EPON技术在配网自动化中的应用

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【摘要】文章对配网自动化系统存在的问题进行了简要介绍。对epon技术及其在在配网自动化中的可行性进行了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对EPON技术在配网自动化中的设备要求及方案实现进行了探讨。

【关键词】EPON技术配网自动化 应用

中图分类号：TM421 文献标识码：A

前言

随着社会的发展和经济的进步，对于配网自动化的要求越来越高，随着配网自动化中出现 的问题越来越多，急切的需要一种新技术来解决相关问题。EPON技术在配网自动化中有不俗的表现，值得我们关注

二、目前配网自动化系统存在的问题

1.光纤的连接方式存在缺陷

因为受到电力网拓扑的限制，有的光纤通信网大部分是以链网为主，我们通常采用同一条光缆内部的另外两个芯作自愈回路形成一个双纤环网，这种结构网络安全性方面比较差，如果中间部分的光纤路由出现问题，整个通信系统的通信功能就会被迫中断，必须及时检修。

2.光端机的连接方式存在弊端

FTU并不对数据进行解包操作，它仅仅是传输数据的一个通道。这种通信方式存在明显的弊端：网络结构复杂，每个独立设备的故障都可能会影响总线传输数据，此外，轮询的时间比较长，不能保证数据的实时性。

三、EPON技术简介

EPON集中结合了最佳的网络结构和技术，采用一个点到多个点的结构以及无源光纤的传输方式，在以太网的基础上提供多种业务，已经成为目前一种非常有效的通信方式。EPON的特点如下：

1.用户和局端之间不需要租用机房、不需要配备电源、也不需要有源设备的维护人员。因此，EPON可以更多的节约成本；

2.EPON在使用以太网传输格式的基础之上，还结合了用户局域网的主流技术，在使用过程中，将两者完美结合，不仅使传输协议转换变得更加简单，还大大降低了成本的投入；

3.EPON采用的是单纤波分复用技术，只需要一根主干光纤与一个OLT，而传输距离可以远达20公里。在ONU侧最多可以通过光分路器32个用户进行分送，所以，可以在很大程度上降低OLT与主干光纤的成本；

4.上行和下行的速率都是千兆，下行针对不同的用户采用加密广播传输的方式带宽共享，上行则采用时分复用方式共享带宽。这样有效地提高了宽带的速度，在满足客户带宽需求的同时，还可以根据用户的具体需求灵活的动态分配带宽；

5.一点对多点的结构形式，只需要增加少量用户侧光纤以及ONU数量就可以对系统作扩容升级，操作方便，而且充分保护了运营商的投资；

四、EPON技术在配网自动化中的可行性分析

1.EPON具有一的经济性，它自身由于耗费成本比较少，因此得到了广大用户的青睐。同时EPON还便于进行维护，原因是EPON采用的是无源器件来设置光分路器，减少了铺设的难度，方便进行维护，也可以节省很多运行和维护中的成本。此外，EPON初期的投入由于模块化程度高，也是比较低的，因此EPON具有经济实用性的一个主要特点。

2.EPON具有安全和可靠性。EPON系统中的各ONU具有并联的关系，因此它与ONU之间进行联系的电网配电设备也是并联的关系。也就是说如果其中一个设备出现了故障和损坏，对整个系统的影响不大。

3.EPON带宽容量大。目前EPON可以提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽，并且如果技术允许的话，比如说使用太极网技术就可以升级到10Gbit/s，这种带宽完全可以满足配电网络系统正常运行的需要。此外EPON的带宽在功能分配上也比较灵活，从而可以有效地保证服务质量。

4.EPON服务范围广，并且具备比较完善的网络管理功能。EPON是一种从一点到多点的网络运行结构，它的作用原来是利用局端单个光模块及光纤资源来覆盖数量庞大且较为分散的终端用户。此外EPON具有比较完善的网络管理功能，在配置管理、性能管理、故障管理、安全管理、告警管理上其都可以发挥有效的作用。

五、EPON技术在配网自动化中的设备要求及方案实现

1.局端设备要求

局端OLT设备一般放置在变电站机房，应使月19英寸标准机架设备，考虑到系统可靠性和扩容便利的需求，应使用机框式插卡设备，并提供电源、主控冗余，并能支持双PON口保护，互为保护的两个PON口可位于由一机框的不同PON卡上，也可位于不同的两台OLT设备上。OLT设备应满足电力行业标准和相关通信行业标律的要求，并在国内主流运营商有过太规横部署和长期稳定工作的经验。

2.远端ONU设备要求

（1）远端ONU应具备双PON口保护功能，其保护倒换时间应小于50s。

（2）ONU应提供4路FE+2路RS232/RS485串口的业务接口，方便下挂电力已有的大量在网设备。

（3）0NU应采用金属外壳，设备应小巧、紧凑、可提供壁挂、导轨式叠装等多种安装方式。

（4）ONU应支持双电源备份，并提供DC24V、DCl2V等多种供电方式。

（5）0NU应支持告警输出功能，当通信或设备出现故障时，及时通告警输出通知下挂设备。

3.网管要求

EPON设备应具备图形化网管功能，网管系统应具备以下功能。

（1）具备对EPON设备进行业务管理、故障管理、性能管理、拓扑管理、日志告警管理、安全管理方面的功能；全部支持管理YD/T1771-2008中规定的业务，遵循其中操作、管理和维护方式规定。

支持SNMPV2网管协议对EPON系统进行操作管理维护。

（3）支持中文界面，英文界面可选。

（4）支持多用户（至少16个）同时操作，支持访问控制，防止非授权访问。

（5）提供对自身的管理功能，如系统启动、初始化、关闭、备份、补丁升级、数据库升级等。

4.DBA算法分析

DBA算法根据ONU实时上报的带宽请求统筹安排，动态分配各个ONU的带宽，充分利用带宽资源，承载突发性很强的数据业务，提高公共信道的利用率，减少传输中的时延，提高网络的吞吐量，并保证业务QOS性能。

（1）ONU内部的调度分配。每个ONU中的业务被划分为3个优先级（H，M，L）。H优先级对时延和抖动都有严格的要求；M优先级业务对于时延和抖动没有严格的要求，但是对带款具有一定的要求，必须保证能够送到接收端。要求带宽有保证，保证数据最终被发送到接收端，该级业务对丢包比较敏感；L优先级的业务对时延、抖动和带宽都没有严格的要求，只要尽网络的最大能力去传送数据。DBA算法根据这些优先级来分配带宽，ONU向OLT报告分别属于3种优先级的队列的长度，OLT根据这些信息给每个ONU中的每个优先级的队列分配带宽。

（2）ONU之间的调度分配。ONU之间的调度分配是将每个ONU看作一个总的队列而不考虑其内部的队列信息，把各ONU分为重负载和轻负载2类，把轻负载未充分利用的带宽在重负载的ONU中进行再分配。ONU通过Report帧向OLT提出申请，报告队列长度和服务类别。OLT收到所有在线ONU的申请后，按照事先设计好的分配算法集中计算，将整个上行周期划分为若干时隙，用Gate帧授权各个ONU。ONU收到授权后就按照OLT授权的起始时间和队列长度将数据发送出去，从而完成一次上行发送。

六、结束语

EPON技术的许多优点决定了它将会在配电自动化领域有很大的作为，我国的EPON技术起步比较晚，相对于一些发达国家还存在一定的差距，应加大科研力度。

参考文献：

[1]熊念，刘伟平，陈舜儿，黄红斌，冉洋，曾志伟.EPON技术的研究与应用[J].光通信技术，2008(12).

[2]官辉.配网自动化系统中的EPON通信组网技术[J].中国高新技术企业，2011(04).

[3]冯利伟，马永红，王一蓉.EPON在配网自动化系统中的应用[J].电力系统通信，2010(04).

[4]陈韵钊.浅析EPON技术的基本结构及特性[J].科学时代，2012.