EPON技術的研究與應用

劉爽　高識倫　都娟

摘 要：隨著通信技術的不斷發展，標準化、數字化、自動化、智能化也在逐步的向電力系統滲透，作為國家重要的基礎產業，更要大力推進現代化、智能化建設，因此，電力通信系統的安全與穩定尤為重要。EPON技術在電力通信系統中的應用主要立足于對EPON技術的研究，并結合電力通信系統的現狀，研究應用的主旨與要點，同時提出技術應用的關鍵點。

關鍵詞：EPON 電力通信網 應用

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

隨著通信技術的不斷發展，標準化、數字化、自動化、智能化也在逐步的向電力系統滲透。作為國家重要的基礎產業，更要大力推進現代化、智能化建設。因此，電力通信系統的安全與穩定尤為重要。改革開放以來，國內經濟飛速發展，生產力也大大提高，對電網的運行提出了很高的要求，因此也逐漸加強了對電網的建設力度。著眼于EPON技術的諸多優點，使其在配電接入網、用電信息采集等方面得到廣泛應用，推動電網的發展。

1 EPON技術研究

1.1 OLT功能

光線路終端（OLT，Optical Line Terminal）：在光接入網中連接本地交換機和網絡側的紐帶，為其提供接口，并經一個或多個ODN與用戶側的ONU通信，OLT與ONU的關系向來都是主、從關系。即OLT提供網絡與光配線網（ODN）之間的光接口，并用一定的方式來傳遞不同的業務。OLT還起到分離交換、非交換業務的作用，管理來自ONU的信令和監控信息，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，與遠端集中器或復用器接口。它在物理上可以是獨立設備，也可以與其它設備集成在一個總設備內。OLT的內部由核心部分、業務部分和公共部分組成，見圖1所示。

OLT設備在網絡中主要有以下特性：

（1）能夠安全可靠的承載TDM業務。①可在外部E1/STM-1/BITS/內部三級時鐘之間實現無損切換；②環路/差分/自適應/網絡等傳遞方式；③能夠傳遞時間和時鐘并達到高度同步。

（2）業務承載QoS保障。①具有許多不同的業務模型；②高精度的EPON DBA帶寬分配；③128字節報文深度檢測和流分類、優先級處理、用戶和業務速率控制、隊列級映射和調度、擁塞控制、緩存管理、流整形；④具備業務規劃功能且可以靈活在QinQ和VLAN之間應用轉換。

（3）能夠可靠的保證傳輸業務及系統的安全性。①對于關鍵板件（主控交換/電源等）做出冗余保護；②實現總線獨立管理及雙排風扇結構設計；③EPON 設備的端口及組網要進行1+1保護；④STP/MSTP/RSTP以太網鏈路冗余和環回保護；⑤LACP/Trunking以太網鏈路聚合/均衡；⑥UAPS/EAPS雙歸屬保護以太網業務。

（4）全力保障業務和系統的安全。①PON三重攪動和AES128數據加密；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

光網絡單元（ONU，Optical Network Unit）位于光分配網（ODN）和用戶之間。在ONU的網絡側為光口，用戶側則為電口，因此需要具有光/電變換功能，ONU有能力來傳遞經過系統處理的許多業務類型，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、業務部分和公共部分，見圖2所示。

（1）核心部分主要功能有：ODN接口功能、傳輸復用功能、用戶和業務復用功能；（2）業務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設備的供電通過供電功能來實現（例如交/直流轉換或直流/直流轉換）。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回控制功能等。

1.3 ODN功能

光配線網絡（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。多個ODN可以通過光纖放大器結合起來延長傳輸距離和擴大服務用戶數。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）構成無源光路分配網絡，通常采用樹型-分支結構。

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技術的優點

（1）帶寬高。著力于技術方面，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結構，大大降低了網絡中的光纖等器件的使用與維護成本。（3）兼容性好。以太網技術作為當前流行也是成熟的局域網技術，各廠家的網卡都可互連，使得EPON互連互通非常容易。

2 EPON技術應用

EPON技術在電力系統中主要可以應用在配電網、用電信息采集以及IP語音3個方面。不論應用在哪個方面，EPON的網絡結構均由光線路終端、光分配網絡和光網絡單元組成。

2.1 配電網方面

對于配電網來說，一般包括主站、遠方終端、配電子站、通信網。主站通常設置在地調，與下邊的子站進行通信；子站則設置在變電站，接收其區域內的終端設備信息。從節約成本的角度考慮，充分利用現有資源，可以采用EPON技術。將子站OLT設置在變電站，主站通過傳輸網接收信息。ONU可以安裝在開閉所或者環網柜。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，為用電管理和負荷管理提供基礎數據，這就對數據的安全性、時效性有相當高的要求。面對高要求，EPON技術則是個不錯的選擇。OLT可靈活放置在就近變電站，也可以放在開閉所。而主站系統可以同通信或自動化設備同址設置。

2.3 IP語音方面

隨著科技發展，對語音業務的承載要求也不斷提高，傳統的語音傳輸模式已經無法滿足現在用戶的需要，因此推進了IP語音業務的發展進程?？梢詫PON技術很好的融入到軟交換系統中，有效的彌補傳統語音業務的不足，提升企業管理效率。

3 結語

本文通過對EPON技術在電力通信系統中的應用研究，依附EPON技術的強大優勢，致力于電網的不斷發展。介于成熟的EPON技術，應用在電力通信網中，實現節約成本、提升安全可靠性、方便管理維護等目標，滿足配電接入網、用電信息采集等自動化建設的需求，更加能夠促進電力事業的高速發展。

參考文獻

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