工業以太網交換機和工業EPON作為目前兩種最為重要的配網通訊解決方案,各有其特點。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、網絡冗余協議、管理協議、網絡精確時鐘傳輸協議等,不同廠商產品互通性好,可以實現混合組網。
EPON的標準2004年才正式發布,工業EPON的標準更是近幾年才逐漸完善,所以很多具體實現細節的標準化待統一,比如: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,互通性還有一定的風險,需要一段時間。
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,無論從芯片還是市場,整個產業鏈都非常成熟,EMC、高低溫等工業特性完全能夠滿足工業需求,在配網以外的市場都已經得到了非常廣泛的應用。
EPON作為一個較新的技術,其工業化時間較短,并且主要集中在電力行業,實際運行經驗不足。其光分路器為無源器件,穩定性高。但是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可以通過分光器形成點到多點網絡模式,非常適合配網的實際分布情況。各ONU采用并聯方式接入,抗多點失效能力強。其可能的不足在于,所有業務處理都集中在OLT上,OLT穩定性至關重要,而OLT生效后,將全網癱瘓,底層節點之間的通信也會中斷。由于光分路器插入損耗,導致網絡不能太大,最長不能超過20公里。對于新增節點的擴容,通過更換光分路器即可增加方向,非常方便。
工業以太網交換機主要采用分段冗余、相交環、相切環等方式,提高組網的可靠性,抗多點失效能力弱。其對等通信模式,單個節點失效不會對全網造成致命影響。而通過選擇合適的光模塊,傳輸距離最多可達100公里。對于擴容,需要更換相連節點的交換機以便支持多更多的光口,成本會增加。
對于EPON的單纖雙向優勢,首先目前在布線的時候不會只布一根光纖,并且工業以太網也可通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協議來區分為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,它具有一種稱為“MAC地址表”的功能,能識別和記憶網絡中的設備。換言之,如果端口2收到一條帶有特定識別碼的消息,此后交換機就會將所有具有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沖突,提高了傳輸性能,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信檢測和冗余配置功能。
相對于非管理型交換機,管理型交換機擁有更多更復雜的功能,價格也高出許多.通常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,通常可以通過基于網絡的接口實現完全配置。它可以自動與網絡設備交互,用戶也可以手動配置每個端口的網速和流量控制。一些老設備可能無法使用自動交互功能,因此手動配置功能是必不可缺的。
絕大多數管理型交換機通常也提供一些高級功能,如用于遠程監視和配置的SNMP(簡單網絡管理協議),用于診斷的端口映射,用于網絡設備成組的VLAN(虛擬局域網),用于確保優先級消息通過的優先級排列功能等。利用管理型交換機,可以組建冗余網絡。使用環形拓撲結構,管理型交換機可以組成環形網絡。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。
可網管交換機可以通過三種方式來管理:通過RS-232串行口(或并行口)管理(或稱帶外網管)、web網管和通過SNMP網絡管理軟件管理(或稱帶內網管)。究竟采用哪一種方式呢?在交換機初始設置的時候,往往得通過帶外管理;在設定好IP地址之后,就可以使用帶內管理方式了。帶內管理因為管理數據是通過公共使用的局域網傳遞的,可以實現遠程管理,然而安全性不強。帶外管理是通過串口通信的,數據只在交換機和管理用機之間傳遞,因此安全性很強;然而由于串口電纜長度的限制,不能實現遠程管理。所以采用哪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通常由OLT、ONU和分光器組成。一般OLT會支持SNMP協議,但ONU不支持SNMP,甚至沒有IP地址。分光器完全是無源設備,不支持任何形式的管理協議。所以對于EPON網絡的運維管理而言,通過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系,通過OAM擴展報文的方式通信。網管不與ONU直接通信,所有配置都必須通過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。對于不同廠商的Epon網絡,通過對Sugarnms智和網絡管理軟件進行二次開發,也可以很好地實現Epon網絡的遠程管理運維。
總的來說,工業以太網交換機和工業EPON作為兩種配網主流的通訊方式,各有特點,目前在試點階段均有應用,后續根據不同項目的實際情況,也應該是各有優勢,長期并存。
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