EPON“手拉手”雙鏈保護在電力配網中的應用探討

摘 要：在電力配網中定制支持雙PON口上行的ONU，采用“手拉手”類環形的組網結構，實現全光路保護，提高了配電自動化通信網絡的可靠性，為整個電網的供電可靠性提供了堅實的通信保障。

關鍵詞：EPON 雙鏈保護；電力配網；應用

中圖分類號：C93 文獻標志碼：A 文章編號：1000—8772（2012）13—0134—02

前言

EPON技術目前在公網接入網中已大規模應用，典型拓撲結構為樹形。考慮到成本與實際通道資源，配電自動化通信網一般采用無保護單鏈型。一旦發生光纜故障，故障點以下站點全部通信中斷，單鏈結構不能很好地滿足配電自動化系統對通信通道可靠性的要求。

1 EPON系統的保護方式及原理

目前，EPON國際標準（IEEE 802.3ah）未定義保護方式，中國通信標準委員會制定的《接入網技術要求——基于以太網方式的無源光網絡（EPON）》中，已經明確建議采用ITU—T G.984.1兩種EPON系統的保護方式：骨干光纖保護倒換方式和光纖全保護倒換方式。具體分為三種類型：

類型a：主干光纖冗余保護（如圖1）：OLT的兩個PON口采用一個PON MAC芯片，通過1：2 電開關連接至兩個光模塊，實現兩個PON口的保護。適用于同一PON板內的PON口間保護。

OLT：備用的OLT 的光模塊處于冷備用狀態，由OLT檢測鏈路保護、OLT PON端口狀態，倒換應由OLT完成；光分路器：使用2：N光分路器；ONU：無特殊要求。

類型b：OLT PON口、主干光纖冗余保護（如圖2）：OLT的兩個PON口分別采用獨立的PON MAC芯片和光模塊，實現兩個PON口的保護。具體實現方式包括OLT同一PON板內和PON板間的PON口保護。

OLT：備用的OLT PON端口處于冷備用狀態，由OLT檢測鏈路保護、OLT PON端口狀態，倒換應由OLT完成。OLT應保證主用PON端口的業務信息能夠同步備份到備用PON端口，使得保護倒換過程中，備用PON端口能維持ONU的業務屬性不變；光分路器：使用2：N光分路器；ONU：無特殊要求。

類型c：全保護：（如圖3），OLT雙PON口，ONU雙光模塊，主干光纖、光分路器和配線光纖均雙路冗余。具體實現方式包括OLT同一PON板內同一PON MAC芯片、同一PON板內不同PON MAC芯片和PON板間的PON口保護等三種。

OLT：備用的OLT PON端口處于冷備用狀態。OLT應保證主用PON端口的業務信息能夠同步備份到備用PON端口，使得保護倒換過程中，備用PON端口能維持ONU的業務屬性不變；光分路器：使用2個1：N光分路器；ONU：ONU采用一個PON MAC和不同的光模塊。備用的光模塊處于冷備用狀態。ONU和OLT均檢測鏈路狀態，并根據鏈路狀態決定是否倒換。

全保護：（如圖4），OLT雙PON口，ONU雙PON口，主干光纖、光分路器和配線光纖均雙路冗余。具體實現方式包括OLT同一PON板內不同PON MAC芯片和PON板間的PON口保護等兩種。

OLT：主、備用的OLT PON端口均處于工作狀態。OLT應保證主用PON端口的業務信息能夠同步備份到備用PON端口，使得保護倒換過程中，備用PON端口能維持ONU的業務屬性不變；光分路器：使用2個1：N光分路器；ONU：ONU采用不同的PON MAC芯片和不同光模塊。ONU應能保證主用PON端口的業務信息能夠同步備份到備用PON端口，使得PON口保護倒換過程中，ONU能維持本地業務屬性不變。

主、備用的PON端口均處于工作狀態（即ONU同時在兩個PON口上完成MPCP注冊、標準和擴展的OAM發現），PON口保護倒換過程中備用PON口不用進行ONU的初始化配置和業務屬性配置。

ONU和OLT均檢測鏈路狀態，并根據鏈路狀態決定是否倒換。如果OLT檢測到主用PON口的上行鏈路故障后，OLT自動切換到備用的光鏈路，并采用備用的光鏈路通過擴展的OAM消息配置ONU主用的PON端口。如果ONU檢測到主用PON口的下行鏈路故障后，ONU自動切換到備用光鏈路，并采用備用的光鏈路進行擴展的OAM事件通告，告知ONU的PON端口已經進行了切換以及切換的原因。

光纖保護倒換圖：全保護。（a）ONU單MAC雙PON口全保護；（b）ONU雙MAC雙PON口全保護。

2 主要研究內容

為電力行業定制支持雙PON口上行的ONU，采用“手拉手”類環形的組網結構，縮短雙鏈保護倒換時間，采用硬件方式實現50ms電信級業務保護倒換，實現全光路保護。

改變傳統EPON網絡組網中ONU單上行無保護的結構，針對配電自動化系統對安全穩定性的要求，突破性地采用為電力行業定制的支持雙PON口上行的ONU，采用“手拉手”類環形的組網結構，將PON技術的優勢和配電系統穩定安全性的要求有機結合起來。

3 雙鏈保護在電力配網中的應用方案

在當今的電力系統中，對系統可靠性的要求越來越高，尤其在近幾年來，單鏈結構不能很好地滿足配電自動化系統對通信通道可靠性的要求，保證電力系統中的配電自動化系統中通信通道的可靠性顯得特別重要。具體方案如圖5所示：

圖6所示的“手拉手”結構與電力配網輸電線路結構類似，能在不改變原有光纖網絡結構的情況下實現全光保護倒換。互為保護的PON接口保持VLAN、QoS等配置同步。與國內外研究概況里所示的EPON全光纖保護倒換結構的區別主要體現在以下兩方面：OLT1、OLT2均處于工作狀態，能對OLT設備的失效進行保護。ONU上選擇工作OLT，當工作OLT失效時，ONU倒換到備用OLT上。

小結

通過設備的改進：采用雙PON口上行的ONU；通過組網方式的改變：采用“手拉手”雙鏈保護組網，實現了配電自動化系統中通信通道的全光路保護，提高了配電自動化通信網絡的可靠性，為整個電網的供電可靠性提供了堅實的通信保障。

參考文獻：

[1] 閻德升，等. EPON：新一代寬帶光接入技術與應用[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2] 王慶，胡衛，程博雅.光纖接入網規劃設計手冊[M].北京：人民郵電出版社，2009.

（責任編輯：陳喜輝）