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光通信
2023/1/16 18:36

Omdia首席分析师:光纤到机器助力电网数字化转型

Omdia  Omdia宽带接入首席分析师Julie Kunst

概述

作为全球公共基础设施之一,电力不仅满足了基本生活需求,还支撑着高级应用和服务。随着用电量的持续快速增长,但电网行业的现代化进程却较为滞后,亟需向可靠、安全、高效、可扩展和可持续的方向发展。智能电网,通过安全通信网络中边缘计算和云端应用实时传输数据,有效平衡了能源供求关系。无源光局域网(POL)是实现数字化转型的关键,可提供可靠、安全和可持续的通信网络,满足恶劣电网环境下的严苛性能要求。因此,许多电网公司选择使用POL来支撑内部和客户宽带通信服务,或与通信服务提供商(CSP)合作。

挑战

传统电力资源面临瓶颈,亟需利用可再生能源,以满足各行业、消费者及智慧城市日益增长的用电需求。而电网系统本身较为复杂,打造一套更智能、可靠、安全的新电网并不容易。实现电网可持续发展是一项关键目标,但如何整合可再生能源同时降低峰值用电负荷却颇具挑战性。

电网公司正致力于打造智慧电网,实现电流控制和检测,以及对故障、安全问题、用户需求和多种能源集成等的响应。智能电网通信网络必须能够在恶劣的环境中运行,并连接监控与数据采集(SCADA)和智能电表等多种数据源和传感器

因此,电网公司需要改造其端到端通信网络。智能电网的基本架构如图1所示。

图1:智能电网基本架构

电网智能化转型通过数据驱动电网公司发展,提升运营能力和性能,同时增强电网可持续性,详见图2。

图2:电网智能化转型的好处

1 解决方案:使用POL将光纤连接到机器

POL是一种局域网(LAN)类型,它利用广泛部署、可靠、安全的无源光网络PON)技术,将基于光纤的PON设备安装在工业或园区场景中,支持光纤到机器接入。POL使用单模光纤进行无源布线,光网络基于无源(免供电)分光器,避免了电磁干扰,这对电网来说非常重要。

如图3所示,POL由一台光线路终端(OLT)和多台光网络单元(ONU)组成。OLT部署在电网的通信机房中,而ONU则可部署在电网发电、输电和配电的各个位置,也能安装在智能电表网关中,支持语音、数据、视频等多种业务和功能。

POL为电网公司带来诸多优势:

高可靠、高冗余、高安全、易管理。POL采用电信级PON设备,可靠性高达"五个9"。如有需要,底层光分配网络(ODN)可提供冗余设计,例如,安装两台OLT并部署双链路。如果其中一台OLT或一条链路故障,业务流量会自动切换到另一OLT或链路。此外,光纤不受电磁干扰、射频和电磁脉冲的影响。PON网络难以篡改,安全性较高,可以满足安全部门的安全需求。POL解决方案包括端到端设备和业务开通管理工具。

大带宽、易升级、操作简单。带宽高是光纤化POL的一大优势。基于PON网络,POL支持更高带宽,可轻松升级至10G及以上。部署POL后,IT部门还可以根据具体带宽要求决定升级哪些光网络终端(ONT)。PON设备无需调测,简化了POL网络升级。此外,在遵守安全协议的前提下,添加ONU设备也较为容易。

节省电力、空间等资本支出和运营支出。与传统LAN相比,光LAN(POL)减少了布线、机架和交换机,大幅降低资本和运营支出。PON作为一种点到多点的接入技术,实现了整网光纤共享,从而降低资本成本。POL的无源网络还可节省能源,促进可持续发展。此外,POL网络覆盖范围可轻松达到20甚至40公里,这对电网来说非常关键。

支持宽带业务光纤化扩展。部署POL后,电网运营商能够直接向其客户或通过与通信服务提供商(CSP)的合作提供光纤宽带服务。电网拥有路权,可支持光纤布线。此外,电网几乎覆盖了城市、郊区和乡村的每个角落,每个家庭、企业或政府办公室都能连接到宽带基础设施。

图3:展示了POL网络架构及PON设备在整张电网中的位置。

图3:电网场景下,使用PON设备(OLT和ONU)的POL

2 案例分析

CEMIG是巴西最大的发电和输配电公司之一,为700多座城市的800万客户提供服务。CEMIG选择部署POL,在电网中实现高度可靠的宽带通信。POL除了上一节提到的优势外,还可帮助CEMIG对电网进行远程实时监控,节省资源并减少了中断时间。此外,PON网络大带宽支持高分辨率成像,可提供清晰的资产分析视频。CEMIG发电和输电经理William Dorneles Rocha表示:

"能源已经成为影响经济发展和人民生活的一个重要因素。我们正在利用数字化转型提高客户满意度和服务质量,而目前最先进的光通信网络是打造稳定、高可靠能源系统的有力支撑"。

Energie AG Oberosterreichis(Energie AG)是奥地利一家综合性公用事业公司。该公司选择部署POL来实现语音、数据和视频服务接入。此外,得益于POL,Energie AG还实现了能源、水和废物的数字化管理。

3 建议

全球许多电网正在采用POL,实现从发电到输配电和智能电表的安全、高可靠宽带通信。基于广泛部署的PON技术和解决方案,POL网络可以与电网同时运行,支持实时数据采集和分析、云端应用和边缘计算。

POL推动了电网的现代化,减少中断时间,优化资产管理,从而实现了可持续发展目标。POL不仅为电力公司内部提供了强大可靠的光纤化宽带通信网络,还帮助电力公司直接向其客户(或通过与CSP的合作)提供三网合一通信服务。

因此,建议电网公司仔细研究POL(光纤到机器)及其推动电网转型的能力。

作者介绍:Julie Kunstler在通信组件、设备和软件行业拥有超过30年的经验。她负责Omdia对固定宽带接入行业的覆盖,包括组件、设备和软件,专注于PON、xDSL/Gfast和电缆。Julie密切关注技术发展及其对供应商生态系统的影响,曾担任私人和公开交易的通信公司的高管、投资者和董事会成员。在加入Omdia之前,Julie曾担任Teknovus的业务发展副总裁。 

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