中兴通讯智能电网EPON接入解决方案

中兴通讯智能电网EPON接入解决方案2010-01-271概述1.1背景2009年5月21日，国家电网公司首次向社会公布了“智能电网”的发展计划，并初步披露了其建设时间表，将于2020年全面建成统一的“坚强智能网”。智能电网就是以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。涵盖所有电压等级，由发电、输电、变电、配电、用电、调度等环节有机组成。“统一”是前提，“坚强”是基础，“智能”是关键。通信支撑是坚强智能电网的重要组成部分，而通信接入是坚强智能电网通信支撑的关键。由于EPON系统网络拓扑能够与电力配电网环形、链形结构完全吻合，能够节省光纤，能够实现站点到配电终端之间链路的1+1保护功能并且实现50ms保护切换，能够实现单纤双向高带宽业务承载，全程无源，能够完全满足智能电网坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的要求，因此EPON是通信接入的最佳技术选择。在接入网光纤化发展过程中，中兴通讯作为最早涉足PON系统产品市场化的固网经营专家，对接入层网络建设有着深刻的理解，并凭借专业的解决方案规划设计能力，在系列化产品支撑基础上推出了全面的FTTx解决方案，实现了语音、数据、视频、CATV、基站等多业务承载。其中，FTTB和FTTH是当前主流应用模式，在全球范围内得到广泛应用。针对智能电网项目，中兴通讯在全面考虑业务多样、安全可靠、灵活组网、管理维护、成本控制等诸多因素前提下，为电力量身打造了基于EPON技术的光纤宽带接入综合解决方案，实现了PON、DSL、LAN、VoIP、TDM、RS232、RS485等技术的融合，为国家电网目前实施的“配电自动化”和“用电信息采集”等工程提供完善、智能、坚强、先进、专业的解决方案。方案针对电力市场应用，从方案设计原则、典型应用方案、ODN解决方案、业务解决方案、运维解决方案等方面进行了全面的阐述，并介绍了中兴通讯EPON局端、终端、ODN、网管等全系列解决方案。1.2配电、用电网络通信系统的现状与需求分析我国一直致力于配电网的建设及优化，传统配网通信接入已成为坚强智能电网信通建设的障碍，主要体现在：·通讯介质繁多，业务接口繁杂，需要大量协转设备联网，潜在故障因素多，无法达到电力的“坚强可靠”要求·通讯链路业务保护能力不足，无法保障电力“坚强可靠”要求·通信速率低，无法扩展其他业务；线路利用率不高，抗干扰性差；不同业务需要单独组网，兼容性差；无法达到电力的“经济高效”的网络要求·涉及到的技术繁多，统一网络管理很难实现，维护成本高，无法支撑电力“优质服务”的要求·采用GPRS方式进行信息采集，可靠性低、成本高、易拥塞、容易受制于运营商为了进一步提高配电效率、配电可靠性、服务水平、信息互动，各地电网围绕发电、输电、变电、配电、用电、调度等主要环节和信息化等方面进行建设，首先开始的是“配电自动化”和“用电信息采集”项目的建设，其中通信部分采用EPON技术，为信息化、自动化、互动化的坚强智能电网提供信息通信支撑。与传统配电网相比，配电自动化即智能配网将进一步拓展对配电网全景信息的获取能力，以坚强、可靠、通畅的实体电网架构和信息交互平台为基础，以服务生产全过程为需求，整合系统各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务实时动态的分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的配电网运营状态图，并给出相应的辅助决策支持，以及控制实施方案和应对预案，最大程度地实现更为精细、准确、及时、绩优的配电网运行和管理。在EPON网络建设中，光缆/光纤网络的投资比重很大，光缆/光纤网络的调整和改造涉及面广，周期长，工程复杂，建成后需长期、稳定使用，后续技术和带宽升级最好在设备层面实施。配用电通信网骨干网主要采用以太网无源光网络(EPON)技术为主，覆盖110kV变电所至10kV开关站，拓扑结构以“手拉手”全保护倒换型为主。EPON系统由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。该技术能组织树形、链型手拉手、环形等结构，与配网结构一致。有高带宽和高QOS保障，上行达1.25Gbps，利用光纤作为传输介质，运行可靠稳定。具备有效的隔离保障机制、VLAN隔离、保护端口、MAC地址绑定、IP地址绑定、端口限速、队列技术、流控技术等为多业务融合的开展起到了技术保障，能平滑升级扩容。在用电方面，与传统抄表方式相比，采用EPON技术进行用户用电信息采集，将大大提高系统的可靠性、实时性，降低综合成本。并且该工程可以与配电自动化进行同步、同平台建设，进一步降低建设成本。中兴通讯基于对用户需求和技术发展的深入理解，推出了ZXA10EPON无源光网络系列设备，为配电、用电环节的通信接入网络建设以及业务提升提供了坚实的技术和业务平台，支持GE、FE、VoIP、xDSL、WiFi、CATV、TDME1、RS232、RS485等用户接入方式，以其强大的交换接入处理能力，完善的业务功能，极高的可靠性，为电力客户提供完美的解决方案。2中兴智能电网EPON接入解决方案2.1设计原则1满足各种应用场景灵活组网中兴通讯EPON系统提供系列化ONU设备，组网方式灵活，天然吻合电力配电网线缆分布结构，EPON满足“手拉手”、“单/双电源”、“环网”、“T型网络”等组网方式。光纤线路布防可以沿着原有电力线缆管道，无需考虑另外开掘通信管道，节省大量成本。图1中兴通讯灵活的组网方案图2手拉手保护方式2满足工业级设备的高可靠性要求EPON网络服务高端客户，应充分考虑系统和网络两个层面高可靠性保证。ZXA10EPON局端设备OLT的核心控制和交换模块、电源模块、管理板、上行板等关键板件冗余备份，保证设备稳定运行；支持光纤保护功能，为重要客户提供可靠的业务接入。ZXA10EPON系统提供多种光纤保护和倒换方式，提供电信级高可靠性保证。中兴通讯工业级ONU具备双PON上行，提供FE、RS232/485等业务接口，能够适应各种恶劣环境，抗强雷击和强电磁干扰。同时，ONU设备从机房走进千千万万个开闭所、环网柜、柱上开关、配电房，从一个局点的集中维护变成了成千上万接入点的维护，设备的免维护性、可靠性非常重要。3满足光接入网络可持续发展需求ZXA10EPONOLT设备采用EPON和GPON统一平台的全IP内核架构，支持EPON和GPON线卡混插，支持向1OGEPON平滑演进，充分保护投资。中兴通讯已实现10GEPON系统现网试商用，实现了现有1GEPON产品向10GEPON的平滑演进，10GEPON、EPON同平台和谐共处。4满足可运营可管理需求中兴通讯提供真正可商用的全套EPON整体运维解决方案，包括设备认证、业务发放、远程管理、网络安全等各方面，提供“贴身医生”、“千里手”、“千里眼”等特色功能，提升了联通的整体网络运营能力，大大减轻了运维压力。2.2网络解决方案中兴通讯EPON设备提供丰富的网络侧和用户侧接口，可以适应电力多种网络应用环境。网络侧通过EPONOLT设备提供FE/GE接口接入电力主站系统、软交换、IPTV、视频监控和互联网等宽带核心业务网，同时提供TDME1接口接入PSTN等窄带核心业务网；用户侧提供GE、FE、VoIP、xDSL、WiFi、CATV、TDME1、RS232、RS485等接入接口，可实现有线无线一体化，语音、数据、多媒体综合业务接入等各种可按需定制的用户接入形式。2.2.1配电自动化解决方案在配电自动化解决方案中，OLT放置于变电子站，各个变电子站位于SDH/MSTP传输环上，变电子站通信层完成通信终端的汇聚并通过SDH/MSTP与主站系统进行通信。OLT可以出2个PON口组成2条链互为备份，各个开闭所、环网柜或柱上开关处的ONU可以通过双PON口分别连接到这2条链上，每条链上的分光器均采用1×2非等分分光器，双PON口可以提供高可靠性。为了进一步提高安全性、可靠性，重要站点还可以采用2个OLT各出1个PON口组成手拉手的2条链的组网方式，各个双PON口ONU分别连接到这2条链上，这样可以实现OLT设备、主干光纤、PON端口、分光器、分支光缆全网的保护，任何1台OLT、任何一个PON口、任何一个分光器、任何一条光缆出现故障都不影响ONU的正常使用。在手拉手保护方式下，切换时间小于50ms。终端信息层采用的ONU可以提供FE、RS232、RS485等接口与RTU、FTU、TTU、DTU等设备互联，并且能适应各种恶劣环境。主站系统控制层完成信息提取、分析以及优化等各种管理功能，并完成对通信汇聚设备、通信终端设备的管理。具体解决方案如下图所示：图3中兴通讯配电自动化解决方案2.2.2用电信息采集解决方案在用电信息采集解决方案中，OLT放置于变电子站，各个变电子站位于SDH/MSTP传输环上。OLT可以出1个PON口组成1条链，各个配电房集中器处的ONU可以通过PON口连接到这条链上，分光器采用1×2非等分分光器。如果集中器的位置比较集中，也可以采用等分分光器进行星型连接。为了进一步提高安全性、可靠性，重要站点还可以采用2个OLT各出1个PON口组成手拉手的2条链的组网方式，各个双PON口ONU分别连接到这2条链上，这样可以实现OLT设备、主干光纤、PON端口、分光器、分支光缆全网的保护，任何1台OLT、任何一个PON口、任何一个分光器、任何一条光缆出现故障都不影响ONU的正常使用。在手拉手保护方式下，切换时间小于50ms。终端信息层采用的ONU可以提供FE、RS232、RS485等接口与RTU、FTU、TTU、DTU等设备互联，并且能适应各种恶劣环境。主站系统控制层主要完成用电信息的提取、分析以及优化等各种管理功能，并完成对通信汇聚设备、通信终端等设备的管理。对于光纤无法覆盖的配电房，可以采用无线的方式进行用电信息采集。具体解决方案如下图所示：图4中兴通讯用电信息采集解决方案2.2.3电力大楼办公信息化/电力小区宽带接入解决方案EPON的FTTO、FTTH、FTTx+LAN、FTTx+PLC、FTTx+DSL等多种组网模式，满足办公大楼、营业网点、电力住宅小区等多样化的实际应用需求。EPON多业务承载能力，高效、优质、安全的同时承载语音、数据、视频等多种业务。具体解决方案如下图所示：图5中兴通讯电力大楼办公信息化/电力小区宽带接入解决方案2.2.4电力电话专网EPON承载解决方案建设统一的EPON平台，既实现自动化终端的接入，又实现专网电话的接入。终端侧，专网PBX设备通过E1接口连接到ONU。主站侧，通过E1/STM-1接口连接到专网电话汇接交换节点。具体解决方案如下图所示：图6中兴通讯电力电话专网EPON承载解决方案2.2.5电力农网营销所联网EPON综合接入解决方案在农网中，采用EPON组网，可以用统一的接入平台，同时满足对配电自动化、用电信息采集系统、办公场所、营业场所的综合高速信息通信接入。并能够实现各自数据的安全隔离，实现信息通信的最优效益。具体解决方案如下图所示：图7中兴通讯电力农网营销所联网EPON综合接入解决方案2.3业务解决方案EPON无源光接入系统是中兴通讯立足于构筑新一代光接入网，针对接入层持续增长的带宽需求和Multi-play业务开展的大趋势，兼顾EPON、以太网和xDSL等不同发展成熟程度的技术，提供的从各种容量的局端设备到系列化的用户端设备，适应各种应用场合的一个全面光接入解决方案，可以充分满足客户多业务发展、网络不断演进的大环境中，快捷方便开展业务、提供廉价大带宽和多业务支持能力的要求。在整个解决方案中，用户的数据和视频业务接入，在用户端侧可以通过中兴通讯系列终端出FE/GE实现数据和视频的分别或统一接入；而对于语音业务，可以由终端直接出POTS口，或通过终端下接小型综合接入设备IAD出POTS口实现窄带语音用户双绞线接入，在网络侧各业务流通过PON系统上行后，由OLT汇聚上联GE/FE接口连接到宽带城域网、语音IP承载网、视频通信网。对于TDME1、RS