Nasazení fotonických sítí v prostředí elektrické distribuční soustavy

Filip Theodor

Diplomová práce

Deploying Photonic Networks in the Power Distribution System Environment

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá analýzou možností integrace fotonických sítí do stávající elektrické distribuční infrastruktury v konkrétní oblasti s výskytem vedení vysokého (VN) a nízkého napětí (NN). Hlavním cílem bylo navrhnout metodiku pro vytvoření hybridní sítě, která propojuje energetické a optické prvky a ověřit její technickou proveditelnost. V rámci řešení byly využity geografické a technické mapové podklady od společnosti ČEZ Energetické služby, s.r.o., které umožnily detailní návrh vzorové topologie fotonické sítě v reálných podmínkách vybraných lokalit. Návrh topologie byl realizován v softwarovém prostředí Optiwave OptiSystem, kde byla provedena simulace přenosových parametrů, analýza fyzických i logických dosahů a posouzení kompatibility s elektromagnetickým prostředím distribuční sítě. Výsledky práce ukazují, že navržená hybridní topologie umožňuje dosáhnout vysokých přenosových rychlostí při zachování bezpečnostních požadavků a identifikuje klíčové technické výzvy spojené s integrací optických prvků do energetické infrastruktury. Navržený postup tak představuje perspektivní řešení pro modernizaci distribučních sítí a rozvoj chytrých aplikací v oblasti energetiky.

Abstract:

This diploma thesis analyzes the possibilities of integrating photonic networks into existing electrical distribution infrastructure in a specific area with combined high-voltage (HV) and low-voltage (LV) power lines. The main objective was to develop a methodology for creating a hybrid network that combines energy and optical elements while verifying its technical feasibility. The solution utilized geographic and technical mapping data provided by ČEZ Energy Services, s.r.o., enabling detailed design of a prototype photonic network topology under real-world conditions at selected sites. The topology design was implemented in the Optiwave OptiSystem software environment, which facilitated simulations of transmission parameters, analysis of physical and logical ranges, and assessment of compatibility with the electromagnetic environment of the distribution network. The results demonstrate that the proposed hybrid topology achieves high transmission speeds while maintaining safety requirements and identifies key technical challenges associated with integrating optical components into energy infrastructure. The proposed methodology represents a promising solution for modernizing distribution networks and advancing smart energy applications.

Klíčová slova

fotonická síť, BPL, MTL, energetická infrastruktura, vysoké napětí, nízké napětí, distribuční bod, Smart Grid, GPON, stromová topologie

Keywords

Photonic Network, Broadband over Power Lines, Metallic Layer, Energy Infrastructure, High Voltage, Low Voltage, Distribution Point Smart Grid, Gigabit Passive Optical Network, Tree Topology

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2025

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Jan Látal
• Oponent: Pavel Dubský

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program:
Komunikační a informační technologie