深圳市思波特電力通信有限公司 黃可
摘要本文首先詳細(xì)介紹了EPON技術(shù)的特點(diǎn)以及在末端接入中的顯著優(yōu)勢，著重對EPON在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了需求分析，并就農(nóng)網(wǎng)電力營銷所聯(lián)網(wǎng)、電力寬帶小區(qū)接入、電力集團(tuán)樓宇接入探討了相應(yīng)的技術(shù)解決方案。
一、概述
隨著近4年來銅纜價(jià)格持續(xù)走高（銅的價(jià)格上漲超過4倍，僅06年上半年就幾乎上漲一倍），再加上銅纜傳輸?shù)囊恍┛陀^上的弊�。簜鬏斁嚯x短，信號質(zhì)量差，容易受干擾，帶寬潛力小。光纖作為接入的承載介質(zhì)已經(jīng)成為必然趨勢，光纖到戶的全光纖結(jié)構(gòu)，不受電磁干擾、雷電的困擾，信號質(zhì)量好，維護(hù)工作小。
作為一種P2MP（點(diǎn)到多點(diǎn)）的光纖接入技術(shù)，PON始于20世紀(jì)90年代中期，經(jīng)過十多年的技術(shù)發(fā)展、市場推廣，正在逐步走向規(guī)模商用。EPON的P2MP樹狀物理拓?fù)涮烊环辖尤雽拥膹?fù)雜的拓?fù)浞绞�，靈活的無源分路節(jié)點(diǎn)，隨時(shí)就近從已有光鏈路的光分路器上接入新的用戶。光纜鋪設(shè)時(shí)，無需鋪設(shè)大芯數(shù)光纜，保證今后業(yè)務(wù)發(fā)展需要。EPON具有高速雙向帶寬，可提供豐富的業(yè)務(wù)接入，簡化網(wǎng)絡(luò)層次、便于維護(hù)管理等特點(diǎn)。作為末端接入技術(shù)，有著其它接入技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢。多年來，業(yè)界一直認(rèn)為EPON是接入網(wǎng)未來發(fā)展的方向，在解決寬帶接入問題上被普遍看好。
EPON接入末端用戶的解決方案中，從城域節(jié)點(diǎn)機(jī)房到用戶端，無需中間節(jié)點(diǎn)或機(jī)房，匯聚節(jié)點(diǎn)使用靈活的無源多級分路器，減少了網(wǎng)絡(luò)層級，減少了有源故障點(diǎn)，更是節(jié)省了增加接入機(jī)房的巨大投資。無源的光器件故障率低，便于維護(hù)管理，便于故障定位。
高帶寬是其最大的亮點(diǎn)，EPON干線速度高達(dá)1G，而且是雙向?qū)ΨQ，為各種寬帶增值業(yè)務(wù)（如網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、視頻會(huì)議、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)郵箱、ERP軟件、CRM軟件等）提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。EPON產(chǎn)品提供靈活的QoS和DBA策略，為不同業(yè)務(wù)提供不同的時(shí)延和帶寬特性。目前的EPON系統(tǒng)滿配時(shí)至少能夠保證向每個(gè)用戶提供30Mbit/s的帶寬，可以滿足現(xiàn)在和未來各種寬帶業(yè)務(wù)的需要。
另一方面，無論在設(shè)備成本還是運(yùn)維管理開銷方面，其費(fèi)用也相對較低。EPON拓?fù)渥园l(fā)現(xiàn)技術(shù)，使開通業(yè)務(wù)更加簡單迅速，多種監(jiān)測手段保證后期維護(hù)、判斷故障點(diǎn)快速準(zhǔn)確。
隨著近年EPON的迅速發(fā)展，產(chǎn)品形態(tài)日益豐富，高集成度的ONU遠(yuǎn)端設(shè)備可直接提供POTS、E1、V35、以太網(wǎng)等強(qiáng)大的綜合業(yè)務(wù)接入能力，提供平滑過渡NGN的能力。更適合下一代的網(wǎng)絡(luò)要求。
二、電力行業(yè)需求狀況
電力行業(yè)有著獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)狀況和業(yè)務(wù)需求，作為專業(yè)網(wǎng)絡(luò)，電力骨干通信網(wǎng)發(fā)展的比較完備，容量相對于公網(wǎng)運(yùn)營商較小，但其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大，從城鎮(zhèn)到偏遠(yuǎn)的山區(qū)。由于承載電力調(diào)度、遠(yuǎn)動(dòng)信息，對網(wǎng)絡(luò)安全、維護(hù)要求更高。因此其骨干通信網(wǎng)通常都采用SDH環(huán)網(wǎng)保護(hù)設(shè)備搭建，而末端的業(yè)務(wù)接入受資金、線纜敷設(shè)、設(shè)備維護(hù)管理等種種條件限制發(fā)展較不平衡。隨著今年來寬帶業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，以及電力通信系統(tǒng)的深入發(fā)展，電力系統(tǒng)迫切的需要一種高靈活性，高帶寬，高保護(hù)機(jī)制，高智能化管理，高性價(jià)比的綜合業(yè)務(wù)的寬帶光纖產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)末端用戶的接入方案。
三、EPON在電力行業(yè)的應(yīng)用前景
EPON作為一種拓?fù)潇`活，支持多種業(yè)務(wù)接口的純光介質(zhì)的接入技術(shù)，在電力專網(wǎng)末端接入市場有著廣闊的應(yīng)用前景，下面就3種電力末端用戶接入模式做一下闡述。
1、EPON在農(nóng)網(wǎng)電力營銷所聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
隨著農(nóng)網(wǎng)改造項(xiàng)目的不斷深入，供電所到供電局的營銷網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已提到議事日程。由于目前電力農(nóng)網(wǎng)通信建設(shè)發(fā)展的不平衡，視資源情況，對于35KV調(diào)度網(wǎng)已采用光纖鋪設(shè)的地區(qū)，采用供電所就近拉光纖至附近變電站，借助已有的光纖調(diào)度網(wǎng)資源，組建營銷網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)供電營銷所到供電局的網(wǎng)絡(luò)互連。
對35KV縣級調(diào)度網(wǎng)尚未進(jìn)行光纖改造的地區(qū)，營銷網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)沒有可借助的平臺資源。供電營銷所至供電局距離較遠(yuǎn)，架設(shè)光纖成本較高�？赏�35kv調(diào)度網(wǎng)一起考慮網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。
35KV變電站的聯(lián)網(wǎng)工程所需接入的業(yè)務(wù)主要是若干部電話，辦公電腦與縣調(diào)辦公網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)動(dòng)以及自動(dòng)化信息上傳到縣調(diào)。供電營銷所的業(yè)務(wù)接入需求主要是若干部電話，少量營業(yè)以及辦公用電腦上網(wǎng)或與所屬供電局辦公網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)、上報(bào)數(shù)據(jù)。由于35KV變電站和供電營銷所所要接入的業(yè)務(wù)略有不同，因此，選用不同產(chǎn)品形態(tài)的ONU設(shè)備來實(shí)現(xiàn)末端用戶不同業(yè)務(wù)的接入需求。
該網(wǎng)絡(luò)可選EPON來組建網(wǎng)絡(luò)，以光纖到戶的方式一步提供數(shù)據(jù)接口及話音接口。對于同35kv調(diào)度網(wǎng)一起進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的，可以將局端OLT設(shè)置在已建成的110KV電力通信網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)站處。35KV變電站、供電營銷所均放置遠(yuǎn)端ONU設(shè)備。由于35KV變電站對網(wǎng)絡(luò)的安全性，線路自愈能力的要求比較高，該站設(shè)置的ONU可選支持雙PON口保護(hù)功能的EPON遠(yuǎn)端設(shè)備（如圖一中的35KV變電站所示），與OLT通過兩個(gè)不同路由的PON光口連接。EPON系統(tǒng)特有的彈性保護(hù)機(jī)制能在兩根光纖上同時(shí)承載業(yè)務(wù)，正常工作時(shí)分擔(dān)業(yè)務(wù)負(fù)載，某段光纖發(fā)生斷裂時(shí)，可通過另外一條路由保證業(yè)務(wù)傳輸。供電營銷所無需高等級保護(hù)，可采用單PON口的底成本接入方式（如圖一 中的供電營銷所）。靈活的無源分路器可就近接入用戶，減少了網(wǎng)絡(luò)層次，便于管理。
該方案的優(yōu)勢：
全光纖網(wǎng)絡(luò)，抗干擾性強(qiáng)，覆蓋范圍廣可達(dá)20公里。無源分路節(jié)點(diǎn)，拓?fù)潇`活，可就近進(jìn)入用戶。
雙PON口彈性保護(hù)，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)加密等技術(shù)有效提供網(wǎng)絡(luò)安全保障。
豐富的ONU產(chǎn)品形態(tài)，能保證在合理投資的基礎(chǔ)上有效接入用戶業(yè)務(wù)。
良好的升級擴(kuò)容性，ONU可自動(dòng)加入，無需配置，OLT可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)ONU，并更新測距算法。開通更方便。
帶寬資源豐富，16個(gè)ONU平分1G帶寬，為今后帶寬需求增加預(yù)留了足夠的帶寬。
強(qiáng)大的管理功能，光線路監(jiān)測，以太網(wǎng)性能監(jiān)測，對TDM業(yè)務(wù)的高QOS保障。
圖一 農(nóng)網(wǎng)電力營銷所聯(lián)網(wǎng)方案
2、EPON在電力寬帶小區(qū)的應(yīng)用
國內(nèi)電力通信系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，該網(wǎng)絡(luò)除承載電力系統(tǒng)所需的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、辦公業(yè)務(wù)外，也開始接入一些商業(yè)性質(zhì)的工廠、企業(yè)以及民用性質(zhì)的新型寬帶小區(qū)。該類用戶的接入模式為交換中心位于電力通信網(wǎng)的交換局，以光接入的方式就近接入小區(qū)業(yè)務(wù)，通過電力傳輸網(wǎng)將業(yè)務(wù)送到交換中心進(jìn)行交換。
近年來，隨著Internet的普及和寬帶應(yīng)用的發(fā)展，特別是一些對帶寬高要求的應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，使得接入網(wǎng)帶寬資源日益“捉襟見肘”，為了徹底解決接入網(wǎng)的帶寬瓶頸，F(xiàn)TTH（光纖到戶）這個(gè)一直以來作為接入網(wǎng)發(fā)展的最終理想，已經(jīng)具有了提前實(shí)現(xiàn)的迫切需求和可能。
面向FTTH的EPON系統(tǒng)中用戶側(cè)設(shè)備的用戶接口種類更豐富，帶寬更大。一個(gè)完整意義的寬帶小區(qū)接入方案中，用戶的業(yè)務(wù)需求已經(jīng)不再滿足于簡單的上網(wǎng)，而是變成了集數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務(wù)于一體的綜合業(yè)務(wù)接入需求。用戶需求多樣化帶來的最主要變化之一就是對帶寬需要量的大大增加。以目前IPTV需要帶寬為2Mbit/s，一路高清電視的帶寬為6～8Mbit/s來計(jì)算，每個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）如果要同時(shí)支持2～3個(gè)視頻流（對應(yīng)2～3個(gè)電視終端），再加上常規(guī)的上網(wǎng)帶寬，則需要帶寬至少要在20Mbit/s以上。這是ADSL所無法滿足的，即使采用ADSL+或VDSL技術(shù)也只能在短距條件下達(dá)到這樣的下行帶寬水平，還要付出線路改造的成本。EPON ONU側(cè)的基本用戶接口是10/100 Mbit/s兼容的以太網(wǎng)接口。這個(gè)接口即可完成IPTV業(yè)務(wù)、IP電話機(jī)和PC上網(wǎng)的三網(wǎng)合一的業(yè)務(wù)接入（如圖2所示）。用戶通過EPON系統(tǒng)帶來的高帶寬，就可以享受到家庭網(wǎng)絡(luò)信息化帶來的各種生活上的便利。
局端設(shè)備的單個(gè)PON接口可支持的遠(yuǎn)端用戶側(cè)設(shè)備數(shù)量更多。小區(qū)的住戶密度高，單一住宅小區(qū)一般有500～3000住戶。EPON系統(tǒng)的分路比完全可以做到1:128，即一個(gè)PON端口帶128個(gè)ONU。支持高分路比的EPON設(shè)備，每線成本也隨之降低，其建設(shè)投資完全可以與現(xiàn)在的ADSL做對比。要完全覆蓋一個(gè)3000戶左右的住宅小區(qū)，在局端就只需要不到30個(gè)PON接口堆疊在一起，大大降低了工程開通和維護(hù)的復(fù)雜度。
該方案的優(yōu)勢：
點(diǎn)對多點(diǎn)的拓?fù)�，高分路�?：128，天然符合高密度用戶的接入。
無源分路節(jié)點(diǎn)，無需機(jī)房供電，OLT可放置在電力通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)機(jī)房，節(jié)省小區(qū)機(jī)房投資，簡化網(wǎng)絡(luò)層次。
高帶寬，保障接入網(wǎng)帶寬升級無瓶頸。
豐富的ONU業(yè)務(wù)接口，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合的構(gòu)想。
良好的升級擴(kuò)容性，ONU可自動(dòng)加入，無需配置，OLT可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)ONU，并更新測距算法。開通更方便。
圖二 寬帶小區(qū)三網(wǎng)合一接入方案
3、EPON在電力集團(tuán)大樓綜合布線中的應(yīng)用
對于辦公業(yè)務(wù)為主的電力集團(tuán)大樓以及與之類似的大、中型企業(yè)或商業(yè)樓宇的業(yè)務(wù)接入，基于LAN的業(yè)務(wù)提供方式在帶寬和成本方面都可以比較好地滿足此類客戶的需求。該類用戶注重安全可靠性，對服務(wù)質(zhì)量的要求非常高，所需業(yè)務(wù)的種類也更加豐富。近年來隨著光纖價(jià)格的走低以及銅纜價(jià)格的一再升高，更多的集團(tuán)大樓和商業(yè)樓宇都選擇了全光纜的布線方式。EPON接入技術(shù)作為靈活的光纖寬帶接入方案越來越受到此類用戶接入的青睞。
首先，EPON系統(tǒng)可替代樓宇布線中現(xiàn)有的二層交換機(jī)和光纖收發(fā)器，EPON的ONU可內(nèi)置以太網(wǎng)二層交換機(jī)，替換同層采用5類線布線時(shí)所需的二層交換設(shè)備，如圖3中的樓層N所示。提供二層交換機(jī)可實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)管理功能，并直接在OLT端網(wǎng)管對其進(jìn)行管理。配合EPON的針對FTTH的遠(yuǎn)端設(shè)備，還可實(shí)現(xiàn)商住兩用的酒店類樓宇的全光纖垂直網(wǎng)絡(luò)接入。將LAN的接入網(wǎng)引至電力交換局，接入IP城域網(wǎng)，其主干帶寬為1G，完全可滿足此類高層商業(yè)樓宇以及集團(tuán)用戶未來幾十年的帶寬擴(kuò)容需求。
其次，PON系統(tǒng)可替代樓宇布線中現(xiàn)有的部分光纜和光交接設(shè)備，從而節(jié)省相關(guān)段落的接入光纜，如圖3所示。PON系統(tǒng)是點(diǎn)對多點(diǎn)的光拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，可以節(jié)省主干光纖的數(shù)量。無源分路節(jié)點(diǎn)設(shè)備為防滲漏密封處理，對安裝環(huán)境適應(yīng)性非常強(qiáng)，無需在樓宇內(nèi)設(shè)置大量的光交接箱，可用分路器直接代替交接設(shè)備。樓內(nèi)的布線更靈活，節(jié)點(diǎn)增加更容易。
最后，EPON網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)更安全，銅纜傳輸中，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流很容易被監(jiān)聽和竊取，沒有什么特別有效的加密辦法。光纖直接到用戶的EPON應(yīng)用中，EPON對上下行數(shù)據(jù)采用雙向ADS加密。并且，每個(gè)ONU都需要與OLT進(jìn)行密鑰交互認(rèn)證，都能夠?qū)崿F(xiàn)加密性能，可以確保某個(gè)用戶的信息不會(huì)被其它用戶破解。在樓宇垂直布線中，我們可以對樓內(nèi)重要機(jī)房、重要用戶或高層領(lǐng)導(dǎo)的辦公室采用ONU布放到桌面的接入方式，以保障此類重要用戶的數(shù)據(jù)的安全。
針對商業(yè)樓宇、集團(tuán)用戶對服務(wù)質(zhì)量要求非常高的特性，EPON系統(tǒng)提供強(qiáng)大的管理功能，提供更優(yōu)于光纖收發(fā)器的光傳輸系統(tǒng)的管理功能，提供最有效的故障定位功能以及多種保護(hù)機(jī)制。可在線的對光線路的質(zhì)量，以太網(wǎng)傳輸?shù)牧髁�，性能等進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)測，做時(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，可記錄并打印，為用戶提供有據(jù)可查的高等級服務(wù)質(zhì)量。
該方案的優(yōu)勢：
全光纖的接入方式，符合目前大型商業(yè)樓宇的接入需求。
高帶寬，能保障高帶寬需求的辦公網(wǎng)接入。
設(shè)備集成度高，內(nèi)置二層交換功能，有效的減少節(jié)點(diǎn)設(shè)備，簡化網(wǎng)絡(luò)。
強(qiáng)大的管理功能，光線路監(jiān)測，以太網(wǎng)性能監(jiān)測，對TDM業(yè)務(wù)的高QOS保障。是接入商業(yè)用戶的有效保障。
良好的升級擴(kuò)容性，ONU可自動(dòng)加入，無需配置，OLT可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)ONU，并更新測距算法。開通更方便。
圖三 樓宇垂直光纖布線方案
四、結(jié)束語
EPON作為一種靈活、高帶寬的光纖接入技術(shù)，其相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟，正期盼著在電力通信系統(tǒng)建設(shè)中大顯身手。
