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摘要：随着“双碳”目标下新型电力系统建设推进，配电网向有源双向交互系统转变，对其“可观、可测、可调、可控”能力要求提高，终端通信接入网成为重要保障。本文通过对高隔离的GPON通信技术和双平面工业交换机两种技术路线技术、经济、区域分布特点详细比对，提出了各场景下的技术路线适配性。

关键词：多业务；高隔离GPON；双平面交换机；终端通信接入网；技术路线

一、引言

随着“双碳”目标下新型电力系统建设的推进，电网控制从输变电向配电网和用户侧拓展，配电网从传统的单向逐级辐射网络向有源双向交互系统转变，电网安全、供电可靠性的要求逐步提高，对配电网“可观、可测、可调、可控”能力提出更高的要求。配电通信网作为配电网同生共存的实体网，是支撑配电网安全运行、可靠供电、“四可”调控的重要保障[1]。

随着网络规模的扩大，需进行基于双平面终端通信接入网设计研究，从业务分隔，设备支撑、网格化发展及网络资源优化等方面，统筹加强通信接入网光纤专网建设，提高接入层光纤覆盖率，支撑配电自动化等业务的安全可靠运行。

目前F5G阶段可采用两种通信网络技术路线，包括支持多业务高隔离的GPON通信技术以及支持业务隔离的双平面工业交换机。

二、主要技术路线对比

通信接入网所采用的通信技术直接决定了通信接入网络的可靠性、实时性、安全性等各项通信技术指标，而且还关系到产品成本、施工成本，以及后期的运维成本等，因此，选择合适的通信技术十分重要[2]。为了能够根据配电业务特点筛选出适合该业务的通信技术，需从组网拓扑、网络架构、数据流支持能力、网管支持性等多维度对终端通信接入网采用的各类通信技术进行差异性分析，并对不同通信技术进行综合的对比。本文对高隔离GPON与双平面工业交换机进行了主要技术对比，对比情况见表1。

通过上述技术对比，高隔离GPON与双平面工业交换机技术各有优劣，GPON体制在抗多点失效能力、网管运维、物理隔离等方面均优于支持物理隔离的工业以太网交换机方案，工业以太网交换机在组网灵活性、施工成本、施工周期、网络延展及运维、网络带宽利用率、空间占用、功耗需求方面优于高隔离GPON方案，实际可以根据不同区域特点、终端通信接入网发展情况、综合考虑经济性因素选取合适的技术体制。

三、基于经济性分析的设备技术路线选择

目前带硬隔离的工业以太网体制设备，双平面二层交换机考虑满配光模块，单价约为8000元；双平面三层交换机考虑满配光模块，单价约为21000元。

目前带硬隔离的GPON技术体制设备，主要分为两种配置：

配置1：OLT设备（6U，下行端口需≥40个PON口）设备单价为90000元，ONU带2个分光器（1：2，不等分）单点设备价格约3500元，适用于两层网络结构，布点范围大，多采用长馈线方式组网，子站采用双光路上联至2套汇聚OLT设备。

配置2：OLT设备（2U，下行端口需≥16个PON口）设备单价为50000元，ONU带1个分光器（2：8，或2：16，等分）单点设备价格约4100元，适用于三层网络结构，布点范围小，子站采用单光路上联至本地汇聚OLT设备。

实际终端通信接入网可依据配电通信网发展状况，可按以下三种情况进行选取：

情况1：全业务接入需求下，在未建设光纤专网的区域，可选用带硬隔离的GPON技术或工业以太网技术建设光纤专网。GPON技术适合站点接入需求稳定明确、变动较小的场景；工业以太网技术适合接入站点变动较大、增长较快的场景。

在未建设光纤专网的区域，网络还未建成，整体规模较小，网络采用新建方式规模化建设，GPON与工业以太网技术网络建设成本差异不大。

情况2：在基本完成工业以太网子网建设，并承载生产控制大区业务的区域，需要重点考虑配电站房视频监控、用电信息采集等采集类业务接入，数据流量大，业务终端多，可采用带硬隔离的GPON设备建设第二子网，后期待旧有子网设备退役后，将第一子网的业务接入GPON网络。

在基本完成工业以太网子网建设的区域，一般汇聚层规模相对固定，接入层配电终端子站规模大，区域密度高，网络节点相对稳定，单子环接入节点约为9-20个，接入层汇聚层数量对比比例高，且网络多采用三层结构，GPON设备采用配置2，汇聚层设备采用小容量OLT设备，价格更接近工业以太网三层交换机，子站侧设备价格相当，总体投资约为工业以太网投资的73%～93%，经济性高于工业以太网体制设备。

情况3：在部分完成工业以太网子网建设，并承载生产控制大区业务的区域，为满足采集类业务的多业务接入需求，可采用带硬隔离的工业以太网设备进行整体网络补充建设，待旧有工业以太网设备退役后，可替换为带隔离的工业以太网设备，同时承载两个子网业务。

在部分完成工业以太网子网建设的区域，正处于网络建设快速增长期，为了实现区域业务“应接尽接”，一般汇聚层布点分散且规模较大，增长速度高于接入层子站，接入层汇聚层站点对比比例低。网络若采用二层结构，单子环接入节点多为5-15个，GPON网络多采用配置1，工业以太网总体投资约为GPON投资的57%～99%，经济性高于GPON网络设备。网络若采用三层结构，单子环接入节点约多为4-8个，GPON网络多采用配置2，工业以太网总体投资约为GPON投资的78%～100%，经济性高于GPON网络设备。

四、基于区域分布特点的设备技术路线选择

结合城市区域的生产实际，配电通信网络具有如下特点及匹配需求：

对于电力设施高速变动区域，由于城市建设蓬勃发展，部分区域大规模开发，配电网架变动极为频繁，众多配网项目不断涌现，使得配电网络规模逐年显著增长。在此场景下，业务接入点随机接入现象普遍，改造变动也十分频繁。鉴于此，组网灵活、即插即用的双平面工业以太网体制成为了适配该区域配电通信网络的理想选择。这种体制能够快速响应网络架构的频繁调整，确保新业务接入点能够顺利、高效地融入现有网络。

对于城市发展已较为成熟的区域，基本不存在大规模的拆建工程。这使得配电网络变动维持在极小的范围内，配电自动化增幅微小，通信网络变动率也处于较低水平，更适用于网络稳定的GPON体制。

五、结束语

在“双碳”目标驱动的新型电力系统建设进程中，配电通信网技术路线的选择至关重要。通过上述对高隔离 GPON 与双平面工业交换机在技术特性、经济性及区域适配性等多维度的深入剖析，我们明确了不同场景下的最优技术选型。在未来的实践中，电力行业应紧密结合各地实际情况，合理运用这两种技术，持续优化配电通信网络架构，提升配电网的 “四可”调控能力，为电网安全稳定运行与可靠供电提供坚实支撑，助力“双碳”目标的高效实现。

参考文献：

[1]欧清海，王盛鑫，佘蕊，张宁池，王艳茹.面向新型电力系统的电力通信网需求及应用场景探索[J].供用电，2022.

[2]陶维青，窦开明，方陈，等.配电网相量数据接入方式比较及技术分析[J].电网技术，2019.