EPON通信

EPON通信（精选9篇）

EPON通信 篇1

随着通讯技术的快速发展, 低能耗高效率的通信产品将逐渐替代高能耗低效率通信产品, 以通信产品为代表的新一代通信网络逐渐显露出它的优点。

一、EPON通讯技术及系统组成

EPON通讯技术由IEEE 802.3 EFM工作组进行标准化。该工作组在无源光网络体系架构的基础上定义了一种新的、应用于EPON系统的物理层 (主要是光接口) 规范和扩展的以太网数据链路层协议, 以实现在点到多点的PON中以太网帧的TDM接入。

在物理层, IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术实现单纤双向传输。EPON还提供了一种可选的OAM功能, 提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制, 用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外, IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制, 以实现对OAM功能的扩展, 并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。

EPON系统主要由三部分组成, 如图1所示。

其中, OLT (光线路终端) 是一体化接入产品提供大容量高速率和高宽带的数据, 语音和视频业务接入设备。POS (无源分光器) 是一个OLT和ONU之间的简单设备, 是EPON系统中不可缺少的无源光纤分支器件。ONU (光网络单元) 作为FTTH应用的用户侧设备, 是“光进铜退时代”所必备的高带宽高性价比的终端设备。通过PON系统用于复分解从OLT传送来的业务。

二、EPON通讯技术的应用

综合考虑EPON目前的技术特点、成熟度、投资成本、业务需求、市场竞争等多方面的因素, EPON通讯技术主要应用于以下领域。

2.1视频监控系统的应用

视频监控系统等对带宽要求比较高的应用可以采用EPON作为接入手段。目前由于数量众多的摄像头分布在城市各街道, 因此需要较长的传输距离且尽可能地节约光纤资源, 而且从监控摄像头到监控中心的视频信号, 一般需要1M甚至更高的带宽。如果用EPON来提供数字监控接入, 则可以很好地满足其接入要求。可以把用户端设备 (ONU) 放在监控点, 监控点的网络编码器或硬盘录像机通过以太网口与ONU连接, 局端设备 (OLT) 放在监控中心机房, 通过上联以太网口与监控中心的网络矩阵主机连接;由于采用EPON平台, 该系统可提供上下行对称的高速率接入, 在线路上, 采用点到多点的拓扑结构, 从OLT到ONU为全光纤连接, 不仅可靠性高、易于维护, 还具有良好的扩展性。

2.2农村信息化建设

农村信息化是国家的工作重点之一。相对于其他接入方式, EPON在村通/农村信息化工程中具有得天独厚的优势。选用EPON平台作为基础, 传输距离可达数十公里, 满足农村地广人稀的现实要求。线路部分采用无源器件, 点到多点的树形结构不仅建设简单、维护简便, 而且节省了大量的光纤资源。

2.3在广电网络中的应用

在EPON技术未成熟之前, 有线电视双向网改造主要是依托CMTS一Cable Modeln技术。EPON技术出现后, 首先在电信领域得到广泛应用, 但随着研究的深入, EPON网络拓扑结构与HFC网络结构具有天然的相似性, 可以无缝融入HFC网络中而达到双向化改造的目的。

三、结束语

采用EPON技术进行以上组网, 系统性能指标完全满足建网要求和相关标准要求, 同时支持多业务的应用, 可大大降低网络的维护成本, 也将通讯技术提高到一个新的水平。随着网络和通讯技术的不断完善, 在可预见的未来, EPON通讯技术也必将为更多领域构建更完善、更大范围的通信网。

摘要：随着通讯技术的快速发展, EPON通信技术作为一种低能耗高效率的通信产品广泛应用于各个领域, 论文主要要介绍EPON概念和特点, 以及EPON通讯技术的系统组成, 侧重介绍EPON通讯技术的应用, 并展望了今后EPON通讯技术发展。

关键词：EPON,通信技术,系统组成

参考文献

[1]李汉.基于以太网的无源光网络组网应用研究[J].计算机技术与信息发展, 2012, (8) :80-82

[2]李紫霞.EPON接入技术与应用研究[D].北京邮电大学, 2010.

[3]张伟.浅谈EPON通讯技术[J].企业技术开发, 2011, 30 (16) :84-85.

EPON通信 篇2

宽带接入技术EPON具有较好的带宽控制技术，组网灵活，网络具备良好的扩展和升级能力。同时，EPON技术维护和故障定位简单、运营成本相对较低，适应“光进铜退”的策略要求，可以有效支持三网合一的业务需求，在未来一定时期将成为主流的宽带接入技术。EPON网络建设分析

1.建设意义

技术方面，EPON以光纤为传输媒质，无干扰、无辐射，可以很好地解决以双绞线为传输媒质的xDSL接入技术在大规模推广中受到用户线路出线率偏低、线间串扰明显等客观限制问题。此外，EPON通信系统带宽超过1Gbit/s，传输距离达到20km，业务提供能力和部署灵活性具有较大优势。最后，EPON系统对ONU/ONT终端设备具备较强的管理能力。

战略方面，以xPON为基础的光接入技术可以与奥运、世博会、中心商务区等重大课题结合，成为宽带战略的亮点。其次，对于中心商务区等重点区域，应当尤为注重区域的长期利益，率先实施战略性水平布线的策略，与现有综合布线叠加使用，为拓展业务奠定基础。

业务经营方面，运营商实施和部署EPON光接入网络可以提供与现有ADSL/LAN宽带接入方式差异化的服务，同时延伸新建ASON/MSTP传送网的光传送能力，以其无法媲拟的带宽潜力为下一代网络及参数设置、日益增长的IP业务（如IPTV等）提供支撑。

2.建设原则

根据技术、投资、业务运营的总体考虑，中国网通福建分公司提出了如下建设原则。

①做好OLT设备的布放规划。EPON各设备布放的位置将极大地影响光缆网络的布局以及投资成本。例如，OLT布放在局端会占用部分主干光缆，布放在小区内会受到局房资源和配套费用的限制。发展初期笔者建议布放在局端（城域网机房或接入网汇聚机房）。

②由于设备互通性方面尚有一些问题，一个县级区域最好使用同一厂商设备，避免同区域不同厂家设备混用。

③考虑到线路质量和接头损耗，OLT到ONU之间的距离争取小于5km，以实现较大的分光比，提高EPON的接入能力，对于OLT到ONU之间的距离大于5km的，可考虑减少分光比。主干纤芯的数量与采用的分光器相同或略多，配线光缆具体芯数取决于终端的拓扑结构。

④无源分光器采用一级分光或二级分光，原则上不采用三级或三级以上的分光。

⑤OUN设备是影响投资的重要因素之一，笔者建议初期设备端口容量按覆盖用户数的20%配置。

⑥考虑综合布线成本，笔者建议根据用户实际接入需要分时分批的进行布线，避免一次性全覆盖造成 资源的长期闲置。应用模式

1.公众客户综合接入

高档住宅小区有潜在的高带宽业务需求（主要是高档别墅和高档公寓），特别是在房地产商愿意承担一定的建设投资时，或用户能够接受较高资费的情况下，可以采用EPON直接实现FTTH。对于普通家庭用户，运营商尚不宜采用FTTH方式，可根据小区档次的高低、竞争对手提供宽带业务类型等情况，采用EPON实现FTTB/C（光纤到大楼/路边）+LAN或FTTB/C+DSLAM的接入模式。

①FTTH应用

ONU直接安装在用户家里，业务的接入可以采取两种方案（如图1所示）。

图1 公众客户FTTH应用模式

方案一，ONU提供FE、POTS、CATV视频接口等用户接口（如家庭

1、家庭2）。

方案二，ONU提供FE接口，下挂家庭网关实现接入（如家庭

3、家庭4）。

②FTTB/C应用

ONU安装在楼层/设备间综合机柜内，业务的接入可以采取4种方案(如图2所示)。

图2 公众客户FTTB/C应用模式

方案一，ONU提供FE、POTS、CATV视频接口等用户接口，可采用多用户ONU或将多个单用户ONU集中放置。

方案二，ONU下挂Mini-DSLAM，提供数据接入；可通过家庭网关实现综合接入。

方案三，ONU下挂IAD、二层以太网交换机，通过IAD、L2交换机实现综合业务接入。

方案四，ONU下挂小型AG，通过AG实现综合业务接入。

2.大客户、商业客户综合接入

商业用户的综合接入可以根据业务需求、用户规模的不同，采取不同的实施模式：如FTTO（光纤到办公室）和FTTB/C（光纤到大楼/路边）。根据实施模式、接入方式的不同，运营商可以采取5种实施方案（如图3所示）。

图3 大客户、商业客户应用模式

方案一，ONU提供FE、POTS等用户接口，可实施FTTO模式。

方案二，ONU下挂Mini-DSLAM，提供数据接入，可实施FTTB/C模式。

方案三，ONU下挂PBX交换机或路由器等设备，提供专线接入，可实施FTTO模式。

方案四，ONU下挂IAD、二层以太网交换机，通过IAD、L2交换机实现综合业务接入，可实施FTTO或FTTB/C模式。

方案五，ONU下挂小型AG，通过AG实现综合业务接入，可实现FTTO/B/C模式。

3.“宽视界”视频监控系统等高带宽接入

“宽视界”视频监控系统等对带宽(特别是上行带宽)要求比较高的应用可以采用EPON作为接入手段，具体组网方式如图4所示。EPON替代了原来模拟组网方案中的二/三层交换机，同时还节省大量的光纤收发器，并且不需要视频光端机设备。

图4 PON在视频监控全数字方式中的应用

EPON存在问题及展望

首先，不同厂家设备互通性差。从大规模应用，尤其是FTTH应用的角度看，由于在扩展OAM、DBA算法以及数据加密等方面尚没有细化统一的标准，PON设备的互通操作（OLT与ONU设备之间）受到了一定制约，现阶段跨厂家系统的组网方案难以开展，网管接口不统一，无法进行端到端业务和网络的配置。由于采用不同的解决方案，现阶段不同厂家局端设备（OLT）和用户端设备（ONU）之间的E1业务互通也较难实现。

其次，保护倒换功能差。在现有EPON行业标准中，主干路光纤保护倒换为可选要求，很多厂家没有就此进行开发，所以现有商用系统的线路保护功能总体上讲支持比较差。同样原因，各厂家对主控板、电源、ONU电源的冗余备份、保护倒换机制开发侧重不同，效果参差不齐。

再次，从工程实施的角度看，基于PON技术提供FTTH方案对于综合布线的要求也很高，涉及较大的工程复杂度，而且目前针对FTTH工程施工的标准尚未有成型的文件可供参考。

EPON通信 篇3

关键词：EPON技术；用电信息采集；远程通信

中图分类号：TN915.853 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0088-02

EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用需要考虑到许多方面的内容。在这一过程中工作人员只有考虑到技术使用成本和技术扩展性和技术兼容性等问题后才能够对于EPON技术进行更加有效的应用。

1 EPON技术简析

EPON技术作为一项系统性的技术有着诸多内容，以下从技术应用前提、技术特点、技术应用优越性、技术发展过程等方面出发，对于EPON技术进行了分析。

1.1 技术应用前提

EPON技术本身有着相应的技术应用前提。众所周知用电信息采集系统本身属于智能电网建设的重要组成部分之一，这一部分承担着用电信息自动采集和高效共享等方面的任务和作用，因此可以将其视为智能用电服务体系的重要基础。其次，由于用电信息采集系统也是我国建设坚强智能电网的重要前提这一，从而能够在此基础上对于用电信息采集系统中远程通信信道的建设至关重要，因此可以将其视为用电信息采集系统实现其各功能的技术基础。与此同时，电力企业在进行用电数据采集的过程中还需要考虑到采取何种通信技术来保证采集终端与系统主站之间进行可靠、实时和安全的通信，只有做到这一工作才能够为EPON技术合理的应用奠定良好的基础。

1.2 技术特点

EPON技术有着相应的技术特点。通常来说EPON技术作为用电信息采集系统的重要组成部分，其最大的特点之一就是属于点到多点的光接入网络，并且在这一过程中采用了802.3以太网帧来承载业务的无源光网络系统，因此这意味着这一技术的应用能够有效的提升拓扑结构整体的灵活性，并且还可以有效的节省了系统内的光纤资源。其次，EPON技术本身也具有良好的技术稳定性和系统可靠性。相比有源光网络，以太无源光网络既然EPON作为一种新型的光纤接入网技术可以有效的采用点到多点结构，其在电信行业的技术和设备已经较为成熟，因此其整体的使用稳定性也较好。

1.3 技术应用优越性

EPON技术的应用有着很高的优越性。由于EPON接口在很多情况下都起着汇聚用电信息的作用，因此这意味着这一技术本身除了有网络集中和接入的功能外，还可以针对电力用户的实际需求进行带宽分配等功能。其次，EPON技术的应用优越性还体现在其能够，作为一个连接OLT和ONU的无源设备来安装于线路上的光纤分支箱内，在这一过程中典型的EPON 系统可以灵活的采用单光纤双向传输方式，从而能够根据OLT指定的时间发送信息，最终能够有效的提升信息传输的灵活性。

1.4 技术发展过程

EPON技术的应用是一个长期的发展过程。一般而言由于我国智能电网整体水平的不断提升，在这一过程中电力系统本身所采用的通信技术也处于持续革新的状态。其次，由于EPON技术本身具有诸多的优越性，因此这导致了EPON技术在电力行业中也引起了广泛的关注并且被应用到配电网领域。

但是在这一过程中需要注意的是，与传统的电信行业相比由于配网的特性及电力运营商自身的特点，因此工作人员在采用该技术时需要在网络设计等方面进行一定程度的改进，来更好的满足电力行业通信的需求。与此同时，由于EPON 技术最突出的优势就是网络拓扑结构比较灵活，因此这意味着用电信息采集系统远程通信中采用EPON组网具有非常明显的技术优势。

2 EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用

EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用需要诸多工作的有效支持，以下从合理应用无源技术、提升组网灵活性、提升可拓展能力、优化网络管理模式等方面出发，对于EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用进行了分析。

2.1 合理应用无源技术

EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用首先需要工作人员合理的应用好无源技术。工作人员在合理应用无源技术的过程中应当着眼于提升设备的使用寿命和维护便利性，在这一过程中通过提升技术本身的适应水平，来让这一技术的应用达到一种较好的可扩展性。其次，工作人员在合理应用无源技术的过程中还应当根据技术本身的设备建设成本和维护成本低等技术优势来进一步的优化用电信息采集网络框架结构。与此同时，工作人员在合理应用无源技术的过程中还应当合理的利用现有的骨干光纤通信网络来实现诸多电力业务的高效运作。

2.2 提升组网的灵活性

EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用需要着眼于提升组网的灵活性。工作人员在提升组网灵活性的过程中首先应当在信息传输过程中减少技术应用带来的信息、数据上的损耗。其次，由于大多数的用电信息传输距离都比较远，因此在这一过程中减少对于中继设备的依赖就成为了提升组网灵活性的关键所在了。与此同时，由于 EPON技术本身的信息传输的安全性较高并且抗电磁干扰能力也相对较，因此在这一前提下合理的降低运行维护成本低和优化冗余保护功能就成为了提升组网灵活性的必要前提了。

2.3 提升可拓展能力

EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用关键在于提升技术本身的可扩展能力。工作人员在提升可拓展能力的过程中首先应当在已建好的EPON网络中谨慎的增加新的节点，这主要是为了能够有效的减少重新计算分光器与ONU 之间的关系所带来的损耗。其次，工作人员在提升可拓展能力的过程中还应当灵活的采用配电光纤专网和无线专等无线公网和载波通信等技术来为EPON技术可扩展能力的提升提供相应的助力。与此同时，工作人员在提升可拓展能力的过程中还应当根据电力用户用电信息采集系统来继续技术瓷器的总体规划建设，从而能够确保用电信息采集系统远程通信中以太无源光网络技术具有更强的实效性。

2.4 优化网络管理模式

EPON技术在用电信息采集远程通信中的应用还需要工作人员进一步的优化网络管理模式。众所周知由于EPON 无源光纤专网建设的重点是光纤接入网，向上通过EPON无源光纤将采集到的电力数据传输给OLT，OLT负责将数据信息综合，主站系统也通过IP的方式对EPON网络中的ONU设备进行网络管理和数据访问。

3 结 语

以太网无源光网络技术作为以太网发展的重要标志之一，对于用电信息采集效率的提高有着重要的促进作用。因此电力系统工作人员需要对于以太网无源光网络技术的内涵有着更多的了解，才能够在此基础上通过技术实践的进行来提升技术本身的应用效果。

参考文献：

[1] 陕西省电力公司，陕西省电力职工培训中心.用电信息采集系统应用 技术[M].北京：中国电力出版社，2014.

[2] 阎德升.EPON（（（新一代宽带光接入技术与应用[M].北京：机械工业出

版社，2014.

[3] 克雷默.陈雪（译）.基于以太网的无源光网络[M].北京：北京邮电大学

出版社，2014.

电力EPON通信网安全设计 篇4

关键词：EPON,电力通信,安全机制,通信加密,密钥管理

1 前言

EPON (Ethernet Passive Optical Network, EPON) 结合了以太网和无源光网络技术的优点, 被认为是下一代宽带接入网技术的首选[1]。电力EPON通信网传输的用户数据、配电网信息数据、电网结构信息、地理图形数据等基础数据源是电力营销管理和业务处理系统的重要数据来源, 一旦这些数据源在EPON通信网传输过程中被窃听或篡改, 将会给电力系统带来巨大的经济损失。因此, 本文在对电力EPON通信网的安全问题分析的基础上, 对其安全机制进行了设计, 确保各种电力数据、信息的可靠、安全传输。

2 存在的安全问题

EPON技术的体系结构和传输方式决定了电力EPON通信网存在以下安全问题:

1) 非法接入问题。由于EPON系统具有自动发现功能, 新加入的ONU可以通过自动注册方式接入EPON系统, 这也给非法ONU提供了自由接入的机会。

2) 窃听问题。在EPON系统中, 下行数据传输采用广播方式, 如果在系统中接入一个带光口的以太网包探测工具, 那么系统的下行数据将会被全部接收。

3) 拒绝服务问题。在EPON系统的上行链路中, 所有的ONU都共享上行带宽。如果恶意ONU不断地向EPON上行链路发送大量的无效数据, 将会导致整个网络堵塞, 使得网络资源和OAM信息不可用。

4) 假冒问题。在EPON系统注册的过程中, 攻击者可以窃取ONU的MAC地址和OLT给ONU分配的逻辑链路标识LLID, 从而伪装成其它的ONU, 同时, OLT的网桥功能使得ONU可以伪装成OLT。

通过上面的分析, 为了确保电力EPON通信网能够正确、可靠地传输各种电力应用数据和信息, 对电力EPON通信网的安全机制进行研究就显得非常必要。

3 安全机制设计

3.1 设备的防护部署

针对电力EPON通信网的安全隐患, 从终端认证、业务隔离、深度检测与防御三个方面对电力EPON通信设备进行安全防护部署, 如图1所示。

1) 终端认证。主要是对电力二次设备进行MAC认证和IP+MAC绑定, 以实现对终端的安全识别, 并对接入流量限速, 避免业务系统受到流量攻击。同时, 系统也对远端的接入设备进行安全认证, 防止非法网络设备接入EPON通信网。

2) 业务隔离。通过网络设备隔离实现业务和用户的隔离, 避免了业务间的攻击和控制。同时, 各个网络设备间通信可采用加密方式, 确保数据和信息传输的安全性。

3) 深度检测与防御。在电力EPON通信网上部署电力行业定制的深度业务识别系统, 实时对终端业务的合法性进行检查, 一旦发现有非法操作便立即报警, 甚至切断该业务。同时, 通过及时更新数据库中的信息, 采用SNMPv3、SSHv1/2等安全协议[2], 对管理者进行认证, 以确保网络设备的安全。

3.2 数据帧格式设计

为了实现对EPON的上下行通信数据的加密处理, 利用以太网帧结构中前导码中保留的第4字节的前两个比特位来传递加密的相关信息, 分别定义为加密指示比特ENC_INT和序号指示比特SN_INT, 如图2所示。

其中, 加密指示比特和序号指示比特的含义如表1所示。

3.3 通信加密流程

电力EPON通信数据的加密流程如图3所示。

整个加密过程分为五步:

第一步:密钥分配。密钥管理服务器KMS为配电子站的OLT和配电终端的ONU分别生成密钥并进行分配, 这个过程是离线进行的, 避免了KMS在线参与的安全威胁。

第二步:ONU注册。配电终端的ONU向配电子站的OLT发送申请加入EPON通信网的注册请求, OLT根据ONU的身份信息决定是否同意该ONU接入通信系统, 并进行相应的处理。

第三步:KMS验证ONU信息。配电子站的OLT收到ONU的注册身份消息后, 向KMS发送该注册消息, 由KMS存储的信息决定是否同意ONU接入通信系统, 并发送相应的处理信息给OLT。

第四步:OLT和ONU实现双向身份认证。该流程在验证ONU身份是否合法的同时, 也验证了OLT身份的合法性, 完成了双向身份验证, 既防止了非法ONU接入系统, 也防止了非法的OLT冒充合法的OLT做出控制决策。

第五步:通信数据加密。在ONU、OLT身份认证完成后, OLT和ONU均拥有彼此的主密钥, 然后利用Hash函数对主密钥进行处理, 生成新的会话密钥。当一方要发送数据时, 利用新生成的会话密钥进行数据加密, 即可完成加密通信。其对称加密算法可根据实际情况进行选择, 例如选择分组密码、流密码等[3], 这样就实现了OLT和ONU之间的安全通信。

3.4 密钥管理方案设计

在上面的通信加密流程中, 第一至第四步是一个完整的密钥产生和协商的过程。整个密钥管理过程大致分为密钥产生、密钥分配、密钥协商和密钥更新四个部分。为了便于表述, 这里仅以一个OLT和一个ONU的密钥管理为例进行介绍, 多个ONU的密钥管理原理是一样的。

1) 密钥产生:KMS采用椭圆曲线密码体制ECC[4]为配电子站的OLT和配电终端的ONU生成身份认证时所需的公私密钥对, 分别为 (QOLT, dOLT) 、 (QONU, dONU) 。

2) 密钥分配:KMS利用ONU的公钥QONU和OLT的私钥dOLT计算出密钥k, 然后把密钥k分配给ONU设备, 并将密钥k与合法ONU的身份ID或MAC地址绑定后存储在KMS中, 最后把公私密钥对 (QOLT, dOLT) 分配给OLT。密钥k的计算方法如下:

3) 密钥协商:密钥协商以IEEE802.3ah标准协议为基础, 实现ONU设备的注册、OLT和ONU的双向身份验证, 具体流程如图4所示。

用Ek (·) 表示加密操作, Dk (·) 表示解密操作, 设存在一个供加解密使用的Hash函数, 则图4的密钥协商过程如下:

*OLT发送GATE发现帧, 检测是否有ONU设备请求接入网络。

*ONU向OLT发送注册请求帧Register_REQ, 其内容包括ONU本身的ID或MAC地址。

*OLT向新发现的ONU发送注册帧Register。

*OLT向ONU发送GATE认证帧。

*OLT向密钥管理服务器KMS发送请求注册的ONU的ID或MAC地址, 进行合法验证。KMS接收到该ONU的ID或MAC地址后, 在其存储信息中查询该ONU的身份信息是否合法。若验证为非法ONU, 则不允许该ONU注册;若验证为合法, 则用OLT的公钥QOLT加密该ONU的私钥dONU, 发送EQOLT (dONU) 给OLT。

*OLT利用自己的私钥dOLT解密出ONU的私钥dONU, 然后生成协商密钥k, 并产生一个随机数ni, 用密钥k加密后将密文Ek (ni) 发送给ONU。协商密钥k的计算方法为:

*ONU首先解密Ek (ni) 得到ni, 并生成一个随机数nj, 然后用密钥k加密nj, 并将密文Ek (nj) 和ni发送给OLT。

*OLT比较收到的ni与自己生成的随机数是否相同。若不同, 则ONU为非法;若相同, 则ONU为合法, OLT向ONU发送标准的GATE授权帧, 允许ONU发送消息, 并向ONU发送Register_ACK。

*OLT解密Ek (nj) , 并将nj发送给ONU。

*ONU收到GATE授权帧和nj后, 比较nj与自己产生的随机数是否相同。若不同, 则OLT为非法;若相同, 则OLT为合法, 并计算与OLT的会话密钥ks, 利用ks将Register_ACK加密后发送给OLT。会话密钥ks的计算方法为:

4) 密钥更新:为了进一步提高整个EPON通信网的安全性, 需要对会话密钥进行周期性地更新。本文的密钥更新采用询问响应的更新方式, 整个密钥的更新流程如下:

*OLT向ONU发出新密钥请求帧;

*ONU收到新密钥请求帧后利用Hash函数对主密钥进行计算, 得出新的密钥, 然后向OLT发送一个新密钥通知帧, 新密钥通知帧中包含新的密钥;

*OLT收到新密钥通知帧后, 就可以使用新密钥对随后的数据帧进行加密。如果密钥更新失败, 则OLT会向ONU发送密钥更新失败通知, 并进行下一轮密钥更新。

4 结束语

由于电力EPON通信网能够提供千兆级带宽, 系统正常工作时, 不存在带宽瓶颈问题。但是, 在EPON系统开始运行或故障恢复时, 会出现OLT下挂的所有ONU都等待注册加入的极端情况, 这时会产生注册冲突。为避免这种极端情况的发生, 采用随机跳窗方式[5]和发现窗口内随机延时[6]两种方法解决注册冲突问题。通过系统运行测试, 结果表明:在极端情况下, 所有ONU注册成功的时间为18 s;在正常工作时, 数据传输的上行时延小于2 ms, 下行时延不超过1 ms。因此, 整个电力EPON通信网完全满足电力系统的数据和信息传输要求。

参考文献

[1]MUKAI Hiroaki, TANO Fumihiko, TANKA Masaki, et.al.ONU Power Saving Scheme for EPON System[J].IEICE Communications, 2012, 95 (5) :1625-1632.

[2]厉颖, 韩殿国.网络安全管理技术研究[J].软件导刊, 2013, 12 (2) :20-23.

[3]李雨峰.混沌密码学技术及其应用[J].信息与电脑 (理论版) , 2013 (2) :148-149.

[4]李浪, 杨柳, 李肯立, 等.一种椭圆曲线密码算法ECC旁路攻击方法研究[J].计算机应用研究, 2013, 30 (3) :15-17.

[5]殷爱菡, 朱明, 展爱云, 等.基于NTRU的EPON认证方案研究[J].光通信技术, 2013, 37 (3) :24-26.

EPON通信 篇5

1.1 通信系统可靠性需求

配电网自动化系统为配电网提供各种服务, 保证配电网的安全可靠运行。但是基于配电网通信系统是长期在户外运行的, 容易受到外界环境因素的干扰及影响, 比如风吹雨淋, 太阳的暴晒等, 配电网通信系统的线路很容易出现老化现象。为了能够保证配电网通信系统的可靠运行, 要求配电网通信系统必须要具备一定的防护外界干扰因素的能力及自我诊断、隔离及恢复非故障区域供电通信能力。

1.2 通信系统实时性需求

配电网通信自动化系统要具备对配电网电力信息实时在线监测和故障分析的能力。为了能够快捷地对配电网电力信息搜集及整理分析, 尤其是处理通信故障问题等, 要求配电网通信系统要具有传输数据信息实时性的能力。一般而言, 配电网通信系统在正常运行时, 其配电网主站系统要在极短的时间内完成刷新终端数据, 如RTU、FTU等终端数据;如果配电网通信系统运行出现故障时, 主站系统同终端交互数据的量会随之大幅增加。所以, 为了保证配电网通信系统在遇到故障时能够实时地传输故障信息, 及时隔离进而排除故障, 除了要求配电网通信系统主站系统刷新终端数据外, 还应具备快速传输大容量实时数据的能力。

1.3 通信通道的抗干扰能力需求

配电自动化主站系统包括以下子系统:配网EMS、GIS、SCADA、电能计量等。各子系统同主站系统设备进行数据传输交换及传输数据信息量差异性较大, 为了能保证配电网主站系统同各子系统间的数据传输质量, 要求配电自动化主站系统和各个子系统间的传输通道除了畅通无阻外, 还应具备较强的抗干扰能力, 使信息数据在主站系统及子系统间传输的误码率控制在相关范围内。

1.4 通信系统的兼容性与扩展性需求

配电网通信系统面对的电力客户数量庞大, 同时通信网覆盖面广, 通信网络运行中涉及的设备种类、型号及数量繁多。为了能够确保整个配电网通信系统的安全可靠运行, 为用户提供优质的通信服务, 满足社会生产生活的正常需求, 这就要求配电网通信系统的所有设备都要具备良好的兼容性及通信网络的可扩展性。基于配电网通信系统比较复杂, 通信网覆盖范围广, 设备成本投入大的特点, 考虑配电网通信系统建设的经济性也是不容忽视的重要环节。

2 配电网通信技术分析对比与技术选择

配电网通信网的主要通信技术包括:光纤通信技术、中压载波通信技术、无线公网通信技术和无线专网通信技术等。通信技术的特征表现比较多, 但在在通信业务方面比较主要的特征是其时延、通信带宽、安全性及可靠性。下文笔者将对配电网通信主要技术进行技术比对与技术选择。

2.1 工业以太网

工业以太网具有带宽大, 时延小及可扩展能力强等特点。工业以太网是以环形网络为主的网路结构, 网络抗单点故障能力强, 但是抗多点故障能力相对较弱。整体网络抗毁性能强大。

2.2 EPON

EPON具有带宽大、时延小及可扩展能力强特斯按。其网络结构主要是星型结构。也可以是以双PON口备份或手拉手环形的形式组网。各个节点及光缆出现故障时其他节点不会受到影响, 整体网络的抗毁性能强大。

2.3 中压载波技术

中压载波技术在配电网通信应用中表现的带宽低、时延大。且极容易受到电负荷的影响;此外, 中压载波技术在应用过程中其可扩展能力比较弱, 不具备抗设备单节点故障, 电力电缆出现故障时整个线缆上的节点全部中断, 通信系统无法运行, 严重时整个配电网通信系统处于瘫痪状态。

2.4 无线公网技术

带宽低, 时延大, 网络在运行时容易受到其他网络通信负荷影响, 不能实现在线通信的实时性及永久性, 通信质量差、不稳定。此外, 基于无线公网通常是与民用设施混用, 比较容易受到外界因素的干扰, 抗毁能力弱。

2.5 无线宽带专网技术

带宽比较大、时延比较小、网络受外界因素影响小, 通信质量比较好。基于业务终端是与无线宽带专网基站设备连接组成行星网络所以无法抗设备单节点故障。通过以上对配电网通信技术的分析我们不难看出, EPON技术具有显著的技术优势, 在配电网通信应用中效果良好, 建议将EPON技术引入到配电网通信系统建设中, 发挥其自身的优势特点, 确保配电通信网的安全可靠运行, 为用户提供更加优质的服务。

3 基于EPON通信技术在配电网中的应用介绍

以EPON技术为支持的配电通信网系统运行稳定可靠性强, 经济效益高。现行基于EPON技术的配电网通信的应用主要体现在以下方面。

3.1 单电源辐射型

光线路终端设备布放在配电子站, 将光线路的一个无源光网络级联多个非均分分光器;分光器设置在各个分段开关位置;比如变压器杆塔或者线缆分支箱中;将各个ONU放置在FTU箱体中或者其他箱体中, ONU的光纤通信半径设置为25km左右, 可满足单电源4-6km范围的供电。

3.2 手拉手环网

配电网通信系统中的手拉手环网同配电网中的手拉手环网结构形式比较相似。都是在两个配电子站分别放置一个光线路终端设备, 然后向两个光方向利用非均匀分光器级联延伸;光网络单位及分光器等设备放置位置应根据电网组网结构特点而定, 保证各个环网上行链路都通过双PON口实现链路冗余保护, 使环网在安全稳定的环境下运行。

3.3 双电源双T网

在相同方向的两个站点设置光线路终端设备, 以双T型线缆结构形式组网。该类组网方式同手拉手环网的最大区别是光线路的光方向基本是超同一方向的, 终端设备的设置位置也基本趋同。从上述的三种组网形式我们可以看出, 在配电通信网系统组建时, EPON技术主要具备以下特点:配电网光纤通信线路分布情况会随着配电网电缆、线路敷设及架设情况灵活分布设置。配电网光纤通信线路敷设或架设施工工艺简单;并且网络多以带状或链状结构, 便于维护管理;此外, 基于EPON技术的配电网通信组网同电网高压等级站下连多个低电压等级站的结构相似;配电子站到配电终端间的光纤资源分布结构也是一点对多点的结构形式;便于多点低电压配电信息的统一管理。

4 结语

总之, 随着科技的发展, EPON技术将以其自身的强大功能优势为配电网通信系统提供有力的技术支撑, 保证配电通信网的安全稳定运行, 为更多的用户提供优质的通信服务, 促使社会经济发展迈上更高台阶。

参考文献

[1]汪明达.EPON技术在电力配网自动化中的应用[J].网络与通信, 2010.

[2]陈松.配电网自动化通信方案的对比及应用设计[J].电子技术, 2011.

EPON在配电通信网的应用 篇6

1 EPON的应用原理

EPON采用点到多点的拓扑结构。一般下行采用广播方式、上行采用TDMA方式实现双向数据传输。目标是以简单的方式实现点到多点的高速以太网光纤接入。EPON的标准是IEEE802.3ah, EPON在保留传统以太网体系结构的基础上定义了新的应用于EPON系统的物理层（主要是光接口）规范、MAC多点控制协议（MPCP）以及运营维护和管理（OAM）机制，IEEE制定EPON标准的基本原则是尽量在802.3体系结构内进行EPON的标准化工作，最小程度地扩充标准以太网的MAC协议，以实现在点到多点无源光网络中的以太网帧的时分多址接入。

在EPON技术的应用中，最主要的几个关键技术包括动态带宽分配技术、上行信道复用技术、OLT的测距以及延时补偿技术、突发信号的收发技术、安全性和传输质量控制技术以及MPCP多点控制协议等。EPON是一种无源光分配网络技术产品，属于纯介质网，不会受到除终端设备以外的其他设备干扰，也不会受到雷电影响，因此是一种具有很大可靠性，并且功能强大的宽带接入技术。

2 EPON技术在配电通信网建设中的应用优势

基于配电网系统的复杂性与配电网自动化发展的新要求，采用EPON技术作为其通信网络的接入技术能够很好的满足各种通信业务的网络需求。这是因为EPON技术在实际的应用中具有多种优势，是其他网络接入技术无法比拟的。具体来讲，EPON在配电通信网建设过程中所存在的应用优势主要有以下几点：

2.1 成本较低，易于维护管理，且扩展兼容性强。

由于EPON是建立在纯介质网络上的技术，因此采用EPON技术的通信网络结构时，不需要再另设电源，也不必考虑电子部件的安装与维护，因而极大的降低了配电通信网的建设造价，并且也方便了管理维护。再者EPON系统不会占用太多的终端设备空间，集成化程度较高，具有很大的扩容性，属于低投入、高产出的技术方法。

2.2 高宽带、高性能。

EPON可以实现较高的宽带服务，目前较常使用的EPON能够提供保证上下行对称的1.25Gbit/s宽带。另外，EPON是一种点对多点的技术，能够使用单个光模块为多个终端用户服务，这就减少了光缆的应用，增大了通信网的服务范围。最重要的是在EPON系统中，各个终端之间的设备都是以并联的方式进行连接的，这样无论哪个终端出现问题，都能够保证其他终端的正常运行，极大的提高了通信性能。

2.3 带宽能够实现灵活分配，网管功能较为完善。

由于EPON具有一整套的带宽分配体系，因此其能够利用DBA、PQ/WFQ、WRED等方式，实现对各个用户的合理带宽分配，从而保证了网路服务质量。在以太网技术的发展应用中，EPON是最为成熟完善的一种网络接入技术，其具有非常完善的网管功能，对配置、性能、故障、安全以及警告等管理工作都能起到很大支持作用，因而使用非常方便可靠。

2.4 接线方式灵活多样。

在配电通信网络的建设中，使用EPON技术能够根据不同的终端需要进行网络接线，因而实用性极强。一般常采用的接线方法主要有单电源辐射状接线方式和手拉手环网接线方式两种。而其中前者又可以分为集中分光模型与串联多级分光模式等。

3 电网配网中使用EPON技术组网的优势

基于EPON技术的配电自动化通信系统，采用光纤作为传输介质，特别适合配电设备密集的城域配电网的通信接入。EPON系统网络拓扑可以组成树形、星形、环形和总线型等拓扑形式，能够与电力配网环形、链形和多叉树型拓扑结构完全吻合，节省光纤资源，实现站点到终端之间链路的1+1保护功能。能够减少通信设施的建设费用，信息共享更加容易，并将自动抄表、电费计量等融合在一个系统中，为配电网的管理提供了极大的便利。完全满足智能电网坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的要求。

4 配电网通信系统组网思路

根据地区特点，用户接入分支链路网可直接利用电力线作为通信介质，配电变压器到电能表之间采用电力线载波通信作为主用采集方式。配电层从开闭所光缆沿电力管线敷设至每个配电变压器，OLT设备对多个方向的光缆链路实现千兆光口汇聚。分支网采用EPON技术，任何一个终端设备故障都不会影响其他终端设备。

集中器上行采用以太网接口同开闭所光纤网络相连，下行将电力线信号耦合到配电变压器的低压出口，覆盖到整个低压配电网络。在配电网接入层，核心主站和子站组成千兆IP主干自愈环，通过环网保护协议RRPP实现ms级的业务倒换，提高核心网络的可靠性，降低单点故障。RRPP是由多个节点构成的环网，其中一个主节点，其他节点为传输节点。

主节点在环上的2个端口分为主端口和从端口。主节点通常周期性地从主端口发送环的HELLO报文，如果主节点的从端口接收到HELLO报文，就会认为环网处于完整状态，进而阻断从端口以保证没有环路;如果主节点的从端口在一定周期内没有接收到HELLO报文，则认为环网处于故障状态，进而打开从端口使其正常转发。一旦发生故障（如链路断开），故障相邻的节点或端口上会通过中断立刻检测到故障，并向主节点发送Link-down报文，主节点接收到该报文则认为环处于故障状态，立刻打开从端口，同时发送报文通知其他传输节点更新转发表，传输节点更新转发表后数据流将切换到正常的链路上。

故障恢复后，故障节点或端口开始工作，这时故障节点会临时阻塞该端口，但该端口还能透传RRPP协议报文。主节点发送的HELLO报文可以穿透临时阻塞端口，如果从端口接收到HELLO报文，主节点会认为环已恢复到完整状态，然后立刻阻断从端口，并发送报文通知其他节点打开临时阻塞端口，同时刷新转发表，将业务流量切换到正常链路上。RRPP以太环网技术支持环网上单一链路或节点发生故障时流量快速自动倒换，当网络上承载大流量的业务时，仍能保证业务的正常开展。

结语

由本文上述分析可以看出，在当前的电力系统建设过程中，对于配电通信网的设计与应用需要结合配电网系统运行的需要来进行，而采用EPON技术则能够很好的满足其各种需求，并且具有多种应用优势。通过EPON光纤接入技术建立配电通信网，不但能够加快配电通信网的组网速度，且对于提高配电系统自动化、智能化也是具有重要意义的。因此，EPON在配电通信网的建设运行中是具有很大推广应用价值的。

摘要：在电力系统的配电网建设中, 由于其涉及到的范围较广, 运行管理较为复杂, 且由于配电系统是将高压电转换后输送给用户的直接电力系统, 因此事故频发。为了能够及时了解和掌握每个配电终端的运行状况, 就必须要借助于配电网通信系统。而传统的配电网通信系统一般都是根据业务的需求而建立的不同的相互独立的通信网系统, 这在电网系统智能化水平不断提高的情况下是很难满足多种配电网的通信需要的。为此, 必须要采用一种兼容性好、便于服务重组和管理的新型通信网络系统来改造整合原有的通信网络系统。本文基于EPON技术来对配电通信系统的设计和应用进行研究。

关键词：EPON,以太网,配电系统,通信网络

参考文献

[1]张宇, 钟国新.EPON在电力配网通信中的应用[J].电信科学, 2010.

[2]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) .

EPON技术在电力通信中的应用 篇7

1、EPON技术和标准。EPON技术是一种依托于千兆以上的以太网技术而发展起来的PON技术,它结合了Ethernet技术和PON技术的优点。EPON技术网络主要由局端optical line terminal(OLT)设备通过optical distribution network(ODN)与远端的多个optical network unit(ONU)设备相互连接,共同建构成一个EPON网络。EPON技术相比传统的源光网络技术具有成本较低、可靠性高的ODN(无源光分路器)代替了光交换、相关远端机房、光交叉会聚设备等特点,在一定程度上降低了网络建设和网络维护成本的投入。EPON技术的国际标准是IEEE802.3ah,其中要是由IEEE在2001年开始研制的,具体在2004年进行定稿发布。

2、EPON技术的特点。首先,EPON技术全由光线接入,网络的宽带相对较高,对外界环境的抗干扰能力也较强,具有较高的可靠性,并且非常容易管理的维护;其次,EPON技术具有多项业务的支持能力,EPON网络可以提供丰富多样Qo S支持的能力,并能保证在EPON网络内将不同的业务隔离开,满足各种延时、宽带以及抖动的需求;再次,EPON技术的组网拓扑较为灵活,EPON网络通过ODN级联可以与不同的网络拓扑相互适应,实现网络扩容的灵活性,同时支持各种光线的保护方式,有效降低了网络建设和网络维护的成本投入;最后,EPON技术具有成熟可靠性,EPON技术依托于成熟的以太网技术,可以非常便捷的接入各种以太网业务,方便让EPON网络维护的相关工作人员进行理解和掌握。

二、EPON技术在电力配网通信中的应用模型

2.1单电源辐射状接线方式

单电源辐射状接线方式具有接线清晰明确、投资节约、运维简单等优点,一般情况下,单电源辐射网的主干线路主要利用分段开关将其分为3段~4段,供电的半径约为4cm,针对信息点分布的实际情况,EPON网络可以选择不同的通信方式将信息点覆盖到不同区域中,其主要有集中分光模式、串联多级分光模式两种方式。集中分光模式。这种电力配网通信模式设备的主要位置如图1所示。OLT分布在分电站上,而分光器主要放置在配电设备箱中或这是附近的电线杆上,ONU主要放置在电采集中器设备箱内。集中分光模式的主干光路一致性相对较好,同时光路的设计也较简单。

串联多级分光模式。这种电力配网通信模式设备的主要位置如图2所示。OLT主要放置在变电所的位置,而分光器以及ONU设备可以放置在同一个设备箱内,同时串联多级分光模式的信息点适合分散分布在一次线路的两侧位置。

2.2手拉手环网接线方式

手拉手环网接线方式主要是清晰的划分为主干线路和各分支线路上,主干线路利用环网柜互联,逐渐形成环线的接线方式。这种方式主要有环供可靠性高和接线较为简单的优点,与可靠性高的供电要求、用电增长快、负荷密度较低的城市电力配电网相适应,并且已经成为了电信配电线路的主要建设模式之一。面对这种模式,EPON网络可以利用手拉手环全光路的保护模式来进行系统模型的构建,如图3所示。

结论:总之,EPON技术是一种施工相对简单、性能优越、可靠性较高、成本低廉的一种光线通信方式,可以有效满足未来智能配电业务的发展,是当前智能配电系统中主要的通信网络技术之一。利用EPON技术建设的经济性、可靠性、稳定性的通信平台,在智能配电系统中的建设具有非常广阔的发展前景。

参考文献

[1]曹祥风,2009,EPON关键技术及其展望,INFORMOTION&COMMUNICATIONS,2013(2).

EPON技术在通信网络中的应用 篇8

EPON (以太网无源光网络) 技术将以太网和无缘光网络 (PON) 相结合、同时具备低成本、高宽带、扩展性强、与以太网兼容等优点, 无疑是各大运营商的首选。

二、EPON技术特点

EPON作为现今主流的宽带接入技术, EPON的技术特点主要表现在: (1) 能够提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽, 随着以太技术的发展可以升级到10Gbit/s, 能够满足未来高带宽Internet的需求。 (2) 单纤组网的模式对现有网络资源进行充分利用。采用无源光器件, 无需供电, 使用寿命长、可靠性高, 大大降低了建网成本和后期的管理维护成本。 (3) 采用点到多点的网络结构, 在ONU侧通过光分路器最多可分送给64个用户, 大大降低了OLT和主干光纤的成本, 可以方便灵活的进行网络升级及扩容。 (4) 采用以太网的传输格式, 与以太网兼容, 可直接承载IP业务, 实现用户数据的透传, 大大简化了系统结构。 (5) 可以综合现有的语音、数据和视频应用, 以及IPTV、VOIP等业务, 业务扩展性强。 (6) 使用全新的OAM网络管理机制, 对末端设备进行统一管理, 实现用户带宽的集中分配, 提供差异化服务。

三、EPON组网分析

EPON技术在通信网络中有多种应用模式, 一般来说, 一套典型的EPON系统主要由OLT (光线路由终端) 、ONU (光网络单元) 和ODN (光分配网络) 等构成。OLT位于中心局, 为EPON系统与服务提供商之间提供核心数据、视频以及电话网络之间的接口。ONU位于用户端, 为用户提供数据、视频、电话网络与EPON系统之间的接口, 可以根据需要灵活组成各种网络拓扑结构。ODN为OLT和ONU之间提供光传输通道, 不含任何有源电子器件及电源, 全部由光纤、光分路器等无源器件连接, 无需租用机房、无需配备电源。

在EPON网络中, OLT向上可提供1G或8G的多个上联业务接口, 网络侧可提供GE、E1、模拟电视光口和STM-1光口等接口, 连接数据局域网、PSTN网络、广播电视网以及传输网络。系统采用“单纤三波”的技术, 通过OLT将各种业务由一根光纤传送到用户近端, 经由光分路器进行光分支后再将分支光纤连接到用户端。ONU可置于大楼、楼道或用户家中, 提供FE、POTS、RF、E1、VDSL等接口, 根据用户需求, 灵活选择FTTH、FTTB、FT-TB+LAN、FTTO+WLAN等多种光纤接入方案。EPON网络能够很好的兼容PSTN网络和NGN网络, 可以能够实现在同一光纤上传送普通电话、宽带数据、模拟电视等业务, 实现光纤入户、三网融合。

四、EPON光纤接入方案

EPON光纤接入技术的应用目前主要有:FTTH (光纤到户) 、FTTB (光纤到楼) 、FTTO (光纤到办公室) 、FTTN (光纤到节点) 等, 在实际应用中需根据用户需求, 结合光纤接入位置和OUN的位置进行选择。

4.1FTTH (光纤到户)

FTTH (光纤到户) 指光纤进入用户住宅或办公室的室内, 一条分支段光纤只连接一个用户, 光网络单元 (ONU) 直接安装在用户住宅或办公室处。该接入方案不但能提供更大的带宽, 而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性, 放宽了对环境条件和供电等要求, 搭配WLAN技术更能提供高速的有线、无线相结合的接入网络。

4.2FTTB (光纤到楼)

FTTB (光纤到楼) 是一种FTTX+LAN的网络连接模式, 利用数字带宽技术、光纤直接到小区, 再通过网线入户的方式实现用户的宽带接入。在该接入方式中, ONU放置在大楼交接间, 再通过交换机为楼内用户提供数据、语音、IPTV等综合业务。它是一种基于优化光纤网络技术的宽带接入方式, 也是一种非常合理、实用、经济有效的宽带接入方法。

4.3FTTO (光纤到办公室)

FTTO (光纤到办公室) 是对用户相对密集的区域布放拉光缆, 经过相应的光分支后连接到用户的机房或设备间, 对于用户密集的大型商业写字楼, 可直接将OLT设备设置在大楼机房内, 光缆垂直布线, 经过光分支后, 将光纤连接到用户。

4.4FTTN (光纤到节点)

FTTN (光纤到节点) 是将光纤延伸到小区电缆交接箱处, OLT通过单芯光纤将信号传送至交接箱的分路器, 再送至楼道的光网络单元 (ONU) 。一般可覆盖200~300用户。该接入方式的光纤接入成本较低、维护便捷, 是当前针对新建小区较为理想的接入方案。

EPON通信 篇9

(1)系统调用每届常柱截面4-6对使用电缆的长的电缆芯的引出一系列电话传输线,每行可提供用于语音服务作为通信信道的介质;

(2)长距离电缆指示器的标准相对来说高一些,使用时间较长,并在长距离电缆的绝缘性能大不如从前,出现老化现象,由牵引电流敏感性降低干扰,使得通话质量恶化,特别是在那些隧道十分长的地区,这一问题就更显得棘手,这将导致维持运营的难度加大;

(3)长距离传输不能支持高速数据,图像通信等业务的信息传递。在高速专用客运铁路行业的铁路线的快速进步的同时,语音通信成了区间通信内容的其中一种,同时也要支持无论在多么紧急的情况下也要保证数据,以及动态图像能够正常传输,所以将EPON技术融合进来,实现了基于保护间隔柱间隔距离光缆铁路+光通信系统中的格式。

一、铁路区间通信系统的现状

近些年来,我国经济科技都取得了显著的进步,铁路的运输力度日趋升高,成为当下运输的十分重要的途径,但是随着铁路专网信息化的逐步实现,与之相反的却是铁路沿线通信设备的逐年老化。铜依旧是现有通信区域沿线的主要传输介质之一,但这种方式具有诸多的不足和缺陷,例如需要大量的维修资金,不能有效避免电磁干扰,数据传输带宽窄不合理等等,并且因为保护该快线严重老化的建设,电气化铁路受到外界因素的干扰,数据传输的质量参差不齐,忽高忽低,与当前的通信需求背道而驰,因此,只能依靠新的通信技术的研究和发明来解决这一难题。

二、EPON技术简介

EPON是最新研发出的光纤接入网技术,无源光纤传输,点到多点结构是其最重要的构成部分,支持各式各样的基于以太网的服务。物理层面上使用的是PON技术,采用接合层上的太网协议,基于PON所特有的拓扑结构促进了以太网连接。

EPON是在波分复用技术的基础上所建立的函数主干光纤和BTA传输方式,能够传递20千米的信息。到数据链路层的多点MAC控制协议(MPCP)是在系统仿真EPON点对点,多点对多点的客户层网络实体MAC,以及附加功能的MAC控制支持下实施。MPCP聚焦在几个ONU的发现和记录,分配上行链路传输资源,以及带宽的动态,通过ONU的使用统计并汇报当地的堵塞情况。

三、区间通信系统植入EPON方案

3.1系统组成

使用EPON技术光通信,STDM动态复用,实现点对多点在1-2的光纤,支持在车站之间的间隔电话的使用和建设,以太网通信速率为2 Mb/s,实现站与站之间的综合接入语音,视频和数据服务的通信范围的范围。LAN等的通信室以2 Mb/s的通信速率接入网络2,RS—232视频,以太网,等诸多信息传递服务,在使用的范围内提供了光通信系统的延长,该操作使得维护人员能够第一时间接触到在车站值班的工作人员。

我们用新建锦州至赤峰铁路通信二标(DXT-02)通信工程作为例子,来对这一技术进行具体研究。铁路所使用的设施设备,终端和监视,以及用户终端和其它部件共同构成了铁路区间光信息通,这一系统中主要的技术就是EPON技术。

(1)站内设备。在火车站,主要的功能模块EPON,以太网交换,Vo IP的开关等共同构成,访问间隔设备提供加载各种业务及相关系统的服务。将接入区间设备分别设置在朝阳北,墨台子,清水井三个中途站,每个站口都配置一台站内设备。所使用的2 Mb/s的信道是由各站接入网提供的,接入网口的地方站和网络管理之间安装一个机械装置。该站的设备得以自动提供的同时,还具有抢救和保护电话接口,E1,以太网接口等多项服务。

(2)该装置的一个部分。在两站,集成在通话装置,语音模块,光分路耦合器,以及EPON等诸多模块共同构成了区间设备,获得之间的光通信塔提供范围各种服务和下载的时间间隔。因为所有线站之间的距离都是在20公里范围以内的,两个光纤可连接到装置站和下行链路都形成两个路由的主要驱动之一。朝阳北到局界这段区间可以每隔2公路就安装一个光通信柱,以保障以太网接口,防护电话接口,抢险等诸多服务能够有效提供。

(3)监视维护终端。朝阳北设置一个通信站,例行监测光通信系统区间。用LAN接口将使用单位的设备和车站连接起来,连接方式可以利用铁路数据通信网。

(4)用户终端。和设备分开连接,语音通信服务是最主要的目的,分为两种,即通用和专用两种用户终端。

3.2系统功能

(1)语音和数据信道服务可以同时实现。

(2)许多通信柱之间可以一起实现视频图像,数据,语音等信息的传递。

(3)双向保护光纤。

(4)定期监测和网络的管理和维修。

(5)支持应急通信网络渠道服务。

3.3长途通信线路

波长1310/1409nm单模光纤的传输信道,分为干线和分支两种。传输途径支持双向传输光纤接收,在单纤的双向传输也可以被使用,或双光纤互相作为主用和备用。这个项目同时使用电缆长距离光纤蓝绿色光纤线2芯,能够有效解决设备范围内,中心信道信息的设备,以的站管理转移网络服务过程中出现的问题,双纤可以互相作为主用和备用。

3.4设备供电

3.4.1区间设备供电

(1)远程电源。直流设备输入电压范围35V~63V,输出电压(450±2)V 150毫安,该设备的输出功率比较大,输入端之间和绝缘电阻≥15000MΩ,供电工作可持续进行。由于电力系统的电缆指标要求比话音信道更低,并显著降低铁路服务到电缆,电缆需求下降,节省更多,所以使用备用线作为现有的长途电缆远程电源的标准装备。网管中心站可以监视终端装置范围的工作,减少现场维护人员的工作量。

(2)内置电池。沿着供应条件设备间隔间隔供电不足的,可以使用集成电池,但是必须每隔一段时间就要给电池充一次电,以保持稳定。

3.4.2用户终端供电

在致力于为客户提供设备工作电源范围内的用户终端更小的电池配置,维修人员带着就简单多了,使用锂电池。每隔一段时间就要给电池充一次电,并且进行更新。

3.5系统网管

通过远距离传输设备和设备进行电缆沟的范围内,车站设备和用户终端等的监控,便于维修人员提供的网管系统。对等通信网络中的站通常提供,开放通信站的位置或工作区,根据项目的线的长度将在网络管理站被提供到的南河口。

EPON技术在通信系统中的共轨范围,考虑在长距离光纤电缆中的传输介质,不仅满足了消费者的使用喜好,而且保持共轨范围通信系统的稳定,需要投入的维修资金得到大幅度降低的同时,工作效率也得到有效提高,成为未来铁路通信系统发展的主要趋势。

参考文献

[1]汝程鹏.EPON技术在铁路区间通信系统的应用[J].铁道通信信号,2012,48(10):48-50.