光纤到机器助力电网数字化转型

Julie Kunstler

Omdia宽带接入首席分析师

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

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

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。

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。

----注：该报告由华为提供翻译。

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