)收集，除了這些，每個配電自動化系統(tǒng)多達幾百條10KV線路，每一條10KV線路還有抄表系統(tǒng)、集中器等，導(dǎo)致數(shù)據(jù)測量點極大。（2）通信節(jié)點相對分散且距離較短。由于現(xiàn)場終端需要安裝在配電設(shè)備上，而配電設(shè)備分布比較分散，導(dǎo)致通信節(jié)點也比較分散。又由于每個地區(qū)的配電所管轄的配電區(qū)域不大，配電設(shè)備間距離不遠，從而終端設(shè)備的通信節(jié)點的距離也不遠，小區(qū)內(nèi)的終端設(shè)備數(shù)據(jù)由RTU匯集轉(zhuǎn)發(fā)，通信距離一般不超過3公里。（3）可以選擇的通信方式較多。配電自動化系統(tǒng)可選擇有線通信（光纖通信、通信電纜、配電線載波）和無線通信多種通信方式。為了適應(yīng)配網(wǎng)自動化遠程數(shù)據(jù)采集、集中監(jiān)控等各種需求，除了應(yīng)該滿足各類業(yè)務(wù)通道的要求之外，配網(wǎng)自動化對通信還有以下幾個方面的要求：（1）通信的可靠性。配電系統(tǒng)的通信設(shè)備基本裸露在室外，這就要求具有長期抵抗雨、雪、冰雹、風沙、雷電等惡劣天氣的能力，需要能夠經(jīng)受長期紫外線照射抵抗電磁干擾等一系列問題，除此之外，還應(yīng)保證在遭遇停電或發(fā)生故障時也能正常供電，并且能夠方便進行維修。（2）滿足現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸速率要求的同時還應(yīng)留有余地。在選擇通信方式時需要考慮兩個問題。首先不同層次的通信對通信速率要求不一樣，需要選擇適合的通信速率；其次，考慮到以后的發(fā)展，在滿足目前數(shù)據(jù)傳輸速率的同時還應(yīng)考慮到可以滿足以后發(fā)展升級以后的要求，這就要求必須留有足夠的寬帶。（3）通信的實時性要求。為保障供電可靠性就必須保證監(jiān)控數(shù)據(jù)極高的實時性，尤其是當系統(tǒng)發(fā)生故障時，只有保證極高的實時性數(shù)據(jù)才能快速準確的完成確定故障、故障隔離、恢復(fù)供電的一系列動作。（4）投資費用。通信系統(tǒng)通信節(jié)點極多，建設(shè)通信系統(tǒng)是一個巨大的工程，需要考慮到通信技術(shù)的新進性（不僅僅滿足目前需求，必須考慮到未來發(fā)展），不同通信層次選擇合理的通信方式（在保證符合要求的通信條件下盡可能減少減少費用），方便維護（維護費用盡可能低）等一些因素，力求建設(shè)一個最具性價比的通信系統(tǒng)。（5）使用維護的易操作性。因為配網(wǎng)設(shè)備數(shù)量極多，并且比較分散，這些因素直接加大了維護難度，只有通過設(shè)備的易操作性及較少的維護需求來減輕維護壓力。（6）可擴展性。我國發(fā)展速度較快，在建設(shè)通信系統(tǒng)時不僅僅滿足于符合目前要求，還需要為以后發(fā)展考慮，因此建設(shè)通信系統(tǒng)時應(yīng)該要有足夠大的容量以及開發(fā)性（方便擴建）。2.2配網(wǎng)自動化通信需求分析從配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的功能要求出發(fā)分析總結(jié)可以知道，配電通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)可分狀態(tài)量（斷路器、開關(guān)的分合狀態(tài)；繼電保護動作信息；設(shè)備的運行信息（包括斷線、停運、正常等））；控制信息（由控制中心下發(fā)的遙控、遙調(diào)及設(shè)點等控制命令）；測量信息（通過變送器和采樣等方法獲得的線路電壓、電流信息，還包括功率、頻率等派生計算量）；其它業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（包括計量等）。由國家電網(wǎng)公司《配電自動化試點建設(shè)與改造技術(shù)原則》來源：來源：《配電自動化試點建設(shè)與改造技術(shù)原則》表2-2-1配網(wǎng)自動化系統(tǒng)指標內(nèi)容指標遙測綜合誤差≦1.5%越限由終端傳遞到配電子站/主站光纖通信方式≦4秒載波通信方式≦30秒無線通信方式≦60秒遙信越限由配電子站到配電主站≦4秒動作正確率（年）≧99%站內(nèi)時間分辨率≦10毫秒變位由終端傳遞到配電子站/主站光纖通信方式≦3秒載波通信方式≦30秒無線通信方式≦60秒遙控正確率≧99.99%完成時間<5秒月拒動率≦2%命令選擇、執(zhí)行或撤銷傳輸時間光纖通信方式≦10秒載波通信方式≦60秒配電子站、配電終端平均無故障時間≧26000小時系統(tǒng)可用率≧99.9%事故畫面推出時間≦15秒畫面調(diào)用時間≦5秒雙機切換時間<60秒表2-2-1分別介紹了配電自動化系統(tǒng)中遙測、遙信、遙控的系統(tǒng)指標。2.2.1配網(wǎng)自動化對通信可靠性的要求配網(wǎng)自動化系統(tǒng)肩負著對配網(wǎng)安全可靠運行的實時監(jiān)控任務(wù)，配網(wǎng)通信業(yè)務(wù)可靠性要求[7]如表2-2-2所示。表2-2-2業(yè)務(wù)可靠性信號類型可靠性遙信信息可用性≧99.9%遙測信息可用性≧98%遙控信息正確率≧99.9%2.2.2配網(wǎng)自動化對通信安全性的要求根據(jù)《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》（電監(jiān)會5號令）來源：《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》（電監(jiān)會5號令）來源：《電力二次系統(tǒng)安全防護規(guī)定》（電監(jiān)會5號令）2.3組網(wǎng)模式2.3.1配網(wǎng)通信建設(shè)原則根據(jù)以上的一些分析，配網(wǎng)通信系統(tǒng)建設(shè)需要考慮的主要原則有以下幾點：（1）配電通信系統(tǒng)的建設(shè)不僅僅是要滿足當前配網(wǎng)業(yè)務(wù)的需要，還應(yīng)考慮到未來發(fā)展，力求做到統(tǒng)一規(guī)劃，有條不紊的實施，必須具有一定的超前意識，盡量避免無謂的建設(shè)。（2）配網(wǎng)通信系統(tǒng)有著其不同的通信層次（骨干層、接入層）。在建立通信系統(tǒng)時應(yīng)該根據(jù)不同通信層次選擇最適合改層次的通信方式，在保證通信可靠性、可擴展性而又實用易管理。（3）統(tǒng)一配置配電房通信設(shè)備電源與配電網(wǎng)自動化終端設(shè)備工作電源。（4）由于光纖通信需要預(yù)埋管道，在配網(wǎng)一次線路基建或改造工程中應(yīng)建設(shè)通信管道光纜，避免不必要的麻煩。（5）考慮到通信的經(jīng)濟性，對于一些通信要求不高、鋪設(shè)光纜困難且僅實現(xiàn)一遙（遙信）或二遙（遙測、遙信）功能配網(wǎng)點，在保證通信需求的情況下應(yīng)該充分利用公網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)資源，但是對通信可靠性、實時性要求極高的遙控配網(wǎng)點，公網(wǎng)無線通信方式不可取。2.3.2配網(wǎng)通信組網(wǎng)總體模式配網(wǎng)通信包括通信主站、通信子站、通信終端三個節(jié)點類型，并采用層次化模型設(shè)計，每個層次著重于某些特定功能，將復(fù)雜的大問題細化。配電網(wǎng)規(guī)模分層層次：骨干層、（匯聚）接入層[9]。下面給出各節(jié)點類型和網(wǎng)絡(luò)層次的定義：（1）通信主站。通信子站的信息通過通信主站送到主站系統(tǒng)，基本設(shè)置在地調(diào)、區(qū)調(diào)分局或縣局。（2）通信子站?；驹O(shè)置在110kV或220kV變電站。功能：匯聚接入層數(shù)據(jù)，具備傳輸數(shù)據(jù)所必要的控制功能、錯誤檢測和同步、路由選擇、傳輸安全等功能。這些功能決定了它有支持多介質(zhì)和多協(xié)議的能力。（3）通信終端。包括各類智能電網(wǎng)概念終端，一般設(shè)置在。通常設(shè)置在開關(guān)站、配電房、戶外開關(guān)箱、環(huán)網(wǎng)柜、社區(qū)用房及樓道集中采集器等，可直接采集接收配電終端的數(shù)據(jù)。（4）配網(wǎng)通信骨干層。各個通信子站與通信主站之間的通信網(wǎng)絡(luò)。（5）配網(wǎng)通信接入層。指通信終端與通信子站之間的通信網(wǎng)絡(luò)，具有高端口密度特征，如果接入配電點的數(shù)量極大，可以增加匯聚層以減輕骨干層設(shè)備的負荷。三、配網(wǎng)自動化通信技術(shù)研究目前，可供選擇的通信技術(shù)種類非常豐富，主要通信技術(shù)包括以下幾種：有線通信a：光纖專網(wǎng)：EPON、工業(yè)以太網(wǎng)；b：電力載波線：中壓載波、低壓寬帶、低壓窄帶；無線通信a：無線專網(wǎng)：WIMAX、Mobitex、230MHz；b:無線公網(wǎng)：GPRS、3G；3.1光纖通信光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信技術(shù)來源：百度百科來源：百度百科表3-1PON與AON的技術(shù)性能對比AONPON抗多點失效不能能光纜節(jié)約程度雙纖單纖連接方式串聯(lián)，不適于配電網(wǎng)頻繁改造并聯(lián)，適于配電網(wǎng)頻繁改造網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)點對點，一個端口支持一個遠程終端點對多點，一個端口支持多個遠程終端寬帶共享不適宜適宜可擴展性差，增加光方向需增加光支板路好，增加光方向只更改光分路器光/電和電/光轉(zhuǎn)換需要，效率低不需要，效率高3.1.1有源光設(shè)備組網(wǎng)（1）光纖收發(fā)器光纖收發(fā)器采用多路復(fù)用技術(shù)，將多路電信號復(fù)合到光路上去，通過光纖傳送光信號，在接收端通過相反的方式將多路信號解復(fù)合出來。多路復(fù)用技術(shù)可以將需要傳送的不同信號轉(zhuǎn)變成以太網(wǎng)適用的通訊協(xié)議，使其在同一光通道上傳輸，如TCP/IP、RS232/485等。同一個光纖環(huán)路上，可以連接多個光纖收發(fā)器和光纖網(wǎng)絡(luò)模塊。利用光纖收發(fā)器組成光纖通信網(wǎng)是一種性價比較高的組網(wǎng)方式，不僅延長了RS232/485的傳輸距離，同時還具備支持環(huán)網(wǎng)保護協(xié)議、施工簡單的優(yōu)點。但其通信速率一般在120kbps以下，并且不具備抗多點失效能力，因此這種組網(wǎng)方式多應(yīng)用于規(guī)模、投資較小的場合。綜合數(shù)據(jù)光端機根據(jù)組網(wǎng)規(guī)模的不同，綜合數(shù)據(jù)光端機可以分為兩種。一種為基于PDH的小型數(shù)據(jù)光端機，可以實現(xiàn)小容量光端機組網(wǎng)。此類型光端機可以提供1~2個以太網(wǎng)接口及多個串口，并通過光接口組建小型環(huán)網(wǎng)，但是業(yè)務(wù)保護能力和QoS（服務(wù)質(zhì)量）機制不甚理想。第二種是基于MSTP的大容量綜合數(shù)據(jù)光端機。此類型光端機基于MSTP平臺能夠構(gòu)建光纖自愈環(huán)網(wǎng)等從而實現(xiàn)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無損失自動保護功能。此類光端機接口種類較多：實現(xiàn)與SDH網(wǎng)絡(luò)的155M光口或2M端口對接、實現(xiàn)以太網(wǎng)口與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對接、可以通過STM光口互聯(lián)組成環(huán)和鏈的混合形態(tài)、RS232/485/422串口通過101規(guī)約與FTU相連采集數(shù)據(jù)信息等等。MSTP設(shè)備支持以太網(wǎng)點到點的透傳功能和以太網(wǎng)二層交換功能?，F(xiàn)在在配網(wǎng)通信中MSTP設(shè)備主要使用以太網(wǎng)點到點的透傳功能，通過使用此功能可以使得各個設(shè)備之間的業(yè)務(wù)或端口故障互不影響，從而減小故障范圍。由于其施工難度和建設(shè)成本較大使得其在配網(wǎng)通信中很難大規(guī)模應(yīng)用。（3）工業(yè)以太網(wǎng)交換機工業(yè)以太網(wǎng)交換機的組網(wǎng)方式靈活多變，可以是星型、總線型、環(huán)型、樹型、鏈型等的混合結(jié)構(gòu)。采用TCP/IP協(xié)議組網(wǎng)，配網(wǎng)通信的數(shù)據(jù)從采集終端（采用104通信規(guī)約）到配網(wǎng)自動化主站。以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點有一下幾點：寬帶較高、具備環(huán)網(wǎng)保護、可擴展性、安裝方便及可靠性高，并且標準統(tǒng)一，在各以太網(wǎng)采用的幀格式相同，連接方便。但是也有一些技術(shù)要求無法達到要求。如不能實現(xiàn)點到多點通信等。光纖收發(fā)器采用點對點組網(wǎng)，小型數(shù)據(jù)光端機方式采用鏈形或環(huán)形組網(wǎng)，僅在小規(guī)?；蚴墙K端接入數(shù)量較少的情況下使用。并且因為設(shè)備廠商較多，接口標準無法保證統(tǒng)一，導(dǎo)致設(shè)備在升級或更換時出現(xiàn)兼容問題，進而失去業(yè)務(wù)保護能力?；贛STP的綜合數(shù)據(jù)光端機可以通過SDH的光口組成光纖自愈環(huán)。MSTP系統(tǒng)擁有SDH的保護恢復(fù)能力和OAM（操作、管理和維護）能力，并且支持傳送PDH、SDH、Ethernet、ATM等多種業(yè)務(wù)，適用于配網(wǎng)通信子站到主站使用SDH當傳輸通道的場合。建議終端到通信主站采用相同信號設(shè)備，避免出現(xiàn)因型號不同而出現(xiàn)互通性問題。3.1.2以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以樹形為典型拓撲結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）是一種采用點到多點（P2MP）結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)。EPON由局側(cè)的光線路終端（OLT：OpticalLineTerminal）、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU:OpticalNetworkUnit）和無源光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）（或者稱為無源光分路器/耦合器（POS））三部分組成。ODN在OLT和ONU間提供光通道[11]。數(shù)據(jù)上、下行有著些許區(qū)別，數(shù)據(jù)下行時OLT發(fā)送的信號通過ODN到達各個ONU，而在上行時ONU發(fā)送的信號只會到達OLT，而不會到達其他ONU。因此上行方向采用TDMA多址接入方式，并對各ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送進行仲裁，這樣可以避免數(shù)據(jù)沖突并提高網(wǎng)絡(luò)利用率。OLT來源：百度百科來源：百度百科ONU起著對用戶業(yè)務(wù)信號復(fù)用和解復(fù)用的作用。上行時，將各種各類終端業(yè)務(wù)信號進行復(fù)合，使其能夠在同一傳輸媒介中傳輸；下行時，將信號解復(fù)用并通過相應(yīng)接口傳輸?shù)较鄳?yīng)終端。ODN的作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。ODN可由OLT和ONU之間鏈接的光纖組成，也可包含具有匯聚/分配功能的光分配點（ODP），ODP主要完成光信號的分路和合路功能。星形、總線型、環(huán)形是通信網(wǎng)的三種基本的拓撲結(jié)構(gòu)。光纖接入網(wǎng)選擇哪種拓撲結(jié)構(gòu)取決于經(jīng)濟和技術(shù)兩方面原因，根據(jù)實際情況通常會使用多種結(jié)構(gòu)組成網(wǎng)絡(luò)拓撲。由于接入網(wǎng)是從中心局到廣大用戶，要求可以實現(xiàn)點對多點數(shù)據(jù)傳輸。樹形、環(huán)形、總線型等多種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)都能夠?qū)崿F(xiàn)點對多點的數(shù)據(jù)傳輸。無源光網(wǎng)絡(luò)用1：2光分接耦合器（Opticaltapcoupler）和1：N的光分路器（連接OLT和ONU的核心元器件）能夠靈活的構(gòu)成以上這些網(wǎng)絡(luò)拓撲。EPON的拓撲結(jié)構(gòu)包含基于PON的樹形、星形、環(huán)形、總線形這些拓撲結(jié)構(gòu)。星形拓撲具有樹形的物理結(jié)構(gòu)以及總線型的邏輯特點。由于無源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中無源元器件無法將循環(huán)過一圈的已接受信號過濾剔除掉，并且無源元器件的功分比難以確定，而總線型結(jié)構(gòu)也難以確定無源元器件的功分比，導(dǎo)致這兩種結(jié)構(gòu)失去了經(jīng)濟性和靈活性。然而樹形結(jié)構(gòu)可以完美解決以上兩個問題，本地回路更適合采用樹形結(jié)構(gòu)。不僅如此，因為PON上所有的傳輸都在OLT（OpticalLineTerminal）和ONU（OpticalNetworkUnit）之間完成，所以在下行方向是點到多點的PON網(wǎng)絡(luò)；上行方向是多點到點的PON網(wǎng)絡(luò)。這種點到多點的傳輸方式非常適合樹形結(jié)構(gòu)。配網(wǎng)自動化通信采用EPON有一下優(yōu)勢[12]：（1）成本低、易維護，具有擴展性，便于升級。由于EPON結(jié)構(gòu)在傳輸信息的途中無需電源，沒有任何電子器件，因此鋪設(shè)簡單廉價，維護費用極低，這就大大降低了運營成本和管理成本。并且EPON系統(tǒng)所占用的局端資源極少，高度模塊化，這就大大降低了系統(tǒng)初期建設(shè)投資，加之擴展性好，提高了投資回報率。（2）提供非常高的帶寬。EPON目前可以提供上下行對稱的1.25Gbit/s帶寬（受物理接口限制，實際提供1Gbit/s帶寬）。（3）服務(wù)范圍廣。由于EPON是一種點到多點技術(shù)，通過充分利用局端單個光模塊及光纖資源，可以為大量終端用戶提供服務(wù)。（4）安全可靠性高。因為PON終端與終端設(shè)備是并聯(lián)關(guān)系，使得任意終端發(fā)生故障時都不會波及到系統(tǒng)的正常運行。（5）帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。EPON對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系，并通過DiffServ（區(qū)分服務(wù)）、PQ/WFQ、WRED等對每個用戶進行帶寬分配，從而保證QoS（服務(wù)質(zhì)量）。（6）安裝方便。OLT一般為機架型，可以上機架安裝；可以將ONU做成工業(yè)級模塊，使其能夠安裝到室外設(shè)備箱內(nèi)。傳輸距離遠（最大距離20km左右）且具備低損耗特性，不需要增設(shè)中繼設(shè)備。不易受電磁干擾及雷電等惡劣環(huán)境的影響，適應(yīng)能力強，特別適用于一些電磁環(huán)境不理想的場所。（7）完善的網(wǎng)管功能。EPON具有強大的管理能力，集配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、告警管理等功能于一身，管理能覆蓋到ONU的PON每個端口業(yè)務(wù)。3.2電力線載波通信因為電力線載波通信以輸電線路為載波信號的傳輸媒介，具有無需重新架設(shè)網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟可靠的天然優(yōu)勢。電力線載波通信（PowerLineCommunication，PLC）技術(shù)已經(jīng)成為世界上所有電力部門優(yōu)先采用的特有通信手段。但是，電力載波通信同時也存在許多問題：時變性、頻率選擇性、噪聲干擾大、信號衰弱嚴重等固有特點。利用電力線載波通信（PLC）發(fā)送數(shù)據(jù)時，通過專用調(diào)制解調(diào)器將信號調(diào)制到一個高頻載波上，在經(jīng)過功率放大后耦合到電力線上。早在20世紀20年代初期，電力載波通信就得到利用開發(fā)，通過電力載波機和阻波器，可以實現(xiàn)在中高壓配電網(wǎng)中傳輸語音、控制指令和系統(tǒng)狀態(tài)等信息，并形成了相關(guān)國際和國家標準。至于低壓配電網(wǎng)，諸如數(shù)字信號處理技術(shù)、計算機控制技術(shù)和擴頻通信技術(shù)等等新興技術(shù)，在很大程度上提升了低壓配電網(wǎng)電力載波通信的可靠性及實用性，可以說具有非常光明的未來[13]。3.2.1載波分類從帶寬出發(fā)進行分類可將電力線載波通信分為兩類：寬帶電力線載波通信和窄帶電力線載波通信。電力線寬帶（BPL）通信技術(shù)來源：百度百科是指帶寬限定在2~30MHz之間、通信速率通常在1Mbit/s以上的通信技術(shù)。所謂窄帶電力線載波通信技術(shù)來源：百度百科來源：百度百科從技術(shù)發(fā)展進行分類也可將電力線載波通信分為兩類：傳統(tǒng)的頻帶傳輸技術(shù)和目前流行的擴頻通信（SSC）技術(shù)：所謂頻帶傳輸是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的遠程通信中把數(shù)字信息調(diào)制成模擬音頻信號后再發(fā)送和傳輸，到達接收端時再把音頻信號解調(diào)成原來的數(shù)字信號的傳輸技術(shù)。但是傳統(tǒng)載波通信原理的去噪能力非常有限；擴展頻譜通信技術(shù)的基本特點是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬。3.2.2載波通信存在的問題由于配電網(wǎng)有架空線和電纜網(wǎng)，輸電線多次分段連接且長短不一，各個地方的配電變壓器容量不盡相同，導(dǎo)致信號衰弱嚴重。并且中壓配電網(wǎng)與高壓輸電線路的噪音構(gòu)成不相同。高壓線路相對容易引起電暈放電和絕緣表面漏泄放電造成隨機噪音，雖然對中低壓網(wǎng)的影響不大，但是由于中壓電網(wǎng)面向廣大用戶，電器數(shù)量極多，高頻率操作使的脈沖雜音大，從而造成信號的干擾。因此，配電網(wǎng)采用電力線載波通信方式時會存在以下問題：（1）由于輸電線路的分段連接，導(dǎo)致載波信號在配電網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中出現(xiàn)衰減、反射現(xiàn)象。因為傳輸介質(zhì)的原因，信號經(jīng)過結(jié)點時，肯定會出現(xiàn)一定程度的反射的折射，并且反射、折射強度受到結(jié)線方式、運行方式甚至氣候變化的影響，從而使得信號發(fā)生畸變。（2）配電線分支數(shù)量、線路長短及開關(guān)數(shù)量等結(jié)構(gòu)的變化會引起無法接收信號的嚴重問題，并且調(diào)整難度大。（3）配電網(wǎng)斷點眾多，信號需要判斷開關(guān)的開合是否正常，加大了不確定性。（4）為避免相近頻率之間相互干擾的現(xiàn)象發(fā)生，需要預(yù)留多種頻率。（5）電力線載波的本身傳輸速率就較低，當采用RTU輪循通信方式且臺數(shù)較多時，會出現(xiàn)信號傳送慢，周期長等問題。導(dǎo)致其實用性較差，同時也不利于機能的提高和未來的擴展。3.3無線公網(wǎng)通信GPRS（GeneralPacketRadioService通用分組無線業(yè)務(wù)）是封包交換數(shù)據(jù)的標準技術(shù)，是在GSM系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的無線分組交換技術(shù)，與GSM網(wǎng)絡(luò)配合，可提供115kbit/s的傳輸速率（最高值為171.2kbit/s，不包括FEC），位于第二代（2G）和第三代（3G）技術(shù)之間，通常稱為2.5G。GPRS只有在發(fā)送或接受數(shù)據(jù)期間才占用資源，按接收和發(fā)送到的數(shù)據(jù)包的數(shù)量來收取費用，沒有數(shù)據(jù)流量的傳遞時不計費。在遠程突發(fā)性數(shù)據(jù)實時傳輸中具有不可比擬的優(yōu)勢，適用于頻繁傳送小數(shù)據(jù)量和非頻繁傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用。目前，在我國電力配網(wǎng)中的適用范圍為無線抄表系統(tǒng)、無功補償系統(tǒng)、負荷控制系統(tǒng)，如動作時間要求不高且不需瞬間動作配合的終端等。3G（3rd-Generation，第三代移動通信技術(shù)）是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。國內(nèi)支持中國聯(lián)通的WCDMA、中國電信的CDMA2000和中國移動的TD-SCDMA三個無線接口標準。3G技術(shù)不僅極大地增加了系統(tǒng)容量，提高了通信質(zhì)量，加快了數(shù)據(jù)傳輸速率，還可以利用不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫漫游技術(shù)將無線通信系統(tǒng)和Internet連接起來，實現(xiàn)對移動終端用戶提供更多更便捷的服務(wù)。由于通信速率的極大提升（在任何環(huán)境中能夠分別支持至2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度），使得其能夠便捷的處理圖像、音樂、視頻等多種媒體形式，提供網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。3.4無線專網(wǎng)通信全球微波接入互操作性（WiMAX）是基于IEEE802.16標準的一項無線城域網(wǎng)接入技術(shù)，能夠讓固定與移動用戶極速無線接入（特定條件下WiMAX能提供的最高接入速度是70M）。WiMAX網(wǎng)絡(luò)體系的兩個組成部分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)。核心網(wǎng)包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、路由器、AAA代理服務(wù)器、用戶數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可以實現(xiàn)用戶認證、漫游、網(wǎng)絡(luò)管理等功能，并且提供與其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口。接入網(wǎng)中包含基站（BS）、用戶站（SS）和移動用戶站（MSS），肩負為WiMAX用戶提供無線接入的任務(wù)[15]。WiMAX系統(tǒng)采用了正交頻分復(fù)用（OFDM）、多入多出（MIMO）、自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）等多種技術(shù)來提高網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬和抗干擾性能。Mobitex是一個無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是由愛立信的一個分布Eritel在1984年為瑞典電訊管理局開發(fā)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可采用400MHz（歐洲），800MHz(中國)和900MHz（美國）頻段。Mobitex通過采用成熟的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、新型的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、成熟的網(wǎng)絡(luò)管理、分組交換技術(shù)和新式基站來構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)[13]。Mobitex網(wǎng)絡(luò)由終端設(shè)備（固定終端FST，移動終端MOB）、應(yīng)用中心、交換機、網(wǎng)管中心和基站等組成。230MHz數(shù)傳電臺使用國家無線電管理委員于1991年分配給電力專用48無線互聯(lián)科技，無線頻點(包括10個單頻頻點和15個雙頻頻點)。相鄰頻點間隔為50-150KHz，帶寬為25KHz。230MHz電臺所取的點對點通信方式的優(yōu)點在于響應(yīng)快、技術(shù)成熟、通信時延短、組網(wǎng)靈活、建網(wǎng)成本低和單站覆蓋范圍廣，但也存在諸多問題[16]。由于數(shù)傳電臺之間各自分立，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)管理不統(tǒng)一、無線信號不同步，這就要求增加空閑時間來作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｗo間隔，引起資源浪費。由于數(shù)傳電臺通信系統(tǒng)采用輪詢方式進行數(shù)據(jù)交換，當監(jiān)控數(shù)量增高時，輪詢周期隨之增長，不能滿足實時性要求，同時無法滿足突發(fā)告警上報要求。由于數(shù)傳電臺采用透明無協(xié)議的傳輸模式，無法糾錯及加密，使得無線信號可以被輕易的截獲、解析和偽造，無法滿足安全性原則。數(shù)傳電臺只能在RTU或中心站計算機上進行糾錯和加密，但是這樣一來會大大增加傳輸延時，使整體系統(tǒng)的性能下降。3.5配網(wǎng)自動化通信技術(shù)的選擇通過對以上幾種通信技術(shù)的研究分析可以得出，不同的通信技術(shù)有其不同的性能、特點和適用范圍，造價、工程維護等較為敏感的經(jīng)濟指標也各不相同，而這些都是配網(wǎng)自動化通信系統(tǒng)建的關(guān)鍵性問題。通過上述分析，從幾個指標出發(fā)進行比較。幾種不同通信方式的比較結(jié)果：通信方式BL(km)CRS影響因素EPON1.25G20很高很高很高不受影響工業(yè)以太網(wǎng)100M/1G＞20很高很高很高不受影響中壓載波10K＜10較低一般較高電網(wǎng)負載和結(jié)構(gòu)低壓寬帶200M＜0.5較低較高較高電網(wǎng)負載和結(jié)構(gòu)低壓窄帶＜10K＜1較低較低較高電網(wǎng)負載和結(jié)構(gòu)WiMAX18M1~3較高較高較高天氣地形Mobitex8K10一般較高較高天氣地形230MHz＜10K＜100一般較低較高天氣地形容量有限GPRS/3G50~100K不限很高一般低天氣地形，網(wǎng)絡(luò)擁塞表中B代表帶寬，L為傳輸距離，C為建設(shè)成本，R為可靠性，S為安全性。骨干層（配電主站與配電子站之間）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備路由迂回能力和