EPON技术的研究与应用

刘爽　高识伦　都娟

摘 要：随着通信技术的不断发展，标准化、数字化、自动化、智能化也在逐步的向电力系统渗透，作为国家重要的基础产业，更要大力推进现代化、智能化建设，因此，电力通信系统的安全与稳定尤为重要。EPON技术在电力通信系统中的应用主要立足于对EPON技术的研究，并结合电力通信系统的现状，研究应用的主旨与要点，同时提出技术应用的关键点。

关键词：EPON 电力通信网 应用

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）03（c）-0001-02

随着通信技术的不断发展，标准化、数字化、自动化、智能化也在逐步的向电力系统渗透。作为国家重要的基础产业，更要大力推进现代化、智能化建设。因此，电力通信系统的安全与稳定尤为重要。改革开放以来，国内经济飞速发展，生产力也大大提高，对电网的运行提出了很高的要求，因此也逐渐加强了对电网的建设力度。着眼于EPON技术的诸多优点，使其在配电接入网、用电信息采集等方面得到广泛应用，推动电网的发展。

1 EPON技术研究

1.1 OLT功能

光线路终端（OLT，Optical Line Terminal）：在光接入网中连接本地交换机和网络侧的纽带，为其提供接口，并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT与ONU的关系向来都是主、从关系。即OLT提供网络与光配线网（ODN）之间的光接口，并用一定的方式来传递不同的业务。OLT还起到分离交换、非交换业务的作用，管理来自ONU的信令和监控信息，从而起到为ONU和自身提供维护与供给的作用。OLT通常与本地交换机同址，也可配置在远端，与远端集中器或复用器接口。它在物理上可以是独立设备，也可以与其它设备集成在一个总设备内。OLT的内部由核心部分、业务部分和公共部分组成，见图1所示。

OLT设备在网络中主要有以下特性：

（1）能够安全可靠的承载TDM业务。①可在外部E1/STM-1/BITS/内部三级时钟之间实现无损切换；②环路/差分/自适应/网络等传递方式；③能够传递时间和时钟并达到高度同步。

（2）业务承载QoS保障。①具有许多不同的业务模型；②高精度的EPON DBA带宽分配；③128字节报文深度检测和流分类、优先级处理、用户和业务速率控制、队列级映射和调度、拥塞控制、缓存管理、流整形；④具备业务规划功能且可以灵活在QinQ和VLAN之间应用转换。

（3）能够可靠的保证传输业务及系统的安全性。①對于关键板件（主控交换/电源等）做出冗余保护；②实现总线独立管理及双排风扇结构设计；③EPON 设备的端口及组网要进行1+1保护；④STP/MSTP/RSTP以太网链路冗余和环回保护；⑤LACP/Trunking以太网链路聚合/均衡；⑥UAPS/EAPS双归属保护以太网业务。

（4）全力保障业务和系统的安全。①PON三重搅动和AES128数据加密；②用户定位（DHCP option82/PPPoE+等）；③流量抑制（广播/IGMP/DCHP/CPU）；④IP/MAC过滤/限制/绑定/防迁移；⑤DHCP Snooping/Source Guard/Spoofing；⑥ACL；⑦流量镜像。

1.2 ONU功能

光网络单元（ONU，Optical Network Unit）位于光分配网（ODN）和用户之间。在ONU的网络侧为光口，用户侧则为电口，因此需要具有光/电变换功能，ONU有能力来传递经过系统处理的许多业务类型，并具有对各种电信号进行处理与管理维护功能。同OLT一样ONU的功能也由三部分组成，即核心部分、业务部分和公共部分，见图2所示。

（1）核心部分主要功能有：ODN接口功能、传输复用功能、用户和业务复用功能；（2）业务部分主要提供用户接口；（3）公共部分主要用于供电和OAM，其中ONU设备的供电通过供电功能来实现（例如交/直流转换或直流/直流转换）。OAM功能为ONU的所有功能块提供处理操作、管理和维护功能，例如不同功能块的环回控制功能等。

1.3 ODN功能

光配线网络（ODN，Optical Distribution Network）位于ONU和OLT之间，其主要功能是完成光信号的功率分配任务。多个ODN可以通过光纤放大器结合起来延长传输距离和扩大服务用户数。ODN主要由无源光器件（诸如光纤光缆、光连接器和光分路器等）构成无源光路分配网络，通常采用树型-分支结构。

1.4 AF功能

适配功能块（AF，Adaptation Function）具有适配功能，主要针对ONU等设备提供适配，在落实到具体的物理实施时，它既可以包含在ONU之间，同时能够完全的独立于其它部分。

1.5 EPON技术的优点

（1）带宽高。着力于技术方面，EPON具有几百～几千Mbit/s的广播方式的下行信道；具有几百～几千Mbit/s的用户共享方式的上行信道。（2）成本低。EPON的用户设备等成本相对较低且能够提供出很大带宽。由于其采用PON结构，大大降低了网络中的光纤等器件的使用与维护成本。（3）兼容性好。以太网技术作为当前流行也是成熟的局域网技术，各厂家的网卡都可互连，使得EPON互连互通非常容易。

2 EPON技术应用

EPON技术在电力系统中主要可以应用在配电网、用电信息采集以及IP语音3个方面。不论应用在哪个方面，EPON的网络结构均由光线路终端、光分配网络和光网络单元组成。

2.1 配电网方面

对于配电网来说，一般包括主站、远方终端、配电子站、通信网。主站通常设置在地调，与下边的子站进行通信；子站则设置在变电站，接收其区域内的终端设备信息。从节约成本的角度考虑，充分利用现有资源，可以采用EPON技术。将子站OLT设置在变电站，主站通过传输网接收信息。ONU可以安装在开闭所或者环网柜。需要注意的是，OLT与ONU的连接需要采取保护方式。用户终端信息通过ONU的各种接口最终上传至主站，提升信息传送效率。

2.2 用电信息采集方面

用电信息采集主要采集的是用户的用电信息及变压器的运行信息，为用电管理和负荷管理提供基础数据，这就对数据的安全性、时效性有相当高的要求。面对高要求，EPON技术则是个不错的选择。OLT可灵活放置在就近变电站，也可以放在开闭所。而主站系统可以同通信或自动化设备同址设置。

2.3 IP语音方面

随着科技发展，对语音业务的承载要求也不断提高，传统的语音传输模式已经无法满足现在用户的需要，因此推进了IP语音业务的发展进程。可以将EPON技术很好的融入到软交换系统中，有效的弥补传统语音业务的不足，提升企业管理效率。

3 结语

本文通过对EPON技术在电力通信系统中的应用研究，依附EPON技术的强大优势，致力于电网的不断发展。介于成熟的EPON技术，应用在电力通信网中，实现节约成本、提升安全可靠性、方便管理维护等目标，满足配电接入网、用电信息采集等自动化建设的需求，更加能够促进电力事业的高速发展。

参考文献

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[2] 黄晓尧，楼其民，田京，等.基于EPON技术的电力通信系统设计研究[J].电子设计工程，2018（15）：127-135.

[3] 李紫霞.EPON接入技术与应用研究[D].北京邮电大学，2010.