“手拉手”EPON讓配電數據安全傳輸

傅浩峰++陳思超

隨著智能電網建設的大力推廣，國家電網明確了 “以堅強網架為基礎，以信息平臺為支撐，實現電力流、信息流、業務流高度融合統一”的建設思路。但是，作為電力輸送的最后一個環節——配電，長期以來主要依賴于人工現場操作、現場干預、現場讀取表計等方式實現。雖然有部分地區采用GPRS等手段對遙測、遙信數據進行了收集，但采用該種方式需要借助其他運營商網絡，在使用上受到一定的限制，導致帶來一定的信息安全風險。

伴隨著光纖和終端設備技術的不斷發展，設備成本大幅降低。在這一背景下，配網自動化EPON應用快速推進，加上具有電力特色的“手拉手”冗余型EPON網絡的組建，使得提供高可靠性的數據傳輸通道成為可能。

EPON、RRPP技術是什么

EPON（以太無源光網絡）是目前較新的一種光纖接入網技術。它采用點到多點、無源傳輸、波分復用、沖突避免等技術，可以實現單條光纜兩個方向上1Gbps的傳輸速率（目前主流設備），具有節約光纖資源、設備成本較低、協議透明且通用性強、部署簡單等諸多優點。

RRPP（快速環網保護協議）是一種應用于以太網環的鏈路層協議，它在以太網環正常時能夠防止數據環路引起的廣播風暴產生；而當以太網環上一條鏈路（例如光纜）斷開時，它能迅速啟用備份鏈路以保證環網的最大連通性。利用該協議可實現毫秒級切換，傳輸側不會感知到切換發生并且RRPP可對各站點上下行帶寬進行QOS控制，保證數據傳輸的公平性和連通性。

EPON網絡接入層部署方式

星型部署模式：EPON在運營商中，主要部署的方式采用“星型部署，單點連接”。采用該種部署方式，成本低，架構簡單。但是會存在單點故障的情況，OLT、ODN設備若發生故障會導致該區片的ONU全部無法正常連接網絡。

手拉手部署模式：電力企業對網絡有連接高可靠性的要求，而電力光纜敷設與電纜敷設有同路徑的特點。在電力EPON接入層部署中，會采用獨具特色的“手拉手”環形連接。在兩側變電站中各布置OLT設備，并沿配網電纜路徑，同路徑敷設兩路普通光纜至對側變電站。采用“手拉手”部署模式后，可以實現OLT、主干光纜、EPON端口、分光器、分支光纜全網的榮譽保護，任何一個光端口、分光器、任何一條鏈路出現故障都不影響ONU的正常數據傳輸，且在手拉手保護方式下，切換時間小于50ms。在終端信息層采用的ONU可以提供FE、RS232等接口與RTU、FTU、TTU、DTU等遙測、遙信數據采集設備互聯。

基于RRPP的EPON網絡匯聚層部署

目前在網絡匯聚層，即OLT設備部署方面，存在著多種部署模式。

例如最常規的：SDH通道+中心機房匯聚設備部署方式，采用該種方式部署，網絡架構簡單，配置容易，且對運維人員的要求比較低。但是該種部署方式需要變電站點的SDH傳輸設備配備以太網盤，且當SDH環中的站點都需要安裝OLT設備時，會對SDH傳輸環自身帶寬帶來不小的壓力。并且SDH以太網盤需要具有傳輸TRUNK幀的功能，才能實現管理和業務隔離運行的方式。

這種方式部署，若中心機房匯聚設備發生單點故障，會導致所連接的EPON站點全部離線。在數通技術發展的同時，雖然SDH通道+中心機房匯聚設備單點故障的風險可利用不通的冗余部署的方式解決，例如在中心匯聚設備采用IRF彈性堆疊、VRRP虛擬網關、Smart-Link多重連接等方式來保障匯聚層面的冗余運行，但是依然無法擺脫SDH本身帶寬的限制。

而RRPP技術的優點在于：可接入結點數量的多、切換速度快（毫秒級）、環路部署成本低（適合電力光纜電纜同路徑鋪設的特點）、帶寬利用率高等。在部署RRPP網絡時，為了網絡架構更為清晰、便于運維，可將RRPP環中主節點放置于主機房，其他子節點放置在各變電站。并且多個環可直接在主機房內相切，拓撲更簡單。

如圖2采用RRPP環與EPON結合部署模式后，接入層依然采用“手拉手”環的形式。只是在匯聚層面，不再采用SDH傳輸、核心部署匯聚交換機的形式，而是采用RRPP環傳輸，將多個VLAN數據放置于RRPP環中傳輸，在主機房通過ACCESS口，將采集數據、管理數據等分開，并分別送達不同的業務交換機。

在該種部署模式下，如果RRPP環環網帶寬為1Gbps，則3個變電站的OLT可共享這1Gbps的帶寬，為爆發數據流提供更高的帶寬支持。且環1與環2之間的帶寬占用互不影響。在日常使用過程中，為了保證數據傳輸的可靠性，在OLT上行端口，一般會配置QOS以控制數據出入的速率，以保證大量數據同時傳輸時的數據傳輸可靠性。

采用RRPP與EPON手拉手相結合的部署方式，可在接入層和匯聚層這兩個層面保證網架的冗余性和設備的備份部署。在設備投入及光纜資源投入不高的情況下，為配網自動化業務提供高可靠性的傳輸通道。

（作者單位：國網浙江杭州市蕭山區供電公司）