EPON技術(shù)的研究與應(yīng)用

劉爽　高識倫　都娟

摘 要：隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、自動化、智能化也在逐步的向電力系統(tǒng)滲透，作為國家重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，更要大力推進現(xiàn)代化、智能化建設(shè)，因此，電力通信系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定尤為重要。EPON技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用主要立足于對EPON技術(shù)的研究，并結(jié)合電力通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀，研究應(yīng)用的主旨與要點，同時提出技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點。

關(guān)鍵詞：EPON 電力通信網(wǎng) 應(yīng)用

中圖分類號：TN929 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（c）-0001-02

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、自動化、智能化也在逐步的向電力系統(tǒng)滲透。作為國家重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，更要大力推進現(xiàn)代化、智能化建設(shè)。因此，電力通信系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定尤為重要。改革開放以來，國內(nèi)經(jīng)濟飛速發(fā)展，生產(chǎn)力也大大提高，對電網(wǎng)的運行提出了很高的要求，因此也逐漸加強了對電網(wǎng)的建設(shè)力度。著眼于EPON技術(shù)的諸多優(yōu)點，使其在配電接入網(wǎng)、用電信息采集等方面得到廣泛應(yīng)用，推動電網(wǎng)的發(fā)展。

1 EPON技術(shù)研究

1.1 OLT功能

光線路終端（OLT，Optical Line Terminal）：在光接入網(wǎng)中連接本地交換機和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的紐帶，為其提供接口，并經(jīng)一個或多個ODN與用戶側(cè)的ONU通信，OLT與ONU的關(guān)系向來都是主、從關(guān)系。即OLT提供網(wǎng)絡(luò)與光配線網(wǎng)（ODN）之間的光接口，并用一定的方式來傳遞不同的業(yè)務(wù)。OLT還起到分離交換、非交換業(yè)務(wù)的作用，管理來自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息，從而起到為ONU和自身提供維護與供給的作用。OLT通常與本地交換機同址，也可配置在遠端，與遠端集中器或復(fù)用器接口。它在物理上可以是獨立設(shè)備，也可以與其它設(shè)備集成在一個總設(shè)備內(nèi)。OLT的內(nèi)部由核心部分、業(yè)務(wù)部分和公共部分組成，見圖1所示。

OLT設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中主要有以下特性：

（1）能夠安全可靠的承載TDM業(yè)務(wù)。①可在外部E1/STM-1/BITS/內(nèi)部三級時鐘之間實現(xiàn)無損切換；②環(huán)路/差分/自適應(yīng)/網(wǎng)絡(luò)等傳遞方式；③能夠傳遞時間和時鐘并達到高度同步。

（2）業(yè)務(wù)承載QoS保障。①具有許多不同的業(yè)務(wù)模型；②高精度的EPON DBA帶寬分配；③128字節(jié)報文深度檢測和流分類、優(yōu)先級處理、用戶和業(yè)務(wù)速率控制、隊列級映射和調(diào)度、擁塞控制、緩存管理、流整形；④具備業(yè)務(wù)規(guī)劃功能且可以靈活在QinQ和VLAN之間應(yīng)用轉(zhuǎn)換。

（3）能夠可靠的保證傳輸業(yè)務(wù)及系統(tǒng)的安全性。①對于關(guān)鍵板件（主控交換/電源等）做出冗余保護；②實現(xiàn)總線獨立管理及雙排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)設(shè)計；③EPON 設(shè)備的端口及組網(wǎng)要進行1+1保護；④STP/MSTP/RSTP以太網(wǎng)鏈路冗余和環(huán)回保護；⑤LACP/Trunking以太網(wǎng)鏈路聚合/均衡；⑥UAPS/EAPS雙歸屬保護以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。

（4）全力保障業(yè)務(wù)和系統(tǒng)的安全。①PON三重攪動和AES128數(shù)據(jù)加密；②用戶定位（DHCP option82/PPPoE+等）；③流量抑制（廣播/IGMP/DCHP/CPU）；④IP/MAC過濾/限制/綁定/防遷移；⑤DHCP Snooping/Source Guard/Spoofing；⑥ACL；⑦流量鏡像。

1.2 ONU功能

光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU，Optical Network Unit）位于光分配網(wǎng)（ODN）和用戶之間。在ONU的網(wǎng)絡(luò)側(cè)為光口，用戶側(cè)則為電口，因此需要具有光/電變換功能，ONU有能力來傳遞經(jīng)過系統(tǒng)處理的許多業(yè)務(wù)類型，并具有對各種電信號進行處理與管理維護功能。同OLT一樣ONU的功能也由三部分組成，即核心部分、業(yè)務(wù)部分和公共部分，見圖2所示。

（1）核心部分主要功能有：ODN接口功能、傳輸復(fù)用功能、用戶和業(yè)務(wù)復(fù)用功能；（2）業(yè)務(wù)部分主要提供用戶接口；（3）公共部分主要用于供電和OAM，其中ONU設(shè)備的供電通過供電功能來實現(xiàn)（例如交/直流轉(zhuǎn)換或直流/直流轉(zhuǎn)換）。OAM功能為ONU的所有功能塊提供處理操作、管理和維護功能，例如不同功能塊的環(huán)回控制功能等。

1.3 ODN功能

光配線網(wǎng)絡(luò)（ODN，Optical Distribution Network）位于ONU和OLT之間，其主要功能是完成光信號的功率分配任務(wù)。多個ODN可以通過光纖放大器結(jié)合起來延長傳輸距離和擴大服務(wù)用戶數(shù)。ODN主要由無源光器件（諸如光纖光纜、光連接器和光分路器等）構(gòu)成無源光路分配網(wǎng)絡(luò)，通常采用樹型-分支結(jié)構(gòu)。

1.4 AF功能

適配功能塊（AF，Adaptation Function）具有適配功能，主要針對ONU等設(shè)備提供適配，在落實到具體的物理實施時，它既可以包含在ONU之間，同時能夠完全的獨立于其它部分。

1.5 EPON技術(shù)的優(yōu)點

（1）帶寬高。著力于技術(shù)方面，EPON具有幾百～幾千Mbit/s的廣播方式的下行信道；具有幾百～幾千Mbit/s的用戶共享方式的上行信道。（2）成本低。EPON的用戶設(shè)備等成本相對較低且能夠提供出很大帶寬。由于其采用PON結(jié)構(gòu)，大大降低了網(wǎng)絡(luò)中的光纖等器件的使用與維護成本。（3）兼容性好。以太網(wǎng)技術(shù)作為當(dāng)前流行也是成熟的局域網(wǎng)技術(shù)，各廠家的網(wǎng)卡都可互連，使得EPON互連互通非常容易。

2 EPON技術(shù)應(yīng)用

EPON技術(shù)在電力系統(tǒng)中主要可以應(yīng)用在配電網(wǎng)、用電信息采集以及IP語音3個方面。不論應(yīng)用在哪個方面，EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)均由光線路終端、光分配網(wǎng)絡(luò)和光網(wǎng)絡(luò)單元組成。

2.1 配電網(wǎng)方面

對于配電網(wǎng)來說，一般包括主站、遠方終端、配電子站、通信網(wǎng)。主站通常設(shè)置在地調(diào)，與下邊的子站進行通信；子站則設(shè)置在變電站，接收其區(qū)域內(nèi)的終端設(shè)備信息。從節(jié)約成本的角度考慮，充分利用現(xiàn)有資源，可以采用EPON技術(shù)。將子站OLT設(shè)置在變電站，主站通過傳輸網(wǎng)接收信息。ONU可以安裝在開閉所或者環(huán)網(wǎng)柜。需要注意的是，OLT與ONU的連接需要采取保護方式。用戶終端信息通過ONU的各種接口最終上傳至主站，提升信息傳送效率。

2.2 用電信息采集方面

用電信息采集主要采集的是用戶的用電信息及變壓器的運行信息，為用電管理和負(fù)荷管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這就對數(shù)據(jù)的安全性、時效性有相當(dāng)高的要求。面對高要求，EPON技術(shù)則是個不錯的選擇。OLT可靈活放置在就近變電站，也可以放在開閉所。而主站系統(tǒng)可以同通信或自動化設(shè)備同址設(shè)置。

2.3 IP語音方面

隨著科技發(fā)展，對語音業(yè)務(wù)的承載要求也不斷提高，傳統(tǒng)的語音傳輸模式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在用戶的需要，因此推進了IP語音業(yè)務(wù)的發(fā)展進程。可以將EPON技術(shù)很好的融入到軟交換系統(tǒng)中，有效的彌補傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)的不足，提升企業(yè)管理效率。

3 結(jié)語

本文通過對EPON技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，依附EPON技術(shù)的強大優(yōu)勢，致力于電網(wǎng)的不斷發(fā)展。介于成熟的EPON技術(shù)，應(yīng)用在電力通信網(wǎng)中，實現(xiàn)節(jié)約成本、提升安全可靠性、方便管理維護等目標(biāo)，滿足配電接入網(wǎng)、用電信息采集等自動化建設(shè)的需求，更加能夠促進電力事業(yè)的高速發(fā)展。

參考文獻

[1] 朱永娟，賈志敏，陳曉玲，等.EPON技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字化用戶，2017（44）：85.

[2] 黃曉堯，樓其民，田京，等.基于EPON技術(shù)的電力通信系統(tǒng)設(shè)計研究[J].電子設(shè)計工程，2018（15）：127-135.

[3] 李紫霞.EPON接入技術(shù)與應(yīng)用研究[D].北京郵電大學(xué)，2010.