第1章绪论
同时由于铜缆价格高，资源有限，所以建设成本相对比较高，且被盗非常严重，因此采用光缆替换铜缆不仅提高了网络业务的承载能力，接入的带宽提高了很多，在运营商之间的核心竞争力等方面都起到非常重要的作用。这种新型接入技术即基于以太网的无源光网络有效的缓解了当前的情况。EPON技术标准是IEEE以太网标准IEEE802.3ah，它将以太网技术与无源光网络（PON)技术结合起来，因此对于向全IP网络过渡EPON技术是一个很好的选择。EPON技术采用大量成熟的以太网技术芯片，实现非常简单，建设成本低，维护容易，扩展和升级都非常的方便，因此EPON技术的应用大大的降低了初始成本和运行成本。
1.1 EPON在电力配网的研究背景及意义
1.1.1 EPON技术背景
随着通信技术的不断发展，用户对网络带宽的需求也越来越高，因此急需一种新的能解决该问题的宽带技术。今年来，电信骨干网持续发展，但是接入网进展不大，传统的接入网已经不能满足用户的需求，成为整个网络中的瓶颈。如何利用现有的网络资源，采用经济又有效的宽带接入技术取代原有接入技术，解决信息高速公路“最后一公里”这一问题的呼声越来越高。目前最常使用的宽带接入是数字用户线（DSL)和电缆调制解调器（CableModem)。然而，DSL和Cable Modem技术传输数据都是利用原有为电话或电视设计的基础设施，这种传输技术不能满足将来的用户需求，因此需要一种既要简单经济、方便扩展、能向用户同时能提供语音、数据以及视频的服务，而且该技术必须要以数据为核心并对IP数据业务是最优的解决方案来解决现今带宽所遇到的问题。正是在这种背景下，EPON (Ethernet over PON)技术被引入作为一种新的宽带接入技术。EPON是利用PON (无源光网络）的拓扑结构实现以太网的接入。现在，EPON被视为能满足上述要求的下一代接入网的最佳候选技术，它代表了低成本高带宽以太网设备与低成本光纤网的融合。
1.1.2配电通信网发展介绍
2009年5月，国家电网公司的“智能电网”的发展计划首次向社会公布，智能电网涵盖所有电压等级，包括发电、输电、变电、配电、用电、调度等环节，其就是以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，构建以信息流、电力流、业务流为特征的统一坚强智能化电网。其中“统一”是智能电网的前提，“坚强”是智能电网的基础，“智能”则是关键。如今电力行业的网络覆盖情况以及各种业务需求非常特殊，不仅电力网络覆盖面积大，从城镇的中心到偏远的村落。而且作为专业电力网络，电力通信网络的发展已经相对完善，但是由于公网的运营商提供的容量相对比较小，同时电力通信网络承载着电力的调度、信息获取，于是对整个网络的安全和维护都有了更高的要求。因此主干通信网通常都采用SDH环网搭建保护设备[9]，但由于末端的业务接入因为受资金、线缆敷设、设备维护治理等条件限制发展较不平衡。近些年来随着宽带业务的迅猛发展，以及电力通信系统的不断发展，电力网络系统迫切的需要一种高灵活性，高保护机制，高智能化治理，高带宽，高性价比的综合业务的宽带光纤产品来解决末端用户的接入方案。
第2章配电终端ONU的系统设计简单介绍
EPON技术的原理以及上下行数据传输的原理，对配电ONU进行了简单概述和总结，分析和总结了配电ONU的相关功能需求，最后给出配电ONU的组网应用图。
2.1 EPON的基本原理
EPON标准是IEEE制定的，其基本原则是尽量在802.3体系结构内进行EPON的标准化工作，最小程度地扩充标准以太网的MAC协议。IEEE802.3ah是EPON的标准，该标准规定了 EPON的物理层、OAM(运行管理维护)、MPCP(多点控制协议)等相关内容。这就最大程度地继承了以太网经过长期、大规模实践检验积累下来的宝贵技术经验以太网无源光网络（EPON)是一种新型光纤接入技术，采用点到多点(P2MP)结构单纤双向光纤传输，在以太网上提供多种业务。EPON系统由放在局端的OLT (Optical Line Terminal,光线路终端）、中间提供光传输通道的ODN(Optical Distribution Node,光分配节点）以及放在用户终端ONU(OpticalNetwork Unit,光网络单元）三部分组成。EPON参考结构如图2-1所示。
第3章配电终端ONU软硬件设计……………………….. 14
3.1配电终端ONU的硬件电路设计 ……………………….14
3.1.1 配电ONU的硬件描述 ……………………….14
3.1.2配电ONU的各功能模块说明………………………. 16
3.1.3配电ONU的各单元间配合描述………………………. 24
3.1.4配电ONU的电源设计………………………. 25
3.1.5 配电ONU的布线布局………………………. 26
3.2配电终端ONU的软件系统………………………. 28
3.2.1 配电ONU的软件………………………. 28
3.2.2配电ONU的软件功能………………………. 29
3.2.3 配电ONU的软件设计………………………. 31
3.3本章小结………………………. 44
第4章配电终端ONU功能测试………………………. 45
4.1 配电ONU基本功能验证………………………. 45
4.1.1 VLAN业务管理………………………. 46
4.1.2 UNI 端 口管理………………………. 47
4.1.3 MAC地址管理………………………. 48
4.2配电ONU特殊功能验证………………………. 49
4.2.1 配电ONU的PON倒换测试………………………. 49
4.2.2配电ONU的串口功能测试………………………. 50
4.3 本章小结………………………. 51
第5章总结与展望………………………. 52
5.1本文工作总结………………………. 52
5.2课题展望 ……………………….53
结论
本论文主要研究的内容是用在国家电网配电终端的设备配电ONU，通过对该设备的研究，使我熟悉了 EPON的基本原理以及相关的知识，了解了 EPON技术在接入网方面的优势和EPON技术还需要不断改进的地方，同时了解了EPON技术在电力行业的应用，本次设计设计多方面的知识，使我自身能提得到很大的提高。本文主要研究结果有：
(1)研究了 EPON技术的发展背景、现状、原理应用以及技术优点。
(2)研究了电力行业的需求、发展以及不足，研究了配电自动化的功能特点以及EPON电力配网的意义。
(3)研究了配电ONU的研究现状、功能需求以及组网应用；对硬件的重要器件、对硬件各功能模块以及各单元模块之间的配合都进行了说明；研究了配电ONU的软件设计基本思想、架构和方案，对配电ONU软件功能进行详细的说明，重点研究了配电ONU的保护倒换设计、SWITCH部分驱动设计、串口功能部分的设计。
(4)最后对此配电ONU的基本功能以及PON的保护倒换、串口功能进行了测试，并得出结果，验证了本设计最终成功。
本产品能满足以太网的所有基本功能，该ONU主要用在配电网的终端，用来连接到采集设备或电表终端上来将釆集的数据上传给OLT，并将OLT下发的控制信息传给终端设备；与普通的ONU相比，主要有两个特殊的功能，一是有两个PON MAC芯片，可以进行主备保护倒换，而是有两个独立的RS232/RS485串口。