基于光纤抄表系统的EPON OLT硬件设计和实现

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以太网和光纤通信的结合衍生了一项新的技术EPON(Ethemet Passive Optical Network),该技术是实现高宽带传输、综合业务接入网的重要技术之一。EPON系统的拓扑结构为点到多点(P2MP)的单纤双向光接入网络技术,这种链路形式可承载综合型业务。研究发现目前的远程自动抄表技术因通讯介质多、通信速率低、无法扩展业务等诸多弊端,已无法满足电力通信对智能电网的内在要求。本文提出一种结合EPON的光纤抄表技术,实现低压电力光纤通信,不仅解决了抄表系统存在的上述问题,还使电网与“三网”共用了EPON平台,加速了未来的“四网融合”。本文从解决电力通信系统存在的问题出发,旨在实现光纤通信方式电力抄表系统,本文的主要内容如下:(1)分析了现有远程自动抄表系统中几种常见的抄表方式,并分析其存在的不足之处。针对智能电网的需求面临的问题,结合已经成熟的EPON技术提出了基于EPON的电力抄表方案,给出了满足电网需求的光纤抄表系统EPONOLT的设计方案。(2)设计了应用于光纤抄表系统的高密度EPON OLT设备,根据系统需求详细分析了光纤抄表OLT的电源系统,时钟系统的设计方案,器件选型和硬件电路。解决了EPON平台融合网络和集抄的难点技术,实现了上/下行数据的物理信道分离技术,满足智能电网对低压电力光纤通信的要求。(3)阐述了高速电路的信号完整性和电源完整性的理论知识,分析了影响信号完整性和电源完整性的现象。并从高速电路的PCB设计出发分析了本系统的叠层设计、阻抗设计、终端匹配等技术,对高速信号和电源系统进行仿真和分析,提供了系统优化的方案。(4)完成了EPON OLT系统的调试和配置工作,模拟实际抄表环境搭建EPON光纤抄表链路平台,并测试了EPON光纤抄表系统中OLT端至ONU端的吞吐量和丢包率。本文设计的OLT设备结合仿真和调试的结果,基本满足电力EPON的性能要求,可以实现:EPON上下行通信速率为对称的1.25Gbps, OLT端与ONU端收发数据的吞吐量相等,丢包率仅为δ=0.54%。
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