[发明专利]一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统

权利要求书

1.一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统，其特征在于：该配电网自动化通信系统采用2层组网模式，多台交换机同时开启快速环网保护协议；局端主站和变电站共配置至少6台交换机，构成环形光纤以太网，变电站及其下辖配电终端采用EPON通信系统；在局端主站设置至少一个密匙服务器；

该配电网自动化通信系统的工作流程为：

步骤S1，第j个OLT或第i个ONU被配置到配电网自动化通信系统之前，向密钥服务器离线登记注册；

步骤S2，OLT与ONU之间根据MPCP执行自动注册流程，OLT将获得ONU的MAC地址，并赋予ONU以LLID；

步骤S3，OLT和ONU为共享密钥的通信实体，利用询问一应答机制，OLT和ONU分别验证对方的合法性；

所述步骤S3中，利用OLT和ONU双方认证时所建立的密钥作为主密钥，OLT和ONU利用Hash函数生成会话密钥，完成通信数据的加密与解密操作；

所述配电网自动化通信系统具备安全机制，假定OLT和ONU的共享密钥为k，所使用的对称密码算法中加密和解密操作分别用EK(.)和Dk(.)表示，存在一个供系统使用的Hash函数，安全机制的实施流程如下：

步骤S31，0LT发送GATE发现帧以检测未接入网络的ONU；

步骤S32，ONU向OLT发出注册请求帧REGISTER—REQ，其内容包含自己的MAC地址；

步骤S33，OLT向新发现的ONU发出注册帧REGISTER；

步骤S34，OLT向ONU发送GATE认证帧；

步骤S35，OLT生成一随机数n_i，用k加密后将密文E_k(n_i)发送给ONU；

步骤S36，ONU首先解密E_k(n_i)得到n_i，并生成一随机数n_j，然后用k加密n_j并把E_k(n_j)和n_i发送给0LT；

步骤S37，OLT比较收到的ni与自己生成的随机数是否相同；若相同，则ONU的合法性得到验证；OLT向ONU发送标准的GATE授权帧以允许ONU发送消息REGISTER ACK；

步骤S38，OLT E_k(n_j)并向ONU发送n_j，同时计算会话密钥K_s＝Hash(k，n_j)；

步骤S39，ONU收到GATE授权帧和n_j后，比较n_j与原先自己产生的随机数是否相同；如果相同，则OLT的合法性得到验证；ONU计算会话密钥K_s＝Hash(k，n_j)并利用K_s将REGISTER ACK加密发送给OLT。

2.根据权利要求1所述的一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统，其特征在于：所述EPON通信系统在物理层采用PON技术，在链路层采用以太网协议，应用PON的拓扑结构实现以太网的接入。

3.根据权利要求2所述的一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统，其特征在于：所述EPON通信系统是由光线路终端OLT、光分配网络ODN和用户侧光网络单元ONU组成的单纤双向系统。

4.根据权利要求3所述的一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统，其特征在于：所述EPON通信系统组成树形、星形、环形和/或总线型的拓扑形式。

5.根据权利要求4所述的一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统，其特征在于，步骤S1中，OLT和/或ONU通过离线登记注册之后，OLT获得与密钥服务器共享的密钥k_j，ONU获得由密钥服务器颁发的密钥k_i。

6.根据权利要求5所述的一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统，其特征在于，所述密钥服务器将ONU的MAC地址及相应的密钥k_i绑定并存储。

7.根据权利要求6所述的一种基于EPON技术的配电网自动化通信系统，其特征在于，在步骤S2中的注册流程过程中，OLT用其与密钥服务器共享的密钥k_i加密ONU的MAC地址发送给密钥服务器；密钥服务器通过ONU的MAC地址验证其合法后，将与该MAC地址绑定的密钥k_i，用k_i加密发送给OLT。