用于配电自动化的EPON方案技术参数要求 - 图文(2)

2019-05-24 20:03

(10)盒式结构采用符合新世纪要求的标准机箱,安装与维护简单灵活; (11)支持10/100M以太网和RS232/485接口,可以满足数据和专线业务; (12)支持基于自动发现与配置的ONU即插即用; (13)支持AES硬件加密; (14)功耗低。

4.3 接口要求

OLT:

1个PON口,1个GE口,1个E1接口,8~10个10/100M自适应以太网口,1个RS485/232接口和一个镜像口(完成数据汇聚),光信号口全双工传输,单模光纤波长为1310nm和1490nm,最大传输距离为20km; ONU:

1个PON口,1个GE口,4个10/100M自适应以太网口,1个RS485/232接口,电信号口全双工传输,传输速率为10/100 Mbps自适应,信号工作电压峰峰值为1V~5V,传输距离为10m。

5. 系统要求

5.1 技术参数

光纤上下行最高速率为1.25Gbit/s; 上行波长1310nm,下行波长1490nm; 上下行数据编码方式8B/10B; 最大分光比为1:32; 最大传输距离为20Km; 传输方式为存储转发; 支持EPON协议。

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5.2 可靠性及电磁兼容指标

绝缘电阻:各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ

介质强度:模块能承受2kV、0.5kV(有效值)、50Hz的交流试验电压,历时1Min ,而无击穿闪络或闪络。

冲击电压:模块能承受 1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验,小于60V试验电压为1kV,大于60V试验电压为5kV。

振荡波抗扰度严酷等级:Ⅲ级。 静电放电抗扰度严酷等级:Ⅳ级。 射频电磁场辐射抗扰度严酷等级:Ⅲ级。 电快速瞬变脉冲群抗扰度严酷等级:A级。 浪涌抗扰度严酷等级:Ⅳ级。

射频场感应传导骚扰抗扰度严酷等级:Ⅲ级。 工频抗扰度严酷等级:A级。

传导发射限值符合GB/T 14598.16(IEC 60255-25)的规定。 辐射发射限值符合:GB/T 14598.16(IEC 60255-25)的规定。

振动:通过 GB/T 11287中规定的严酷等级为1级的振动响应和振动耐久试验。

冲击:通过 GB/T 14537中规定的严酷等级为1级的冲击响应和冲击耐久试验。

碰撞:通过 GB/T 14537中规定的严酷等级为1级的冲击响应和冲击耐久试验。

5.3环境工作条件

正常工作大气条件 环境温度:-35℃~+70℃ 相对湿度:5%~95% 大气压力:80kPa~106kPa

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6. 用于配电自动化的EPON整体方案

6.1 EPON系统网络拓扑

123ONU11123123SNIOLT123POS2ONU2UNI123ONU33图1 EPON系统网络拓扑结构图

EPON系统网络拓扑结构如图1所示。一个典型的EPON系统由OLT、ONU、POS组成。EPON系统在网络侧通过业务节点接口(SNI)与业务节点相连,在用户侧通过用户网络接口(UNI)与用户设备相连,从而形成一个实现涌入接入功能的无源光网络,在物理层上EPON继承了PON的体系结构。

在数据通信方向上,EPON利用波分复用技术(WDM)在同一根光纤内采用两个不同的波长(上行:1310nm,下行:1490nm)为上下行信道提供全双工的通信方式。在EPON的下行方向,OLT将IEEE 802.3ah定义的以太帧以广播的方式发送到信道上。每个以太帧都在头部字段(Header)包含了其目的ONU的标识(ONU_ID1,ONU_ID2……)。以太帧传送到无源光分路器后,被分成多路相同的信号分别送至各ONU处。当数据到达ONU时,ONU负责接收数据帧并根据其头部的地址信息,取出属于自己的数据,对于其他ONU的数据信息,则直接丢弃。

在EPON的上行方向,由于无源光分路器的方向特性,各ONU之间不能传送数据,其通信只能与OLT进行。所有ONU共享上行信道,其发送顺序必须相互协调,否则不同ONU的数据在光分路器处就会发生碰撞。采用TDM(时分

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复用)技术,OLT为各ONU分配上行数据的发送时隙,ONU在制定的时隙到来时按照OLT的授权窗口大小发送以太数据帧。这样各个ONU的上行数据在到达共享光纤后就会按照预先安排好的次序进行传输,而不会发生冲突。不同ONU的上行帧之间留有一定的保护带宽,用于补偿由同步和测距过程产生的误差。

6.2 EPON关键技术

EPON的关键技术主要包括:上行信道的多址控制协议(MPCP)、ONU的即插即用问题、OLT的测距和时延补偿协议以及协议兼容性问题。

由于下行信道采用广播方式,带宽分配和时延控制可以由高层协议完成,因而上行信道的MPCP便成为EPON的MAC层技术的核心。目前的802.3ah标准确定在EPON的MAC层中增加MPCP子层。

MPCP子层的基石主要有3点:一是上行信道采用定长时隙的TDMA方式,但时隙的分配由OLT实施;二是对于ONU发出的以太网帧不作分割,而是组合,即:每个时隙可以包含若干个802.3帧,组合方式由ONU依据QoS决定;三是上行信道必须有动态带宽分配(DBA)功能支持即插即用、服务等级协议(SLA)和QoS。 6.2.1 DBA

目前MAC层争论的焦点在于DBA的算法及802.3ah标准中是否需要确定统一的DBA算法,由于直接关系到上行信道的利用率和数据时延,DBA技术是MAC层技术的关键。带宽分配分为静态和动态两种,静态带宽由打开的窗口尺寸决定,动态带宽则根据ONU的需要,由OLT分配。TDMA方式的最大缺点在于其带宽利用率较低,采用DBA可以提高上行带宽的利用率,在带宽相同的情况下可以承载更多的终端用户,从而降低用户成本。另外,DBA所具有的灵活性为进行服务水平协商(SLA)提供了很好的实现途径。

目前的方案是基于轮询的带宽分配方案,即:ONU实时地向OLT汇报当前的业务需求(Request)(如:各类业务在ONU的缓存量级),OLT根据优先级和时延控制要求分配(Grant)给ONU一个或多个时隙,各个ONU在分配的时隙中按业务优先级算法发送数据帧。由此可见,由于OLT分配带宽的对象是ONU

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的各类业务而非终端用户,对于QoS这样一个基于端到端的服务,必须有高层协议介入才能保障。 6.2.2 系统同步

因为EPON中的各ONU接入系统是采用时分方式,所以OLT和ONU在开始通信之前必须达到同步,才会保证信息正确传输。要使整个系统达到同步,必须有一个共同的参考时钟,在EPON中以OLT时钟为参考时钟,各个ONU时钟和OLT时钟同步。OLT周期性的广播发送同步信息给各个ONU,使其调整自己的时钟。EPON同步的要求是在某一ONU的时刻T(ONU时钟)发送的信息比特,OLT必须在时刻T(OLT时钟)接收他。在EPON中由于各个ONU到OLT 的距离不同,所以传输时延各不相同,要达到系统同步,ONU的时钟必须比OLT的时钟有一个时间提前量,这个时间提前量就是上行传输时延,也就是如果OLT在时刻0发送一个比特,ONU必须在他的时刻RTT(往返传输时延)接收。RTT等于下行传输时延加上上行传输时延,这个RTT必须知道并传递给ONU。获得RTT的过程即为测距(ranging)。当EPON系统达到同步时,同一OLT下面的不同ONU发送的信息才不会发生碰撞。 6.2.3 测距和时延补偿

由于EPON的上行信道采用TDMA方式,多点接入导致各ONU的数据帧延时不同,因此必须引入测距和时延补偿技术以防止数据时域碰撞,并支持ONU的即插即用。准确测量各个ONU到OLT的距离,并精确调整ONU的发送时延,可以减小ONU发送窗口间的间隔,从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外,测距过程应充分考虑整个EPON的配置情况,例如,若系统在工作时加入新的ONU,此时的测距就不应对其它ONU有太大的影响。EPON的测距由OLT通过时间标记(Timestamp)在监测ONU的即插即用的同时发起和完成。

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