EPON技術在電力通信網(wǎng)中的應用

摘要：EPON綜合了PON和Ethernet技術的優(yōu)點，為在智能電網(wǎng)中搭建通信信息平臺提供了良好的技術保障。介紹了EPON的技術原理，協(xié)議和上下行的傳輸特點。并根據(jù)其特點和優(yōu)勢，提出了一個在智能小區(qū)中的應用模型，可以使得綜合建網(wǎng)成本低，易于堆護，且安全性高。
關鍵詞：EPON；電力通信網(wǎng)；無源光網(wǎng)絡；接入網(wǎng)；網(wǎng)絡協(xié)議

無源光網(wǎng)絡(PON)具有節(jié)省光纖資源、對網(wǎng)絡協(xié)議透明的特點，在光接入技術中扮演著越來越重要的角色。而Ethernet技術在事實上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。而Ethernet和PON的結合，便產(chǎn)生了EPON，它同時具備了Ethernet和PON的優(yōu)點，正成為光接入網(wǎng)領域中的熱門技術。

1 EPON的原理
1．1 EPON的技術原理
EPON(Ethernet Passive Optcal Network)——基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡。采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務。在物理采用了PON技術，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓撲結構實現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。
一個典型的EPON系統(tǒng)由OLT、ONU、ODN等組成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心機房，ONU(Optical Network Unit)放在用戶設備端附近或與其合為一體。ODN(OpticalDistribution Network)光分配網(wǎng)絡由分光器和光纖網(wǎng)絡組成。無源光纖分支器，是一個連接OLT和ONU的無源設備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)并集中上行數(shù)據(jù)。EPON中使用單芯光纖，在一根芯上傳送上下行兩個波。
1．2 EPON的協(xié)議
EPON是一種基于以太網(wǎng)技術的PON網(wǎng)絡，在現(xiàn)有的以太網(wǎng)MAC子層上定義了多點控制協(xié)議(MPCP)，對下行業(yè)務和上行業(yè)務進行有效地接納控制、帶寬分配，維護管理等功能。與OSI的關系如圖1所示。

EPON通過在以太網(wǎng)幀的前導碼中引入2字節(jié)的LLID對ONU進行匹配，每個ONU可以分配1個或多個LLID(鏈路層ID)。每個LLID對應OLT多點控制子層的1個MACsublayer(MAC子層)，此外，MPCP通過引入GATE、REPORT、REGISTER等MAC層控制幀來完成ONU的自動發(fā)現(xiàn)、注冊和注銷、帶寬管理、設備監(jiān)控擴展OAM運營等功能。

2 EPON的傳輸原理
為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用兩種復用技術：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術。
在EPON下行傳輸過程中，從OLT到多個ONU下行傳輸數(shù)據(jù)的過程采用數(shù)據(jù)廣播方式發(fā)送。數(shù)據(jù)以變長信息包的形式從OLT下行廣播道多個ONU。依據(jù)IEEE802．3協(xié)議，信息包最長為1 518字節(jié)。每個信息包帶有一個EPON包頭，唯一標識該信息包是發(fā)給ONU-1、ONU-2還是ONU-3。當數(shù)據(jù)包到達ONU時，ONU通過地址匹配，接收并識別發(fā)給它的信息包，丟棄發(fā)給其他ONU的信息包。如圖2所示。有以下特點：1)在ONU注冊成功后，會分配一個唯一的LLID——邏輯鏈路標記；2)OLT在每個數(shù)據(jù)包開始傳輸之前，會根據(jù)LLID注冊列表，添加對應的LLID，替代掉兩個字節(jié)的前導字符；3)ONU接收數(shù)據(jù)時，只接收與自己匹配的LLID數(shù)據(jù)包。