智能電網配網傳輸:工業以太網交換機仍是EPON?

智能電網配網傳輸:
工業以太網交換機仍是EPON?

工業以太網交換機和工業EPON做爲目前兩種最爲重要的配網通信解決方案，各有其特色。本文從協議、工業化程度、組網方式、可維護等方面對兩種方案進行一個簡單比較。

協議標準化
交換機成熟商用多年,其協議的標準化早已完成，包括底層協議、網絡冗餘協議、管理協議、網絡精確時鐘傳輸協議等，不一樣廠商產品互通性好，能夠實現混合組網。
EPON的標準2004年才正式發佈，工業EPON的標準更是近幾年才逐漸完善，因此不少具體實現細節的標準化待統一,好比：動態帶寬DBA算法、測距實現方法、加密算法等，就目前的狀態來看，互通性還有必定的風險，須要一段時間。
 
工業化程度
工業以太網概念從2000年已經被提出，經歷了十幾年的快速發展，不管從芯片仍是市場，整個產業鏈都很是成熟， EMC、高低溫等工業特性徹底可以知足工業需求，在配網之外的市場都已經獲得了很是普遍的應用。
EPON做爲一個較新的技術，其工業化時間較短，而且主要集中在電力行業，實際運行經驗不足。其光分路器爲無源器件，穩定性高。可是OLT、ONU都是有源器件，工業化程度大多不如工業級以太網設備。
 
組網方式
EPON能夠經過分光器造成點到多點網絡模式，很是適合配網的實際分佈狀況。各ONU採用並聯方式接入，抗多點失效能力強。其可能的不足在於，全部業務處理都集中在OLT上，OLT穩定性相當重要，而OLT生效後，將全網癱瘓，底層節點之間的通訊也會中斷。因爲光分路器插入損耗,致使網絡不能太大，最長不能超過20千米。對於新增節點的擴容，經過更換光分路器便可增長方向，很是方便。

工業以太網交換機主要採用分段冗餘、相交環、相切環等方式，提升組網的可靠性，抗多點失效能力弱。其對等通訊模式，單個節點失效不會對全網形成致命影響。而經過選擇合適的光模塊，傳輸距離最多可達100千米。對於擴容，須要更換相連節點的交換機以便支持多更多的光口，成本會增長。
對於EPON的單纖雙向優點，首先目前在佈線的時候不會只布一根光纖，而且工業以太網也可經過單纖的光口來支持單纖傳輸。

網絡管理方式
工業以太網交換機根據是否支持SNMP協議來區分爲網管型和非網管型兩種類型。非管理型交換機是從集線器發展而來的，它能實現消息從一個端口到另外一個端口的路由功能，相對集線器比較智能化。非管理型交換機能自動探測每臺網絡設備的網絡速度。另外，它具備一種稱爲「MAC地址表」的功能，能識別和記憶網絡中的設備。換言之，若是端口2收到一條帶有特定識別碼的消息，此後交換機就會將全部具備那種特定識別碼的消息發送到端口2。這種智能避免了消息衝突，提升了傳輸性能，相對集線器是一次巨大的改進。然而，非管理型交換機不能實現任何形式的通訊檢測和冗餘配置功能。

相對於非管理型交換機，管理型交換機擁有更多更復雜的功能，價格也高出許多. 一般是一臺非管理型交換機的3～4倍。管理型交換機提供了更多的功能，一般能夠經過基於網絡的接口實現徹底配置。它能夠自動與網絡設備交互，用戶也能夠手動配置每一個端口的網速和流量控制。一些老設備可能沒法使用自動交互功能，所以手動配置功能是必不可缺的。

絕大多數管理型交換機一般也提供一些高級功能，如用於遠程監視和配置的SNMP(簡單網絡管理協議)，用於診斷的端口映射，用於網絡設備成組的VLAN(虛擬局域網)，用於確保優先級消息經過的優先級排列功能等。利用管理型交換機，能夠組建冗餘網絡。使用環形拓撲結構，管理型交換機能夠組成環形網絡。每臺管理型交換機能自動判斷最優傳輸路徑和備用路徑，當優先路徑中斷時自動阻斷(block)備用路徑。
可網管交換機能夠經過三種方式來管理：經過RS-232 串行口（或並行口）管理(或稱帶外網管）、web網管和經過SNMP網絡管理軟件管理（或稱帶內網管）。究竟採用哪種方式呢？在交換機初始設置的時候，每每得經過帶外管理；在設定好IP地址以後，就可使用帶內管理方式了。帶內管理由於管理數據是經過公共使用的局域網傳遞的，能夠實現遠程管理，然而安全性不強。帶外管理是經過串口通訊的，數據只在交換機和管理用機之間傳遞，所以安全性很強；然而因爲串口電纜長度的限制，不能實現遠程管理。因此採用哪一種方式得看你對安全性和可管理性的要求了。Sugarnms 智和網絡管理軟件在工業交換機遠程監控管理方面已有很好的應用。

Epon一般由OLT、ONU和分光器組成。通常OLT會支持SNMP協議，但ONU不支持SNMP，甚至沒有IP地址。分光器徹底是無源設備，不支持任何形式的管理協議。因此對於EPON網絡的運維管理而言，經過SNMP網管軟件能管理到OLT, 而將ONU按照設備資源的形式附加在OLT設備上，他們之間是一對多的關係，經過OAM擴展報文的方式通訊。網管不與ONU直接通訊，全部配置都必須經過OLT才能下發。分光器因是無源設備，只能由管理人員手工管理。對於不一樣廠商的Epon網絡，經過對Sugarnms 智和網絡管理軟件進行二次開發，也能夠很好地實現Epon網絡的遠程管理運維。

 
總的來講，工業以太網交換機和工業EPON做爲兩種配網主流的通信方式，各有特色，目前在試點階段均有應用，後續根據不一樣項目的實際狀況，也應該是各有優點，長期並存。