EPON技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用

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

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)具有節(jié)省光纖資源、對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明的特點(diǎn)，在光接入技術(shù)中扮演著越來(lái)越重要的角色。而Ethernet技術(shù)在事實(shí)上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。而Ethernet和PON的結(jié)合，便產(chǎn)生了EPON，它同時(shí)具備了Ethernet和PON的優(yōu)點(diǎn)，正成為光接入網(wǎng)領(lǐng)域中的熱門(mén)技術(shù)。

1 EPON的原理
1．1 EPON的技術(shù)原理
EPON(Ethernet Passive Optcal Network)——基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無(wú)源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。在物理采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。
一個(gè)典型的EPON系統(tǒng)由OLT、ONU、ODN等組成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心機(jī)房，ONU(Optical Network Unit)放在用戶(hù)設(shè)備端附近或與其合為一體。ODN(OpticalDistribution Network)光分配網(wǎng)絡(luò)由分光器和光纖網(wǎng)絡(luò)組成。無(wú)源光纖分支器，是一個(gè)連接OLT和ONU的無(wú)源設(shè)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(gè)波。
1．2 EPON的協(xié)議
EPON是一種基于以太網(wǎng)技術(shù)的PON網(wǎng)絡(luò)，在現(xiàn)有的以太網(wǎng)MAC子層上定義了多點(diǎn)控制協(xié)議(MPCP)，對(duì)下行業(yè)務(wù)和上行業(yè)務(wù)進(jìn)行有效地接納控制、帶寬分配，維護(hù)管理等功能。與OSI的關(guān)系如圖1所示。

EPON通過(guò)在以太網(wǎng)幀的前導(dǎo)碼中引入2字節(jié)的LLID對(duì)ONU進(jìn)行匹配，每個(gè)ONU可以分配1個(gè)或多個(gè)LLID(鏈路層ID)。每個(gè)LLID對(duì)應(yīng)OLT多點(diǎn)控制子層的1個(gè)MACsublayer(MAC子層)，此外，MPCP通過(guò)引入GATE、REPORT、REGISTER等MAC層控制幀來(lái)完成ONU的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、注冊(cè)和注銷(xiāo)、帶寬管理、設(shè)備監(jiān)控?cái)U(kuò)展OAM運(yùn)營(yíng)等功能。

2 EPON的傳輸原理
為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶(hù)的來(lái)去方向的信號(hào)，采用兩種復(fù)用技術(shù)：下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術(shù)；上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)。
在EPON下行傳輸過(guò)程中，從OLT到多個(gè)ONU下行傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程采用數(shù)據(jù)廣播方式發(fā)送。數(shù)據(jù)以變長(zhǎng)信息包的形式從OLT下行廣播道多個(gè)ONU。依據(jù)IEEE802．3協(xié)議，信息包最長(zhǎng)為1 518字節(jié)。每個(gè)信息包帶有一個(gè)EPON包頭，唯一標(biāo)識(shí)該信息包是發(fā)給ONU-1、ONU-2還是ONU-3。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)ONU時(shí)，ONU通過(guò)地址匹配，接收并識(shí)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(diǎn)：1)在ONU注冊(cè)成功后，會(huì)分配一個(gè)唯一的LLID——邏輯鏈路標(biāo)記；2)OLT在每個(gè)數(shù)據(jù)包開(kāi)始傳輸之前，會(huì)根據(jù)LLID注冊(cè)列表，添加對(duì)應(yīng)的LLID，替代掉兩個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)字符；3)ONU接收數(shù)據(jù)時(shí)，只接收與自己匹配的LLID數(shù)據(jù)包。