EPON“手拉手”双链保护在电力配网中的应用

摘 要:在电力配网中支持双PON口上行的ONU,采用“手拉手”类环形的组网结构,实现全光路保护,提高了配电自动化通信网络的可靠性,为整个电网的供电可靠性提供了坚实的通信保障.

关 键 词 :EPON 双链保护;电力配网;应用

中图分类号:C93 文献标志码:A 文章编号:1000—8772(2012)13—0134—02

前言

EPON技术目前在公网接入网中已大规模应用,典型拓扑结构为树形.考虑到成本与实际通道资源,配电自动化通信网一般采用无保护单链型.一旦发生光缆故障,故障点以下站点全部通信中断,单链结构不能很好地满足配电自动化系统对通信通道可靠性的要求.

1.EPON系统的保护方式及原理

目前,EPON国际标准(IEEE 802.3ah)未定义保护方式,中国通信标准委员会制定的《接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络(EPON)》中,已经明确建议采用ITU—T G.984.1两种EPON系统的保护方式:骨干光纤保护倒换方式和光纤全保护倒换方式.具体分为三种类型:

类型a:主干光纤冗余保护(如图1):OLT的两个PON口采用一个PON MAC芯片,通过1:2 电开关连接至两个光模块,实现两个PON口的保护.适用于同一PON板内的PON口间保护.

OLT:备用的OLT 的光模块处于冷备用状态,由OLT检测链路保护、OLT PON端口状态,倒换应由OLT完成;光分路器:使用2:N光分路器;ONU:无特殊要求.

类型b:OLT PON口、主干光纤冗余保护(如图2):OLT的两个PON口分别采用独立的PON MAC芯片和光模块,实现两个PON口的保护.具体实现方式包括OLT同一PON板内和PON板间的PON口保护.

OLT:备用的OLT PON端口处于冷备用状态,由OLT检测链路保护、OLT PON端口状态,倒换应由OLT完成.OLT应保证主用PON端口的业务信息能够同步备份到备用PON端口,使得保护倒换过程中,备用PON端口能维持ONU的业务属性不变;光分路器:使用2:N光分路器;ONU:无特殊要求.

类型c:全保护:(如图3),OLT双PON口,ONU双光模块,主干光纤、光分路器和配线光纤均双路冗余.具体实现方式包括OLT同一PON板内同一PON MAC芯片、同一PON板内不同PON MAC芯片和PON板间的PON口保护等三种.

OLT:备用的OLT PON端口处于冷备用状态.OLT应保证主用PON端口的业务信息能够同步备份到备用PON端口,使得保护倒换过程中,备用PON端口能维持ONU的业务属性不变;光分路器:使用2个1:N光分路器;ONU:ONU采用一个PON MAC和不同的光模块.备用的光模块处于冷备用状态.ONU和OLT均检测链路状态,并根据链路状态决定是否倒换.


全保护:(如图4),OLT双PON口,ONU双PON口,主干光纤、光分路器和配线光纤均双路冗余.具体实现方式包括OLT同一PON板内不同PON MAC芯片和PON板间的PON口保护等两种.

OLT:主、备用的OLT PON端口均处于工作状态.OLT应保证主用PON端口的业务信息能够同步备份到备用PON端口,使得保护倒换过程中,备用PON端口能维持ONU的业务属性不变;光分路器:使用2个1:N光分路器;ONU:ONU采用不同的PON MAC芯片和不同光模块.ONU应能保证主用PON端口的业务信息能够同步备份到备用PON端口,使得PON口保护倒换过程中,ONU能维持本地业务属性不变.

主、备用的PON端口均处于工作状态(即ONU同时在两个PON口上完成MPCP注册、标准和扩展的OAM发现),PON口保护倒换过程中备用PON口不用进行ONU的初始化配置和业务属性配置.

ONU和OLT均检测链路状态,并根据链路状态决定是否倒换.如果OLT检测到主用PON口的上行链路故障后,OLT自动切换到备用的光链路,并采用备用的光链路通过扩展的OAM消息配置ONU主用的PON端口.如果ONU检测到主用PON口的下行链路故障后,ONU自动切换到备用光链路,并采用备用的光链路进行扩展的OAM事件通告,告知ONU的PON端口已经进行了切换以及切换的原因.

光纤保护倒换图:全保护.(a)ONU单MAC双PON口全保护;(b)ONU双MAC双PON口全保护.

2.主要研究内容

为电力行业支持双PON口上行的ONU,采用“手拉手”类环形的组网结构,缩短双链保护倒换时间,采用硬件方式实现50ms电信级业务保护倒换,实现全光路保护.

改变传统EPON网络组网中ONU单上行无保护的结构,针对配电自动化系统对安全稳定性的要求,突破性地采用为电力行业的支持双PON口上行的ONU,采用“手拉手”类环形的组网结构,将PON技术的优势和配电系统稳定安全性的要求有机结合起来.

3.双链保护在电力配网中的应用方案

在当今的电力系统中,对系统可靠性的要求越来越高,尤其在近几年来,单链结构不能很好地满足配电自动化系统对通信通道可靠性的要求,保证电力系统中的配电自动化系统中通信通道的可靠性显得特别重要.具体方案如图5所示:

EPON“手拉手”双链保护在电力配网中的应用参考属性评定
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图6所示的“手拉手”结构与电力配网输电线路结构类似,能在不改变原有光纤网络结构的情况下实现全光保护倒换.互为保护的PON接口保持VLAN、QoS等配置同步.与国内外研究概况里所示的EPON全光纤保护倒换结构的区别主要体现在以下两方面:OLT1、OLT2均处于工作状态,能对OLT设备的失效进行保护.ONU上选择工作OLT,当工作OLT失效时,ONU倒换到备用OLT上.

小结

通过设备的改进:采用双PON口上行的ONU;通过组网方式的改变:采用“手拉手”双链保护组网,实现了配电自动化系统中通信通道的全光路保护,提高了配电自动化通信网络的可靠性,为整个电网的供电可靠性提供了坚实的通信保障.