Page 43 - 网络电信9月刊下

解 决 方 案

基于光通信芯片的配电光通信解决方案

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汪波涛 ，齐生鹏 ，高冰 2
1. 国网信通产业集团北京智芯微电子科技有限公司
2. 国网衡水供电公司

摘要：目前国网实施配电自动化的城市中，其通信系统绝大部分采用基于以太网无源光网络(ethernet passive
optical network，EPON)光通信技术。提出一种配电光通信解决方案，其特点是基于配用电专用ONU 芯片设计光网
络单元(optical network unit，ONU)，将ONU 内嵌到配电终端中；同时将加密安全模块集成到ONU 模块中。与传统
配电通信EPON 解决方案相比，该方案综合考虑了配电终端通信系统的功能、性能，其将ONU 模块与配电终端进行
一体化设计，降低了模块功耗。通过配网现场试点表明，该方案不但能实现传统EPON 方案的环网保护、大数据量高
速、实时接入等功能，而且在系统功耗、安全、可维护性、经济性等方面具有较大优势。
关键词：配电自动化；以太网无源光网络(ethernet passive optical network，EPON)技术；嵌入式光网络单
元(optical network unit，ONU)模块；配电信息安全

一、引言 如下问题：1）芯片基于公网商用要求开发，未充分考虑电力运
配电网自动化是利用通信、计算机、无线传感、网络等技 行环境要求；2）因核心技术由国外少数公司掌握而受制于人，
术，将配电网的在线数据和离线数据、用户数据、电网结构和 设备存在安全隐患；3）其用户接口追求高速率(1000Mb/s)，无
地理图形信息进行配电设备系统集成和信息数据集成，构成完 适用于电力配网设备的专用接口，应用灵活性差；4）芯片功耗
整的自动化系统。要实现配电自动化，通信系统是其中的一个 大(0.9~1.1W)，导致设备耗能高；5）设备成本高，可维护性
[1]
关键环节 。 差。
国家电网公司在 2009 年开始了新一轮配电自动化试点 本文基于配用电专用ONU芯片，结合配电自动化通信技术特
工程建设，同时发布了《配电自动化技术导则》，导则提出 点，在充分考虑配电信息安全问题的基础上，提出一种嵌入式
了“通信方式主要包括光纤专网、配电载波、无线专网和公 配电光通信解决方案。该方案通过将ONU模块与配电终端进行一
网”，要求各地在实施过程中采用光纤为主，载波、无线等其 体化设计，一次性解决了上述传统电信级EPON方案问题。本文
他通信方式为辅的通信方式 [2-3] 。目前国网系统实施配电自动化 的设计将ONU设备模块化内嵌到配电终端的主控制板内，同时将
系统的城市，通信系统大部分实现方式是直接将传统电信级以 配电加密功能集成到ONU模块中， 提供适应不同配电业务接入
太网无源光网络(ethernet passive opticalnetwork，EPON)设 要求的RS485/232、以太网等接口形式。通过分析比较及现场试
备应用于配电通信系统中，通常是在配电终端箱体中放置电信 点表明，所提设计方案优于传统电信级EPON解决方案。
级的桌面盒式光网络单元(optical network unit，ONU)设备 与电信级商用芯片比较，配用电专用芯片在以下方面进行
[4] 。由于电信 EPON 技术近几年开始在传统运营商系统应用， 了改进：
加之核心芯片、主要器件及核心技术是直接采用国外的，存在 1）通过Pad加固，所有PIN脚的ESD大于4000V；

64 网络电信 二零一七年九月