“手拉手”EPON让配电数据安全传输

傅浩峰++陈思超

随着智能电网建设的大力推广，国家电网明确了 “以坚强网架为基础，以信息平台为支撑，实现电力流、信息流、业务流高度融合统一”的建设思路。但是，作为电力输送的最后一个环节——配电，长期以来主要依赖于人工现场操作、现场干预、现场读取表计等方式实现。虽然有部分地区采用GPRS等手段对遥测、遥信数据进行了收集，但采用该种方式需要借助其他运营商网络，在使用上受到一定的限制，导致带来一定的信息安全风险。

伴随着光纤和终端设备技术的不断发展，设备成本大幅降低。在这一背景下，配网自动化EPON应用快速推进，加上具有电力特色的“手拉手”冗余型EPON网络的组建，使得提供高可靠性的数据传输通道成为可能。

EPON、RRPP技术是什么

EPON（以太无源光网络）是目前较新的一种光纤接入网技术。它采用点到多点、无源传输、波分复用、冲突避免等技术，可以实现单条光缆两个方向上1Gbps的传输速率（目前主流设备），具有节约光纤资源、设备成本较低、协议透明且通用性强、部署简单等诸多优点。

RRPP（快速环网保护协议）是一种应用于以太网环的链路层协议，它在以太网环正常时能够防止数据环路引起的广播风暴产生；而当以太网环上一条链路（例如光缆）断开时，它能迅速启用备份链路以保证环网的最大连通性。利用该协议可实现毫秒级切换，传输侧不会感知到切换发生并且RRPP可对各站点上下行带宽进行QOS控制，保证数据传输的公平性和连通性。

EPON网络接入层部署方式

星型部署模式：EPON在运营商中，主要部署的方式采用“星型部署，单点连接”。采用该种部署方式，成本低，架构简单。但是会存在单点故障的情况，OLT、ODN设备若发生故障会导致该区片的ONU全部无法正常连接网络。

手拉手部署模式：电力企业对网络有连接高可靠性的要求，而电力光缆敷设与电缆敷设有同路径的特点。在电力EPON接入层部署中，会采用独具特色的“手拉手”环形连接。在两侧变电站中各布置OLT设备，并沿配网电缆路径，同路径敷设两路普通光缆至对侧变电站。采用“手拉手”部署模式后，可以实现OLT、主干光缆、EPON端口、分光器、分支光缆全网的荣誉保护，任何一个光端口、分光器、任何一条链路出现故障都不影响ONU的正常数据传输，且在手拉手保护方式下，切换时间小于50ms。在终端信息层采用的ONU可以提供FE、RS232等接口与RTU、FTU、TTU、DTU等遥测、遥信数据采集设备互联。

基于RRPP的EPON网络汇聚层部署

目前在网络汇聚层，即OLT设备部署方面，存在着多种部署模式。

例如最常规的：SDH通道+中心机房汇聚设备部署方式，采用该种方式部署，网络架构简单，配置容易，且对运维人员的要求比较低。但是该种部署方式需要变电站点的SDH传输设备配备以太网盘，且当SDH环中的站点都需要安装OLT设备时，会对SDH传输环自身带宽带来不小的压力。并且SDH以太网盘需要具有传输TRUNK帧的功能，才能实现管理和业务隔离运行的方式。

这种方式部署，若中心机房汇聚设备发生单点故障，会导致所连接的EPON站点全部离线。在数通技术发展的同时，虽然SDH通道+中心机房汇聚设备单点故障的风险可利用不通的冗余部署的方式解决，例如在中心汇聚设备采用IRF弹性堆叠、VRRP虚拟网关、Smart-Link多重连接等方式来保障汇聚层面的冗余运行，但是依然无法摆脱SDH本身带宽的限制。

而RRPP技术的优点在于：可接入结点数量的多、切换速度快（毫秒级）、环路部署成本低（适合电力光缆电缆同路径铺设的特点）、带宽利用率高等。在部署RRPP网络时，为了网络架构更为清晰、便于运维，可将RRPP环中主节点放置于主机房，其他子节点放置在各变电站。并且多个环可直接在主机房内相切，拓扑更简单。

如图2采用RRPP环与EPON结合部署模式后，接入层依然采用“手拉手”环的形式。只是在汇聚层面，不再采用SDH传输、核心部署汇聚交换机的形式，而是采用RRPP环传输，将多个VLAN数据放置于RRPP环中传输，在主机房通过ACCESS口，将采集数据、管理数据等分开，并分别送达不同的业务交换机。

在该种部署模式下，如果RRPP环环网带宽为1Gbps，则3个变电站的OLT可共享这1Gbps的带宽，为爆发数据流提供更高的带宽支持。且环1与环2之间的带宽占用互不影响。在日常使用过程中，为了保证数据传输的可靠性，在OLT上行端口，一般会配置QOS以控制数据出入的速率，以保证大量数据同时传输时的数据传输可靠性。

采用RRPP与EPON手拉手相结合的部署方式，可在接入层和汇聚层这两个层面保证网架的冗余性和设备的备份部署。在设备投入及光缆资源投入不高的情况下，为配网自动化业务提供高可靠性的传输通道。

（作者单位：国网浙江杭州市萧山区供电公司）