EPON技术及应用（共12篇）
EPON技术及应用 篇1
1 EPON应用的网络结构
EPON综合接入网是一种构建于无源光分配网络 (ODN) 之上的宽带接入网络, 它融合了低成本、高带宽的以太网设备和低成本的光纤网技术, 可以实现语音、数据、视频多业务的综合接入。
按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同, EPON网络可以分为光纤到交接箱 (FTTCab) 、光纤到大楼/分线盒 (FTTB/C) 、光纤到户 (FTTH) 和光纤到办公室 (FTTO) 四种不同的基本应用类型。
(1) 光纤到交接箱 (FTTCab) :将光网络单元 (ONU) 安装在交接箱, 常用于解决已有铜缆资源, 且用户密度不高地区的通信需求。
(2) 光纤到大楼/分线盒 (FTTB/C) :将光网络单元 (ONU) 安装在楼道配线间, 适合带宽要求较高或者用户局部密集的地区, 从ONU以下的引入线采用金属线或无线方式连接用户, 金属线采用XDSL、LAN技术, 无线方式可采用Wi-Fi、Wi MAX或者其他方式。
(3) 光纤到户 (FTTH) :采用光纤代替金属线的馈线段、配线段和引入段, 做到全光接入, 将光网络终端 (ONT) 安装在用户家中。FTTH的主要特点是不但能够提供更大的带宽, 而且还增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性, 由于用户端设备体积比较小, 家庭环境很容易满足ONT的安装要求, 简化了安装和维护;FTTH采用无源光网络, 从局端到用户端可以做到完全的无源;每个用户可分配到高达20Mbit/s甚至更高的独享带宽, 是接入网发展的最终方式。
(4) 光纤到办公室 (FTTO) :光网络终端 (ONT) 设置在商业、企业用户终端设备处, 能提供一定范围的灵活业务。
2 EPON系统的组成
EPON系统由局侧的光线路终端 (OLT) 、用户侧的光网络单元 (ONU) 和光分配网络 (ODN) 组成, 为单纤双向系统。在下行方向 (OLT到ONU) , OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU, 在上行方向 (ONU到OLT) , ONU发送的信号只会到达OLT, 而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络的利用效率, 上行方向采用TDMA多址接入方式, 并对各ONU的发送进行管理。
OLT既是一个交换机或者路由器, 又是一个能提供多业务的平台, 它提供语音、数据、视频业务网络的互联接口。在OLT上将提供多个Gbit/s和10Gbit/s的以太网接口, 支持WDM传输。EPON中的ONU采用了技术成熟的以太网络协议, 在中高带宽的ONU中实现了以太网第二层第三层交换功能。这种类型的ONU可以通过层叠来为多个最终用户提供很高的共享带宽。因为都是使用以太协议, 在通信的过程中, 就不再需要协议转换, 实现ONU对用户数据的透明传送。
3 EPON的组网应用
3.1 城市区域
集中分光是将分光器统一安装在OLT所在的机房内, 与ODF架一体, 按全部用户数量将分光器、光纤统一配齐, 根据实际用户需求配备OLT所需板卡数量, 通过ODF架跳纤开通用户。而分散分光是将分光器安装在光交箱或较适宜的地点, 根据覆盖的用户数进行光纤配置。集中分光较分散分光的特点是便于维护, 但光纤使用量相对加大。所以只有当小区住户数量相对固定、楼宇分布较为集中整齐时, 采用集中分光方式较为适宜。
无论采用哪种组网方式, 对于小区多层用户, 需要有适宜安装OLT设备的机房 (可按实际情况确认机房位置:如几个邻居小区共用) , 楼宇内应该在单元内预留单元分线箱, 楼层预留组线箱位置, 同时采用直径不小于40mm的暗管连接。小区高层及商务楼宇用户除应有中心机房外, 还应有适宜的楼层配备弱电间, 楼层间有弱电井相连。
城市新建小区、商务楼宇的光纤到户、光纤到桌面的需求, 采用EPON方式是较为理想的使用方案, 而对于已有语音线缆入户, 普通宽带需求的用户, 采用光纤+LAN的方式, 将光缆布放至楼道内, 安装楼宇交换机, 引五类线入户仍是较适宜的方案, 这样既可节省大量ONU设备, 又不影响用户对带宽的要求。
3.2 农村地区
结合农村光进铜退的要求, 较适宜采用分散分光及多级分光的方式。现在的OLT设备覆盖达20km, 因此在考虑农村组网使用时可根据所需覆盖的村庄数量确定引出的光缆芯数 (按每村所需光纤芯数, 确认分光器数量, 计算机房引至村庄所需的光纤数量) , 将光纤从机房引出后, 在村庄附近安装分光器, 剩余光纤继续敷设至下一个村落, 以此类推。
采用EPON组网方式可以较好地解决农村电缆被盗、光纤覆盖紧张状况, 节省大量投资。
摘要：EPON是将以太网技术和无源光网络技术结合起来的宽带接入技术, 采用点到多点网络结构, 无源光纤传输方式, 在以太网上提供多种业务, EPON技术成本低, 维护简单, 容易扩展, 易于升级, 相对其他接入技术具有独特的优势。
关键词：EPON,FTTH,光纤接入
参考文献
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EPON技术及应用 篇2
摘要
本文主要依据我国广电的现状，介绍了EPON技术的特点、发展、原理与标准。探讨了EPON技术在HFC网络中的应用原理及各种不同接入网络的构成形式，论述了EPON在HFC中应用的优势。
关键词：光纤同轴混合网(HFC);以太无源光网络(EPON)
1．绪论
.广电系统在视频业务、网络资源和用户资源方面拥有突出的优势，如何利用自身优势，把握市场发展并抢得用户需求的先机是广电赢取市场的关键。广电在光纤网络资源和入户线路资源方面占有很大优势，但旧有的单向HFC网络无法满足新业务的需求，EPON(Ethernet Passive Optipnal Network:EPON)技术的成熟为HFC网络的双向化改造带来了新的契机。EPON网络结构和HFC光传输网络结构类似，部署起来比较方便，用EPON技术实现双向HFC网络比传统的CableModem改造方式更具成本和业务能力的优势。EPON网络可以独立组网完成双向网络，实现互动电视业务的回传，还可以实现多种基于IP的数据、话音和视频业务。另外EPON也可以通过WDM技术和现有155Onm波长的有线传输网络结合，大大节省了光纤资源。
本论文结合我国有线电视的现状，介绍了EPON技术在HFC网络中的应用原理，并且研究了EPON技术在HFC双向光网络中的应用。
2．EPON技术简介
EPON是指采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网上提供多种业务。EPON是几个最佳的技术和网络结构的结合。
目前，IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的95%以上。EPON由于使用了经济和高效的结构，是接入网中的一种最有效的通信方法。
2.1EPON的网络结构
EPON系统是一个典型的光接入网，一套典型的EPON系统由硬件和软件两大部分构成:硬件部分主要包括有源网络设备和无源光分配网两大部分。有源设备包括:光线路终端OLT;光网络单元/光网络终端ONU/ONT;无源光分配网主要包括无源光网络/光分配器PON/ODN。OLT位于根节点，通过PON/ODN与各个ONU相连。在下行方向，OLT提供面向无源光纤网络的光纤接口;在上行方向，OLT将提供eE(eigabitEthernet)。将来，OLT也会支持10Gbit/s以太网的高速接口。为了支持其他流行的协议，OLT还可支持A翎、FR以及oc3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准。OLT通过支持El接口来实现传统的TDM话音的接入。在EPON的统一网管方面，OLT是主要的控制中心，实现网络管理的主要功能。
2.2EPON工作原理
l、EPON的物理层
EPON的物理层由PCS、PMA和PMD三个子层构成。根据EPON应用于接入网的定位，IEEE802.3ah所规范的EPONPMD子层的基本目标是:①支持光纤、光分/合路器构成的点对多点的拓扑结构;②在分支比1:16时，支持在一根单模光纤上100oMbPs(数据速率)不小于20km的双向传输;③物理层接口的误码率小于等于10-2。IEEE802.3ah规定采用WDM技术实现在一根光纤上进行双向传输。
2、EPON的层次模型
对于以太网技术而言，PON是一个新的媒质。而对以太网做C层以及MAC层以上则尽量做最小的改动以支持新的应用和媒质。EPON是由OLT(光线路终端)、ONU(光网络单
元)以及ODN(光分配网络，由无源分光器和光纤组成)等单元构成的点到多点系统。其系统拓扑多为星型或树型分支结构。
OLT位于EPON系统的局端一侧，负责EPON系统外部资源与终端用户的连接，汇聚外部业务，协调远端ONU。外部资源包括语音、数据及视频业务。除了这些基本功能外，高等级的OLT还具备数据路由、交换和语音网关等功能。ONU负责用户的接入和业务的覆盖。下行方向(由OLT到ONU)采用广播方式，每一个ONtl将接收到所有下行信息，根据其袱C地址提取有用信号。上行方向(由ONU到OLT)采用时分方式共享系统。
3．EPON技术在HFC网络中的应用原理
3.1EpON与HFC网络结构的比较
EPON网络与HFC网络结构均主要有树枝型、星型、环型、混合型与总线型等几种。EPON网络的物理构造与HFC网络的体系结构没有差异，网络的结构都是点对多点的传输方式，即星型或多级星型的构造。且各分光器均可采用不对称分光比的分光器，保证每条链路在设备光接受灵敏度范围内。这样EPON系统很容易采用WDM技术叠加在HFC网络上，从而实现双向传输。
综上所述，HFC网络与EPON技术结合，可以快捷地实现网络双向改造，并可以为用户提供更大带宽，甚至向FTTH平滑过渡。较之于其它业务网络，最没有体系结构的差异，具有天然的优势，建设成本会最低，从而令HFC网络成为最具有竞争能力和广阔发展前景的宽带业务接入网。
3.2EpON技术在HFC网络的应用原理
EPON采用以太网帧结构、点到多点结构、无源光纤传输方式，极大地简化了网络结构。结合HFC的网络结构，采用EPON技术和HFC技术的结合，在广电网络原有网络基础上扩展新的宽带数据接入功能、迅速占领宽带接入市场提供了机会。
1、前端或分前端
有线电视网络能够开展的业务主要有:传统模拟、数字电视业务:以太网接入业务:交互电视数据回传;IP话音业务;IP视频业务:其它增值业务等。这就要求前端或分前端除了能够提供模拟、数字电视业务以外还要具有以上其它业务的接入功能。经过EPON技术改造的前端或分前端原理如图5一3。图中OLT为EPON的前端设备;路由器完成各种IP业务、电话业务及网管系统的接入;模拟、数字电视业务采用155Onm光波长送入光纤网。OLT的下行光波长为1490nm，上行光波长为1310nm。三个光波长通过WDM采用光波分复用的技术共用一根光纤。
2、光缆传输
WDM的使用，使系统采用的3个光波长能够在一根光纤中来传输全业务，而光缆中仅保留备用和预留光纤即可，或增加备份路由。PON技术的采用，使光节点的覆盖范围达到20km以内、数量16个以上。
光分路器(ODN)的使用，使网络成为点对多点的结构，大大降低了光纤(缆)的使用量。当前HFC网络的四芯光缆完全能够满足EPON网络对光纤的需求，并且可以完全保留原HFC网络的拓扑结构和光缆路由，仅需增加光接点而己。
3、用户端
对于预留了两线或具备重新布线条件的建筑，可采用EPON+LAN的技术使多个用户共用一个ONU，采用五类线入户方案。结合EPON技术与EoC(EthernetoverCoax)技术。
对于未预留网线又不具备重新布线条件(用户已完成室内的装修)或线路距离较长的用户，可以利用原同轴电缆代替5类线做基带传输(占用O~30翩z频带，10MbPs半双工)。即将以TV的RF信号和数据信号按照频分复用的技术来混频，在同轴电缆中传输，避免楼道内的线路改造、铺设，完成HFC网络的双向化。简单的说EoC就是一种通过有源或无源介
质变换器(合波器)在同轴电缆中传输以太网信号的技术。
3.3EPON在HFC中应用的优点
1、EPON网络局端(OLT)与用户(ONU)之间仅有光纤、光分路器等无源光器件，无需机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员。
2、采用单纤波分复用技术仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。
3、上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分多址接入(TD撇)共享带宽。
4、系统成本低，建设周期短。
5、EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力
6、协议转换成本低。
7、安全性高。
结束语
本论文论述的主要是就目前广电网络的发展。随着光纤进一步接近用户，光纤到户(FTTH)无疑是各个电信业务运营商追求的最终目标。采用EPON技术建设广电新一代双向接入网将是一种较好的方案。EPON系统及其构造，比较适应HFC网络的双向接入，与FTTH的发展方向吻合，从而确保了系统设备使用的长期性和减轻系统的维护量，代表了一个时期内的接入技术发展的方向。
参考文献
EPON技术及应用 篇3
关键词：EPON 应用模式 发展建议
1 EPON概述
EPON（Ethernet Passive Optical Network）是PON技术中最新的一种。EPON是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM（Time Division Multipexing）时分MAC（Media Access Control）媒體访问控制方式提供多种综合业务的宽带接入技术。EPON具有成本低、维护简单、容易扩展、易于升级，提供非常高的带宽，服务范围大，带宽分配灵活等特点。它适应了“光进铜退”的策略要求，可以有效支持三网合一的业务需求，在未来一定时期将成为主流的宽带接入技术。
2 EPON网络介绍
以太网无源光网络（EPON）采用树形拓扑结构，它由局侧的光线路终端（OLT）、用户侧光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。ODN在OLT和ONU间提供无源光通道。所谓无源，是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN (光分配网络)没有任何有源电子设备。EPON使用波分复用（WDM）技术，同时处理双向信号传输，上、下行信号分别用不同的波长，但在同一根光纤中传送。OLT到ONU/ONT的方向为下行方向，反之为上行方向。下行方向采用1490nm，上行方向采用1310nm。
3 EPON技术的应用场合
①商业客户比较集中的写字楼、网吧集中区和工业园区等。②EPON＋LAN方式代替园区交换机和光纤收发器的使用，减少网络层次。③新建小区，楼内综合布线已经部署光纤或只需布光纤。④旧小区通信改造，结合宽带提速改造工程。aFTTB＋ADSL2+/VDSL2融合方案；bFTTB＋LAN融合方案。⑤上行带宽要求较高的业务，如视频监控、视频通信等业务。⑥农村信息化方案，xPON统一接入和承载数据和话音业务。
4 EPON技术的应用模式
4.1 FTTB (EPON+LAN)应用模式
4.1.1 应用场景 光纤到大楼，多个宽带用户共享一套ONU，主要应用于新建小区场合，提供语音、数据、视频综合业务接入，该种模式满足高带宽业务接入要求，节省纤芯和上行数据端口资源，建网成本较FTTH模式低。一般ONU设备放在楼内，末端采用五类网线，铜线接入距离在100米以内。
4.1.2 业务类型 支持VOIP语音业务、宽带上网业务、高清电视业务、可视通讯等综合业务的接入。
4.1.3 相应产品 如：中兴的F820（16POTS+16FE，24FE，16E1），华为的MA5626E(24FE)。
4.2 FTTB(EPON+DSL)应用模式
4.2.1 应用场景 光纤到大楼，多个宽带用户共享一套ONU，主要应用以下两种场合：①宽带提速场合，“光进铜不退”，保留铜缆，宽带下移，解决宽带提速问题，语音提供方式不变；灵活满足老城区改造需求，节省纤芯和上行数据端口资源，具有该种模式的建网成本较FTTH模式低。②新建区域：“光进铜退”，接入节点下移到楼内或者小区，家庭网关HGW提供基于VoIP的语音，无需再铺设主干电缆。
4.2.2 业务类型 支持VOIP业务、宽带上网业务、高清电视业务、可视通讯等综合业务的接入。
4.2.3 相应产品 如：中兴的9806H（96ADSL2+或者64VDSL2），华为的MA5606（64ADSL2+或48VDSL+）。
4.3 FTTO应用模式
4.3.1 应用场景 光纤到办公室FTTO建网模式，单个或者多个宽带用户共享一ONU，用于各种类型OFFICE。该种方式和传统的光电转换或者PDH设备相比，在业务提供能力、节省主干光纤等方面具有较大的优势。
4.3.2 业务类型 支持VOIP业务、宽带上网业务、高清电视业务、可视通讯、TDM专线等综合业务的接入。
4.3.3 相应产品 如：中兴的F429/F820/D402等。
4.4 FTTH应用模式
4.4.1 应用场景 光纤入户，每个用户独享一套ONT，主要应用于高端新建小区或者别墅区，实现家庭综合通讯业务接入，该种模式的建网成本较高。
4.4.2 业务类型 支持VOIP语音业务、宽带上网业务、高清电视业务、CATV业务、可视通讯等综合业务的接入，根据业务需求类型，选择不同的ONT终端。
4.4.3 相应产品 如：中兴的D400/D401/D420/D422/F425等终端，华为的HG850E等终端。
4.5 基站接入应用模式 新建基站或老基站传输切换，可采用EPON技术进行基站接入，系统保证基站业务必须的时钟要求。
4.6 视频监控应用模式 视频监控接入模式：①应用于交通、公安、银行、保险、煤矿、商务楼宇、家庭监控等场合。②监控业务的需要300K～10M上行带宽（夜间监控需要10M带宽）。
4.7 小区光纤接入组网模式
4.7.1 传统方式 优势：组网成熟，用户覆盖基本一步到位，设备成本较低。劣势：PDH无法网管，故障率高；楼道设备需要接电；需要专门机房放置小区汇聚交换机。
4.7.2 FTTB方式 优势：设备成本和传统方式接近，楼道带宽可突破100M限制，光网络结构简单，而且无需机房建设。劣势：接电困难，且无保障；接电部署在楼道，维护较为困难。
4.7.3 FTTO方式 优势：用户平均带宽更高，ONU一般放置在企业、单位中心机房内，设备维护简单。劣势：占用主干光纤较多，终端成本较高。
5 EPON发展建议
5.1 从对EPON应用场景模式的分析可以看出，EPON既可以作为业务网络直接提供宽带接入业务，又可以为其他业务网提供承载。因此，在业务开通时，应加以区分，做好资源管理。同时，由于互通性方面尚有一些问题，因此建议在EPON建设初期不要引入多种类型设备。
5.2 EPON是一种新兴的宽带接入技术，作为联通的维护人员，需要掌握更多的技能。维护人员不但需要熟悉交换机、路由器的使用与维护，更需要掌握光缆等其他专业知识。只有这样，才能在EPON网络维护过程中快速定位故障，快速解决故障，服务好我们的客户。
5.3 因为EPON是一种多业务接入平台，现网中可以对EPON的多个上联口进行了规划，分别开放宽带、专线、语音等业务，根据公司的具体业务需求，搭建不同的业务网络；而且还应长远考虑“三网融合”的发展目标，合理规划，实现用户的多业务捆绑，如视频点播、视频监控、移动网络接入等各种接入。通过优先级和VLAN的划分，有效保证各种业务的正常运转。
5.4 “停电问题”是EPON系统的最大软肋，应提起我们足够的重视。对于要求业务高可用性保障的政企和高企客户，要因地制宜地实施备电方案；对于普通家庭用户，营销人员在业务营销阶段，必须注意将可能存在的问题向用户说明，并在用户服务协议中体现相关内容，避免不必要的法律纠纷。
从理论上来讲光纤传输稳定，接口牢固不易松动，从局端出局到用户的ONU之间均为无源器件，减少了故障点，应该比传统的网络易于维护。目前，“光进铜退”项目的正式启动，将进一步加快联通公司光纤化推进步伐和光网城市的建设进程，为公司的宽带业务发展提供更加有力的支撑，还可进一步降低公司的网络运营成本，助力公司持续、健康发展。总之，EPON是现阶段建设实现“光纤入户”的最佳选择。
EPON技术及应用 篇4
EPON, 即为以太网无源光网络, 它是一种以以太网技术为基础, 通过利用无源光纤网络的拓扑结构, 实现以太网接入的新型宽带接入技术。与传统的宽带网络接入技术相比, EPON技术不仅更加先进, 也更加的完善, 能够很好地解决传统宽带接入网技术中所存在的一些问题, 很好地保证了接入网络后IP的稳定性和可靠性。接下来, 本文将对EPON接入网络技术进行研究, 并对其应用过程中的同步测距以及带宽分配等关键技术进行分析, 以更好地提升EPON接入网络技术, 在原有基础上进一步提升其稳定性和可靠性。
1 EPON 接入网络技术的发展现状
作为一种最新型的网络接入技术, EPON几乎综合了各种传统网络接入方法的所有优点, 还有效解决了这些传统接入方法中存在的缺点, 其不仅能够实现以太网上同时提供多种业务, 还有效地保证了接入网络后IP的稳定性和可靠性。
EPON接入网络技术采用的是光纤传输技术和点到多点的传输结构, 并利用无源光纤网络的拓扑结构, 达到了接入以太网的目的。与传统的宽带网络接入技术相比, EPON接入网络技术还具有成本低、带宽大、稳定性强的特点, 并且, 除此之外, EPON接入网络技术还拥有比较强的扩展性, 网络接入管理也比较方便[1]。因此, 基于以上各种优点, 使EPON接入网络技术诞生之后就迅速取代了传统的宽带网络接入技术, 成为了当前主流的网络接入技术。
至今为止, 经过近十年的发展, 我国EPON接入网络技术已经发展成熟, 开始在我国网络的接入中开始普及应用, 并且, 随着相关技术的不断提升以及应用设备的不断更新, EPON接入网络技术也在不断的更新换代和升级中, 技术不断完善, 稳定性和可靠性也在不断提升。
2 EPON 接入网络技术的研究
EPON接入网络技术是在有效综合PON技术以及以太网技术的基础上发展而成的, 所以, EPON接入网络技术也继承了PON网络拓扑结构的特点, 采用的是点到多点的传输结构, 并通过光纤来实现在以太网上提供各种业务功能。
完整的EPON接入网络系统, 通常包括三个基本结构, 其分别是安置在中心机房的光线路终端 (OLT) 、安置在用户设备端上的光网络单元 (ONU) 以及用来连接光线路终端和光网络单元, 对下分和上行数据进行处理的无源光纤分路器 (POS) [2]。
2.1 数据下行
数据下行, 数据是从OLT输送到ONU中, 主要传输方法是广播式传播, 并且, 数据下行的时候还应该注意, 依照IEEE802.3ah协议, 在每一个数据帧的帧头中, 都需要将系统注册时自动生成的唯一的LLID (逻辑链路标示) 包含其中, 以确定所下发的数据是要传输给多个ONU端口中的哪一个端口, 并确保数据能够准确的输送到指定的唯一ONU端口中。数据下行的详细传输过程, 如图1所示。
如图1结构所示, 当下行数据从OLT中传送出来之后, 无源光纤分路器会对数据进行处理, 将数据流量分成三个独立的传输信号, 然后, 当独立的传输信号传送到ONU之后, ONU就会根据数据帧帧头中标记的LLID对数据的最终传输对象进行判断, 接受传输给自己的数据帧, 而略过其他的数据帧, 完成整个数据下行过程[3]。比如, 在图1中, ONU端口1、2、都分别接受了属于自己的数据帧并传递给终端, 而没有接受其他的数据帧。
2.2数据上行
在EPON网络中, 当ONU注册成功之后, OLT就会对注册成功的ONU进行控制, 通过指定的带宽分配策略或者是动态的分配策略, 根据不同的需求自动对ONU的带宽进行设置 (带宽, 指的是传输数据的基本时隙, 单位长度为16ns) 。在数据上行的过程中, 为了能够保证数据的传输能够对传输时隙进行准备把握, 所有的ONU的时间都要经由OLT进行统一控制, 以保证时间绝对同步。通过以上控制方法, OLT可以根据各ONU传输数据的需要, 对数据传输时隙进行合理分配和对时延进行合理补偿, 以确保每一个ONU的数据信号都能够同时达到POS, 顺利完成数据上行传输。数据上行的详细传输过程, 如图2所示。
如图2结构所示, 当上行数据从各ONU中传送出来之后, 无源光纤分路器会对数据进行处理, 将三个独立的传输信号合成一体, 形成完整的数据流量, 然后统一传输给OLT, 完成整个数据上行过程。
在数据上行过程中需要注意, 由于单独的ONU之间不能直接进行联系, 所以只能通过OLT进行通信, 而OLT可以对ONU的通信申请进行管理操作, 允许或者是禁止ONU之间进行通信, 这样, 就很好的保证了数据上行的安全性和隐秘性, 也更好的保证了数据传输的稳定性和可靠性。
3 EPON 接入网络技术应用的关键技术分析
3.1 同步测距
在EPON网络中, 由于物理层、网络层等的算法机制不一样, 所以在数据上行或者是下行的过程中, 所采用的数据传输方式也不相同, 这就给数据的安全、稳定传输带来了一定难度。比如, 当数据传输的距离比较远的时候, 由于对数据传输时隙分配或者是时延补偿控制的精确, 当数据上行的时候, 从各ONU传输出来的数据就无法同时达到OLT, 进而导致各传输信号之间发生冲突, 影响数据传输的稳定性和可靠性。除此之外, 当系统硬件设备老化严重或者是系统设备受到外界因素影响的时候, 也会对数据传输的稳定性和可靠性造成影响。因此, 在数据传输过程中, 尤其是数据上行, 从各ONU传输到OLT的时候, 为了保证数据传输的稳定性和可靠性, 一定要采用测距和同步处理方式对数据进行处理, 以保证数据传输能够按照制定的传输流程进行传输, 避免问题的出现, 进而保证EPON网络的稳定性和安全性。
3.2 带宽分配
带宽分配问题是所有网络中常见的问题, EPON网络同样如此。带宽的分配, 对用户使用网络的流畅性和稳定性有着极为重要的影响作用, 如果在网络管理中不能对带宽进行合理分配, 网络使用的流畅性和稳定性就会受到影响。而在EPON网络中, 由于下行带宽被占用, 基本不会出现问题, 因此, 带宽分配问题出现在上行带宽的分配中, 其中, 最主要的问题, 就是当多个ONU同时发送请求信号的时候, 由于公用一个光纤通道, 就容易出现数据传输堵塞问题, 影响网络的流畅性和稳定性[4]。而当前, 带宽分配方式主要有三种, 第一种是基于服务等级协议 (SLA) 的静态的分配方式, 但由于其效果比较差, 目前很少使用;第二种是基于用户需求的动态的分配方式, 这也会是EPON网络带宽分配的主要方式, 但是由于当前网络用户数量越来越多, 该种分配方式也逐渐满足不了分配需求;第三种, 是MIB-DBA动态带宽分配方式, 这是一种全新的分配方式, 有效结合了前两种分配方式的所以有点, 能够更好的满足带宽分配需求, 目前尚未普及应用, 是EPON网络解决带宽分配问题的最佳选择, 值得推广应用。
4 结束语
EPON接入网络技术是当前发展最快的一种网络接入方式, 并且具有着稳定性强、可靠性高、成本低以及带宽高等个多种优势, 对提高网络的稳定性和可靠性具有极为重要的影响作用。虽然, 与国外发达国家相比, 我国EPON网络的发展时间比较短, 技术相对比较落后, 但是经过这些年的发展也已经形成了一定规模, 技术也逐渐趋于成熟, 并已经开始大范围的普及应用。因此, 我国应该对EPON接入网络技术的发展和应用引起足够重视, 全力推动其发展。
参考文献
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浅析广电网络中的EPON应用 篇5
浅析广电网络中的EPON应用
作者：姬煦
来源：《科技创新导报》2011年第11期
摘 要:随着Internet接入的普及,以及三网融合的需求。采用什么宽带接入技术能满足带宽增长的发展趋势,并能做到逐步扩容,所有广电网络运营商都面临这一挑战。本文主要针对广电网络在采用EPON+EoC组网方式中,如何应对三网融合的背景下的多业务运营管理,尤其是如何有效的区分接入层多业务流进行阐述。
关键词:EPON PUPV PSPV PUPSPV ONU OLT
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(b)-0021-01引言
EPON是实现光纤到家(FTTH)的最佳方案之一,是长远发展方向。虽然目前单位用户造价已经低于初期CM和ADSL的造价,但只有在高带宽需求的地方才能成为性价比较高的方案。在高带宽需求不足、宽带用户开通率很低的情况下,单位用户建设、维护成本都还较高。因此,广电城域网的接入网采用EPON-FTTB(光纤到楼)的结构,ONU安装在每个楼栋,ONU输出的以太网信号如何入户就成为需要解决的问题。
通常,有两种入户的技术方案,其一为多用户共用一个ONU,五类线入户方案,即EPON+以太;其二是多用户共用一个ONU,同轴电缆入户方案,即EPON+EOC。EPON到楼+EOC无源同轴接入方案,这应该是广电网改造双向接入的一条新出路。
EOC实现的方法很多,分为无源方案和有源方案。无源方案如基带传输;有源方案如WLAN、PLC、MoCA、HPNA以及其它技术。工作原理
EOC基带方案的同轴接入,在许多情况下都是可考虑应用的方案。例如5类线布线碰到困难的时候或距离较长时,可以利用同轴电缆代替５类线做基带传输(占用0-20MHz频带,10Mbps半双工)。EOC就是基于同轴电缆上的一种以太网信号传输技术。其原有的以太网信号的帧格式没有改变,改变的是双绞线上的双极性(差分)信号转换成为适合同轴传输的单极性信号。EOC基带无源器件造价可以控制在几十元以内,这在许多时候比重新布线更为经济。3 业务流区分主要方式分析
在用户EoC终端设备至OLT进行业务流量隔离,将个人宽带、高清互动业务数据流进行区分处理,从而保证各类业务的有序传输。
针对业务流的区分,可采用的方式有:PUPV(Per User Per Vlan)、PSPV(Per Service Per Vlan)模式、PUPSPV(Per User Per Service Per Vlan)模式。广电网络EPON＋EOC标签应用配置管理方案
4.1 部署方式
内层TAG置于EOC终端、ONU对内层TAG进行替换转发、外层TAG置于 OLT。内层VLAN标签在接入EOC终端(由EOC局端配置);用于对业务进行区分;;ONU进行替换并转发。
外层VLAN标签在OLT部署;并针对不同的源tag进行不同的外层tag封装和不同上行的处理,保证外层tag不重复。
4.1.1 内层tag
每个EOC终端用户预留2类VLAN,目前EOC终端可以识别接入设备的MAC地址,(例如:STB回传vlanid=5;数据上网vlanid=6)分别用于上网、双向回传。VLAN数量共计:2个。ONU对CLAN进行替换(如果进行透传处理,全市OLT侧tag不能重复,否则将会对防止用户漫游带来隐患)如此配置继承并保持目前部署方式,不会对目前的tag规划产生大的冲突。就是ONU侧封装的tag数量增加1倍。
4.1.2 外层TAG
OLT同样根据CVLAN号选择性对各业务VLAN 进行标记外层标签、QoS位处理、不同上行端口。保证PSPV,经过EOMPLS传输至总前端BRAS。外层tag数量没有增加。
4.2 举例说明
4.2.1 EOC配置
EOC局端根据MAC地址前缀,区分EOC终端不同端口的tag封装;VLAN ID =5为双向回传业务(目前不能配置COS,正在改进);VLAN ID =6为数据上网。ONU配置:ONU分别根据EOC终端携带的tag 进行替换,(目前应用EPON设备均可以做到16:1的替换能力),同样继承携带的cos并转发。例如:VLAN ID 5替换为200且cos＝5并转发;VLAN ID 6替换为300。如此配置继承并保持目前部署方式,不会对目前的tag规划产生大的冲突。就是ONU侧封装的tag数量增加1倍。
4.2.2 OLT配置
依据不同的tag信息,做不同的外层tag封装、不同上行的转发至BRAS。数据上网QINQ=Cvlan300+Svlan30,点播回传QINQ=Cvlan200+Svlan20+cos5。
EOC终端要求:出厂时即将2个以太网口标识明确,引导用户正确连接。具体技术细节不像用户解释。
4.3 安全问题描述
EOC局端配置好识别业务的tag配置信息(例如:点播回传vlanid＝5;数据上网vlanid＝6),并在以太端口做明显标识(计算机、机顶盒)。
当用户利用计算机连接“机顶盒”端口上网,依据radius判断原则,将验证username＋passwd＋NAS_port_ID,由于cvlan tag将封装依据连接EOC终端下的设备MAC地址,所以tag信息没有改变,因此依然可以拨号上网。
当用户利用机顶盒连接“计算机”端口回传,依据radius判断原则,将验证username＋passwd＋终端MAC,由于重点识别的STB的MAC没有发生变化,因此双向STB可以实现漫游应用。假如用户攒取双向STB拨号的username＋passwd,并利用计算机进行拨号,重点识别的STB的MAC发生变化,则拨号失败。如果计算机修改自身的MAC地址(修改为双向STB的MAC地址)则拨号成功,单由于双向互动业务系统(包括互动游戏、在线支付等系统)前面均设备防火墙,又因双向STB的拨号策略的限制(双向STB的拨号获取私有地址,且只能在指定网络传输)也不能上网浏览,用户也会放弃。结语
在接入层面对业务流进行区分是广电网络应对三网融合多业务运营的基础,同时广电网络还应借鉴电信运营商Triple Play思想,在认证、授权、计费等应用层面进行精细化管理,统一化运营。
参考文献
EPON技术及应用 篇6
关键词 EPON技术；有线电视网络；设计方案
中图分类号 TN 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0111-01
随着市场经济的不断发展，我国的通信技术也取得了飞速的发展，尤其是有线电视网络中EPON技术的广泛应用，使得当前我国的有线电视网络取得了迅猛的发展。因此，如何在目前我国有线电视网络中进一步实现EPON技术，就成了现今有线但是网络发展的重要因素之一。
1 EPON技术内涵及其发展现状探讨
1.1 EPON技术的内涵分析
文中所说的EPON技术主要是指：通过利用通信技术中的由一点到多点的无源光纤传输的一种新型光纤接入技术。该技术主要是利用了物理学中的PON技术来对通信技术所进行的一种信息传播技术。其具备了网速快、成本低、灵活便捷、扩展性强、服务优秀、管理方便以及兼容性强等特点。EPON网络技术主要包括了光线路终和光网络单元两个组成部分，而其中EPON运行的核心又以上、下行的TDMA技术和物理层技术两大类为主。
1.2 EPON技术的发展现状分析
EPON技术的原型是以PON技术为原型，而PON技术起源于20世纪末，而EPON技术的兴起，主要是从PON技术到BPON技术，再到EPON技术。在这数十年通信技术与网络技术的发展中，EPON以其自身存在的优点打败了其它传统的通信技术，一举达到了自身企业发展的巅峰。
2 EPON核心技术探析
2.1 上、下行的TDMA技术分析
对于当前EPON技术的核心技术上、下行的TDMA而言，其主要在网络系统中的传输速率一般为1.25 Gbps，该系统的元件主要是由OLT、ONU、ODN等几个重要组成部分构成。而EPON作为当前社会中最被人们看好的网络系统宽带接入技术，因此，相关企业部门的管理人员进一步发展EPON技术的时候，一定要最大程度的注重发展该系统的TDM业务以及TDM的语音业务，从而使得其具备更高更强的服务性能。
2.2 物理层技术分析
作为EPON技术中的物理层，其不但是EPON技术中保障其他几种相关技术重要的中间转换站，还是保障EPON技术中上、下行数据信息接收与数据时间恢复工作的重要保证之一。EPON技术的物理层主要包括了网络信息数据的突发数据的发送技术、突发数据时间的恢复技术以及突发数据的接收技术。
2.3 搅拌技术分析
EPON技术中的搅拌技术，其主要的目的是为了提高EPON技术的安全性与可靠性。技术人员在EPON技术中采用搅拌技术，不但在一定的程度上提高了网络中的传输信息安全，EPON技术还能通过搅拌技术有效的保障用户的信息安全。其主要的保护流程为：通过不断控制与改变EPON技术中的上行MAC和OAM的搅动情况，来最大限度的防止用户通过网络数据通道伪造MAC和OAM，来更改系统配置或捣毁系统。
3 EPON技术在有线电视网络中的应用探析
3.1 EPON技术在有线电视网络中对总体设计的要求分析
由于EPON具备的网速快、成本低、灵活便捷、扩展性强、服务优秀、管理方便以及兼容性强等特点，使得其有线当时网络中应用变得越来越广泛，尤其是其对突发数据的保护措施、网络安全性高以及网络速度快的特点，更是为当前有线电视网络中提供了更为优秀的服务质量。因此，有线电视网络企业为了能够在发展的过程最大程度的发挥EPON技术，在总体上提出了以下几个方面的要求。
1）在有线电视网络中顺利应用EPON技术时，一定要保证运行系统中的核心层与汇聚层的互联网网络端口的比特率要高于千兆以上；而运行系统中的骨干层交换机的交换能力要高于100 Gb/s，另外，骨干层交换机的处理信息的处理速率要尽可能的接近100 Mpps量级包。只有这样不断运行的EPON技术，才能够最大程度的保障其具备更强的信息传递与接受能力以及无阻塞处理信息的能力，并且其还能不断的开拓市场中的业务。2）由于当前社会中的数据流量大小、分布情况以及突发性都是不能够预测的，这在一定的程度上，就使得有线电视网络在数据信息传递时很有可能就会出现信息阻塞以及突发性的网络使用高峰期的情况发生，如果在网络的高峰期，有线电视网络不能为广大市民提供更为良好的网络数据信息，不但给自身的企业形象带去了负面影响，还给广大市民带去了不便。因此，EPON技术在有线电视网络的应用中，一定要在系统的骨干层与汇聚层交换机处安装二层线速交换、三层的线速路由能力和QOS保障，以此最大程度的保障信息数据传输的流畅性。3）有线电视网络平台要建立一个完善的用户身份认证平台，以此来有效的防治有不法客户冒充客户，进行一些不法行为而导致的信息被毁的情况发生。4）有线电视网络企业还要建立一个完善的管理制度，以此来不断保障EPON技术的运行管理安全。例如：企业设施的管理制度、运行管理制度等。5）有线电视网络企业的设备还最大程度的具备更强的冗余性，尤其是对数据信息传输与接收共工作以及骨干网动态路由的选择工作。6）有线电视网络企业的EPON技术还要具备更强的服务质量与办理宽带的管理、解决能力，特别是科学、有效以及合理的解决信息延时、丢失以及吞吐量工作，更是要做到“以人为本”的发展思想。
3.2 EPON技术在有线电视网络应用中总体技术方案分析
技术人员在有线电视网络企业中安装EPON技术时，一般采用高端路由器作为整个有线电视网络企业的IP网络信息核心，然后最大程度的将汇聚层的三层交换技术、物理层技术以及搅拌技术采用单模光纤的千兆以太网络，从而使得整个骨干网络的千兆以太三层成为整个系统的交换核心。而对于接入网为EPON+LAN的有线电视网络，技术人员要将EPON的连接方式应用到系统中的汇聚层交换机搬到楼栋中，然后在整个企业的楼内使用LAN的连接方式，主要铺设五类线入户进行网络数据信息传输与接收。
4 结束语
综上所述，在有线电视网络中顺利的开展EPON技术，不仅能够在最大程度为有线电视网络节省经济成本，还能在一定的程度上对有线电视网络进行合理科学化的改革，从而在本质上降低了有线电视网络故障的发生率，在提高了广大市民上网速度的同时，还为有线电视网络公司的经济效益做出了应有的贡献。
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广电网络中EPON技术的应用 篇7
随着IP技术的不断完善,大多数的运营商已经将IP技术作为数据网络的主要承载技术。由此也衍生出大量以以太网技术为基础的接入技术。同时由于以太技术的高速发展,使得ATM技术完全退出了局域网。因此把简单经济的以太技术与无源光网络(PON)的传输结构结合起来的Ethernet over PON概念,自2000年开始引起技术界和网络运营商的广泛重视。在IEEE802.3 Ethernet for theFirst Mile会议上,加速了EPON的标准化工作,EPON宽带光纤接入技术正成为主要的开发方向和应用重点。
2 EPON的网络结构及工作原理
与其它PON技术一样,EPON技术采用点到多点的用户网络拓扑结构,利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的。一个典型的EPON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT (Optical Line Terminal)放在中心机房,ONU(OpticalNetwork Unit)放在用户设备端附近或与其合为一体。POS (Passive Optical Splitter)是无源光纤分支器,是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤,在一根芯上转送上下行两个波,上行波长:1310nm,下行波长:1490nm,另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长,来传递模拟电视信号。
OLT既是一个交换机或路由器,又是一个多业务提供平台,它提供面向无源光纤网络的光纤接口(PON接口)。根据以太网向城域网和广域网发展的趋势,OLT上将提供多个1Gbps和1OGbps的以太接口,可以支持WDM传输。OLT还支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SONET的连接。如果需要支持传统的TDM话音,普通电话线(POTS)和其他类型的TDM通信(T1/E1)可以被复用连接到出接口,OLT除了提供网络集中和接入的功能外,还可以针对用户的QoS/SLA的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。OLT根据需要可以配置多块OLC (Optical Line Card),OLC与多个ONU通过POS(无源分光器)连接,POS是一个简单设备,它不需要电源,可以置于相对宽松的环境中,一般一个POS的分光比为8、16、32、64,并可以多级连接,一个OLT PON端口下最多可以连接的ONU数量与设备密切相关,一般是固定的。在EPON系统中,OLT到ONU间的距离最大可达20公里。
在下行方向,IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT,采用广播方式,通过ODN中的1:N无源分光器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向,来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1:N无源分光器耦合到同一根光纤,最终送到位于局端OLT接收端。
根据ONU在所处位置的不同,EPON的应用模式又可分为FTTC (光纤到路边)、FTTB(光纤到大楼)、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家(FTTH)等多种类型。
在FTTC结构中,ONU放置在路边或电线杆的分线盒边,从ONU到各个用户之间采用双绞线铜缆;传送宽带图像业务,则采用同轴电缆。FTTC的主要特点之一是到用户家里面部分仍可采用现有的铜缆设施,可以推迟入户的光纤投资。从目前来看,FTTC在提供2Mbit/s以下窄带业务时是OAN(称光纤接入网)中最现实、最经济的方案,但如需提供窄带与宽带的综合业务,则这一结构不甚理想。
在FTTB结构中,ONU被直接放到楼内,光纤到大楼后可以采用ADSL、Cable、LAN,即FTTB+ADSL、FTTB+Cable和FTTB+LAN等方式接入用户家中。FTTB与FTTC相比,光纤化程度进一步提高,因而更适用于高密度以及需提供窄带和宽带综合业务的用户区。
FTT0和FTTH结构均在路边设置无源分光器,并将ONU移至用户的办公室或家中,是真正全透明的光纤网络,它们不受任何传输制式、带宽、波长和传输技术的约束,是光纤接入网络发展的理想模式和长远目标。
3 EPON技术优点
EPON技术优点主要表现在:
相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。EPON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省很大;EPON系统对局端资源占用很少,模块化程度高,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高;EPON系统是面向未来的技术,大多数EPON系统都是一个多业务平台,对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。
提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gbit/s。
服务范围大,EPON作为一种点到多点网络,可以利用局端单个光模块及光纤资源,服务大量终端用户。
带宽分配灵活,服务有保证。对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。EPON可以通过DBA(动态带宽算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等来实现对每个用户进行带宽分配,并保证每个用户的QoS。
4 EPON的传输原理
EPON与APON最大的区别是EPON根据IEEE802.3协议,包长可变至1518字节传送数据,而APON根据ATM协议,按照固定长度53个字节包来传送数据,其中48个字节负荷,5个字节开销。这种差别意味着APON运载IP协议的数据效率低且困难。用APON传送IP业务,数据包被分成每48个字节一组,然后在每一组前附加上5个字节开销。这个过程耗时且复杂,也给OLT和ONU增加了额外的成本。此外,每48个字节段就要浪费5个字节,造成沉重的开销,即所谓的ATM包的税头。相反,以太网传送IP流量,相对于ATM开销就会急剧下降。
当OLT启动后,它会周期性的在本端口上广播允许接人的时隙等信息。ONU上电后,根据OLT广播的允许接入信息,主动发起注册请求,OLT通过对ONU的认证,允许ONU接入,并给请求注册的ONU分配一个本地OLT端口唯一的一个逻辑链路标识(LLID)。数据从OLT到多个ONU以广播式下行(时分复用技术TDM),根据IEEE802.3ah协议,每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的特定ONU的逻辑链路标识(LLID),该标识表明本数据帧是给ONU (ONU1、ONU2、ONU3......ONUn)中的唯一一个。另外,部分数据帧可以是给所有的ONU或者特殊的一组ONU。当数据信号到达ONU时,ONU根据LLID,在物理层上做判断,接收给它自己的数据帧,摒弃那些给其它ONU的数据帧。
对于上行,采用时分多址接人技术(TDMA)分时隙给ONU传输上行流量。当ONU在注册成功后,OLT会根据系统的配置,给ONU分配特定的带宽。在一个OLT端口下面,所有的ONU与OLT PON端口之间时钟是严格同步的,每一个ONU只能够在OLT给他分配的时刻上面开始,用分配给它的时隙长度传输数据。通过时隙分配和时延补偿,确保多个ONU的数据信号耦合到一根光纤,各个ONU的上行包不会互相干扰。
出于安全性的考虑,上行方向,ONU不能直接接收到其它ONU上行的信号,所以ONU之间的通信,都必须通过OLT,在OLT可以设置允许和禁止ONU之间的通信,在缺省状态下是禁止的,所以安全方面不存在问题。对于下行方向,由于EPON网络下行是采用广播方式传输数据,为了保障信息的安全,从几个方面进行保障:
所有ONU接入的时候,系统可以对ONU进行认证,认证信息可以是ONU的一个唯一标识,如MAC地址或者是预先写入ONU的一个序列号。只有通过认证的ONU,系统才允许其接入。
对于给特定ONU的数据帧,其它的ONU在物理层上,也会收到数据,在收到数据帧后,首先会比较LLID(处于数据帧的头部)是不是自己的,如果不是,就直接丢弃,数据不会上二层,这是在芯片层实现的功能,对于ONU的上层用户,如果想窃听到其它ONU的信息,除非自己去修改芯片的实现。加密,对于每一对ONU与OLT之间,可以启用128位的AES加密,各个ONU的密钥是不同的。通过VLAN方式,将不同的用户群、或者不同的业务限制在不同的VLAN,保障相互之间的信息隔离。
5 EPON在广电HFC双向网络改造的应用
广电系统越来越认识到EPON技术在HFC网络中运用的价值,很多地方的广电网络已经部署了EPON网络。EPON网络结构和HFC光传输网络结构类似,部署起来比较方便,用EPON技术实现双向HFC网络比传统的CMTS改造方式更具成本和业务能力的优势。EPON网络可以独立组网完成双向网络,实现互动电视业务的回传,还可以实现多种基于IP的数据、话音和视频业务。另外EPON也可以通过WDM技术和现有1550波长的有线传输网络结合,这样可以节省光纤网络资源。
5.1 FTTB方式实现HFC双向改造
针对目前广电网络系统的特点,FTTB (光纤到楼)解决方案比较符合目前双向网络的实际,在主要的前端机房部署OLT设备,ONU根据光纤的情况进行部署,可以放在楼头或单元,然后使用五类线直接入户或再通过交换机入户,对那些无法部署五类线的楼,可以通过EOC技术使用同轴缆入户。通过EPON网络的部署完成HFC双向改造,网络可以实现交互电视的数据回传,同时可以实现基于IP的各种宽带业务,包括宽带互联网接入、VOIP、IPTV等业务。
EPON系统可以覆盖10～20km范围的接人点。在城市中楼宇分布比较分散,如果采用点到点的组网方式,将占用大量局端端口资源和光纤资源,使用EPON网络可以节省大量局端端口和干路光纤,EPON网络分支点是无源设备,不需要电源等机房设施,也可以节省大量投资。和现在的接人方式相比,EPON解决方案具有明显的优势:使用光纤传输,不受外部环境干扰,并提供极富弹性的带宽配置;使用无源分光器替代有源设备,降低了机房和配电设施的建设和维护成本;单一网络结构,简化了网络,减少故障点,便于维护;良好和安全性保证,提供端口级的带宽控制和良好的业务质量保证(QoS);高效的网络管理,使用集中统一的网络管理和业务管理;网络具有良好的扩展性和升级能力,适合接入网的建设和发展特点。
5.2 EPON+1550nm解决方案
HFC网络的下行结构与无源光网络一样采用星型结构,与EPON十分相似。目前的HFC网络主要使用1310nm波长,对使用1550nm波长的网络或新建网络中,可以采用EPON+1550nm的方案,这种方案在同一个光纤网络上做简单的配置,就可在较短时间内完成网络的叠加。
通过波分复用(WDM)的方式将1550波长和EPON的1490/1310nm波长合成于一根光纤,经过分路,光纤传输送到ONU前解波分复用,还原出1550nm信号给CATV光接收机,提供RF视频服务,1490/1310nm信号接到ONU,完成宽带数据业务的传输。这种方式适合使用1550系统的网络,也适合将来光纤到户网络的部署,是实现三网合一(Triple Play)的理想模式。
5.3 利用EPON平台开展多种宽带业务
通过EPON平台实现双向网络,使广电HFC网络成为一个支持多种宽带数据交换业务的网络平台,EPON系统从业务支持能力、带宽能力、QoS、安全性和网络管理等各个方面对多种业务提供独一无二的保证。这些业务包括:
(1)以太网接入业务
主要实现宽带互联网接入。EPON系统可以支持端口级的带宽控制和管理,支持全面的QoS和SLA,为以太业务提供独一无二的带宽和服务保证。另外EPON支持802.1Q VLAN,pVLAN和VLAN TRUNK等特性。这些特性为数据接入业务提供了良好的保证。
(2)交互电视数据回传
传统HFC网络对高带宽需求的广播视频业务具有很好的支持能力,网络成熟可靠。因此广电运营商在开展交互电视业务时主要选择HFC网络实现下行视频节目传送,而通过IP网实现数据回传。
(3) IP话音业务
对具备NGN网络业务能力的运营商,开展IP话音业务成为优选的解决方案,ONU可以内置IAD来连接普通话机,或者使用IP话机实现VoIP业务。
(4) IP视频业务
EPON系统可以很好的支持IPTV视频业务,系统支持组播业务,结合充足的带宽和QOS保证机制,不论是MPEG2/MPEG4视频格式或其它视频格式,都可以充分保证视频业务质量。
(5)增值业务
通过EPON网络,可以针对企业客户开展数据VPN业务,另外也可以针对企业客户和其它有特殊需求的客户开展视频增值业务,比如网上远程教学、视频会议等。视频业务和视频内容是广电的优势,通过EPON网络的带宽和服务能力,可以充分发挥这种资源优势。
6 EPON技术发展双向数据网络是最优的双向改造方案
目前,广电网络面临数字电视变革和一系列技术和业务需求演变带来的冲击,业务需求的变化和新技术的发展促进了行业间的竞争与合作,从而使广电网络运营面临着新的机遇和挑战。EPON技术的成熟和需求的增长为广电系统提供了一个新的发展契机,广电系统拥有丰富的光纤资源,同时又面临网络双向改造的契机,选择EPON技术发展双向数据网络不但是最优的双向改造方案,同时可以强化自身的资源优势。广电网络通过这样一个优质的EPON网络不但可以扩展新的业务,而且可以不断满足新的用户需求。
摘要：广电系统在视频业务、网络资源和用户资源方面拥有突出的优势,如何利用自身优势,把握市场发展并抢得用户需求的先机是广电赢取市场的关键。本文从EPON技术的网络结构和工作原理、技术特点以及传输原理等方面出发讲述了EPON在广电HFC双向网络改造中的具体应用。
关键词：EPON宽带光纤接入技术,广电HFC双向网络,GPON技术。
参考文献
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EPON关键技术及组网探讨 篇8
由于无源光网络的快速发展及视频应用的大量增加, 使得城域接入网开始出现瓶颈。为适应用户的高带宽需求, E P O N (Ethernet passive optical network) 网络是个很有潜力的解决方式, 因为EPON有着高带宽和低廉的网络硬件体系架构。
E P O N是几种最佳的技术和网络结构的结合。E P O N采用点到多点结构, 无源光纤传输方式, 在以太网上提供多种业务。目前, IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的9 5%以上, EPON由于使用上述经济而高效的结构, 从而成为连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。EPON技术采用点到多点的用户网络拓扑结构, 利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的。E P O N可以支持1.25Gbps对称速率, 随着光器件的进一步成熟, 目前速率已经升级到10Gbps。
2 EPON技术的基本原理及传输特点
2.1 EPON基本原理
EPON的系统结构如图1所示。一个典型的Ethernet over PON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT (OpticalLine Terminal) 放在中心机房, ONU (Optical Network Unit) 放在用户设备端附近或与其合为一体。POS (PassiveOptical Splitter) 是无源光纤分支器, 是一个连接OLT和ONU的无源设备, 它的功能是分发下行数据, 并集中上行数据。EPON中使用单芯光纤, 在一根芯上转送上下行两个波 (上行波长:1 3 1 0 n m, 下行波长:1490nm, 另外还可以在这个芯上下行叠加1550nm的波长, 来传递电视信号) 。
在一个E P O N中, 不需任何复杂的协议, 光信号就能准确地传送到最终用户, 来自最终用户的数据也能被集中传送到中心网络。在物理层, EPON使用1000BASE的以太PHY, 同时在PON的传输机制上, 通过新增加的M A C控制命令来控制和优化各光网络单元 (ONU) 与光线路终端 (OLT) 之间突发性数据通信和实时的TDM通信, 在协议的第二层, E P O N采用成熟的全双工以太技术, 使用T D M, 由于O N U在自己的时隙内发送数据报, 因此没有碰撞, 不需C D M A/C D, 从而充分利用带宽。
2.2 数据下行传输方式
数据从O L T到多个O N U以广播式下行 (时分复用技术TDM) , 根据IEEE802.3ah协议, 每一个数据帧的帧头包含前面注册时分配的、特定ONU的逻辑链路标识 (L L I D) , 该标识表明本数据帧是给O N U (O N U 1、O N U 2、O N U 3......O N U n) 中的唯一一个。另外, 部分数据帧可以是给所有的O N U (广播式) 或者特殊的一组ONU (组播) , 在图2的组网结构下, 在分光器处, 流量分成独立的三组信号, 每一组载到所有ONU的信号。当数据信号到达O N U时, O N U根据L L I D, 在物理层上做判断, 接收给它自己的数据帧, 摒弃那些给其它ONU的数据帧。ONU1收到包1、2、3, 但是它仅仅发送包1给终端用户1, 摒弃包2和包3。
2.3 数据上行传输方式
对于上行, 采用时分多址接入技术 (TDMA) 分时隙给ONU传输上行流量。当ONU在注册时成功后, OLT会根据系统的配置, 给ONU分配特定的带宽, 在采用动态带宽调整时, OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状态报告, 动态的给每一个ONU分配带宽。带宽对于PON层面来说, 就是多少可以传输数据的基本时隙, 每一个基本时隙单位时间长度为16ns。在一个OLT端口 (PON端口) 下面, 所有的ONU与OLTPON端口之间时钟是严格同步的, 每一个ONU只能够在OLT给他分配的时刻上面开始, 用分配给它的时隙长度传输数据。通过时隙分配和时延补偿, 确保多个ONU的数据信号耦合到一根光纤时, 各个ONU的上行包不会互相干扰。
3 EPON数据链路层的关键技术
数据链路层的关键技术主要包括:上行信道的多址控制协议 (MPCP) 、ONU的即插即用问题、OLT的测距和时延补偿协议以及协议兼容性问题。由于下行信道采用广播方式, 带宽分配和时延控制可以由高层协议完成, 因而上行信道的MPCP便成为EPON的MAC层技术的核心。目前的802.3ah标准确定在EPON的MAC层中增加M P C P子层。M P C P子层的基石主要有3点:一是上行信道采用定长时隙的T D M A方式, 但时隙的分配由O L T实施;二是对于ONU发出的以太网帧不作分割, 而是组合, 即:每个时隙可以包含若干个802.3帧, 组合方式由ONU依据Qo S决定;三是上行信道必须有动态带宽分配 (DBA) 功能支持即插即用、服务等级协议 (S L A) 和Q o S。
3.1 DBA技术
目前M A C层争论的焦点在于D B A的算法及802.3ah标准中是否需要确定统一的DBA算法, 由于直接关系到上行信道的利用率和数据时延, D B A技术是M A C层技术的关键。带宽分配分为静态和动态两种, 静态带宽由打开的窗口尺寸决定, 动态带宽则根据ONU的需要, 由OLT分配。TDMA方式的最大缺点在于其带宽利用率较低, 采用DBA可以提高上行带宽的利用率, 在带宽相同的情况下可以承载更多的终端用户, 从而降低用户成本。另外, DBA所具有的灵活性为进行服务水平协商 (SLA) 提供了很好的实现途径。
3.2 系统同步技术
因为E P O N中的各O N U接入系统是采用时分方式, 所以O L T和O N U在开始通信之前必须达到同步, 才会保证信息正确传输。要使整个系统达到同步, 必须有一个共同的参考时钟, 在EPON中以OLT时钟为参考时钟, 各个O N U时钟和O L T时钟同步。OLT周期性的广播发送同步信息给各个O N U, 使其调整自己的时钟。E P O N同步的要求是在某一O N U的时刻T (ONU时钟) 发送的信息比特, OLT必须在时刻T (OLT时钟) 接收他。在EPON中由于各个ONU到OLT的距离不同, 所以传输时延各不相同, 要达到系统同步, ONU的时钟必须比O L T的时钟有一个时间提前量, 这个时间提前量就是上行传输时延, 也就是如果O L T在时刻0发送一个比特, ONU必须在他的时刻RTT (往返传输时延) 接收。RTT等于下行传输时延加上上行传输时延, 这个R T T必须知道并传递给O N U。获得R T T的过程即为测距 (ranging) 。
3.3 测距 (ranging) 技术
由于E P O N的上行信道采用T D M A方式, 多点接入导致各ONU的数据帧延时不同, 因此必须引入测距和时延补偿技术以防止数据时域碰撞, 并支持ONU的即插即用。准确测量各个ONU到OLT的距离, 并精确调整O N U的发送时延, 可以减小ONU发送窗口间的间隔, 从而提高上行信道的利用率并减小时延。另外, 测距过程应充分考虑整个EPON的配置情况, 例如, 若系统在工作时加入新的ONU, 此时的测距就不应对其它O N U有太大的影响。E P O N的测距由O L T通过时间标记 (Timestamp) 在监测ONU的即插即用的同时发起和完成。
3.4 RTT时延补偿技术
在OLT侧进行延时补偿, 发送给ONU的授权反映出由于RTT补偿的到达时间。例如, 如果OLT在T时刻接收数据, OLT发送包括时隙开始的G A T E=T-R T T。在时戳和开始时间之间所定义的最小延时, 实际上就是允许处理时间。在时戳和开始时间之间所定义的最大延时, 保持网络同步。
4 EPON应用场景组网
利用EPON技术是实现光纤到驻地 (FT TP) 的有效网络解决方案, 根据目前各运营商网络改造及用户对于信息化的需求来看, 大致FTTC+DSL、FTTB+LANDSL、F TTH等几种接入方式, 通常在实际应用中可根据设备放置情况、用户业务需求、布线难易、投资情况等相关情况灵活选择不同的组网方式。
5 结语
在局域网、城域网到广域网全部是以太网结构IP网络中, 采用与IP统一以太网帧结构的EPON接入技术, 各网之间可以实现无缝连接, 不需要任何格式转换, 大大提高运行效率, 方便管理, 并且可以提供端到端的连接和提供与用户签订服务协议的保证服务质量Qo S。EPON技术简单, 标准化程度和Qo S支持的折衷将有力地推动ONU厂家的互通互用, 而且EPON属于无源光网络, 大大降低了维护成本, 是现阶段综合业务接入网的一种选择, 具有十分光明的应用前景。但是, E P O N作为新一代的接入网如果要进一步发展, 必须要克服传统以太网的缺陷, 即在以支持IP业务为主、提高接入带宽的Qo S保证和多业务接入等方面, 必须有网络层以上的端到端服务来保障。
参考文献
[1]YD/T1475—2006.接入网技术要求——基于以太网方式的无源光网络 (EPO N) [S].2006.
[2]机械工业出版社《EPON——-新一代宽带宽接入技术与应用》.
EPON技术及应用 篇9
关键词：EPON,无源EoC,接入技术,HFC
0引言
随着互联网的快速发展和IP及FTTB(光纤到楼)技术的进步,带宽市场日趋成熟,用户对宽带、多业务的需求越来越高,几大运营商在宽带接入上竞争日益加剧。而电信IPTV的推广,使广电赖以生存的有线电视业务面临严重的生存危机,因此广电迫切需要发展自已的双向网,开展数字电视、视频点播、语音、数据等业务。笔者根据自身网络的情况,经过综合分析和比较,提出采用EPON+Eo C技术构建有线双向宽带网的方案。
1 EPON技术
1.1 EPON技术的结构
EPON是一种点到多点的拓扑结构,利用光纤和光无源器件进行物理传输、通过以太网协议提供多种业务的宽带接入新技术。
一个典型的EPON无源光网络系统由光线路终端(OTL)、光纤网络单元(ONU/ONT)和光分配网络(ODN)组成(如图1所示)。光线路终端放在前端机房,光网络单元放在用户端。光分配网络包括光分路器和光纤,光分路器是无源光纤分支器,是一个连接光线路终端和光网络单元的无源设备,它的功能是分发下行数据并集中上行数据。在下行方向采用时分复用技术,上行方向执行时分复用相关接入协议。由于上行方向上的给定时刻只允许一个用户传输,为了避免不同用户的冲突,采用了多点控制协议(Multi-Point Control Protocol,MPCP)。此外,在实际网络中,由于不同光网络单元光支路的传输时延不同,不同光网络单元的光电、电光转换及处理时间不同,以及由于系统环境温度的变化及器件老化等原因导致传输时延变化,都会导致不同光网络单元发出的信号在光线路终端处发生上行信号的冲突,为此在无源光网络中还必须进行测距和补偿工作。
1.2 EPON系统的特点
1.OLT与ONU之间仅用光纤、光分路器等无源器件,无需机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员。因此,可节省建设和运营维护成本。
2.EPON在有线电视中采用波分复用(WDM)技术,即1550nm波长传输下行的广播电视信号,1490nm波长传输下行数据信号,1310nm波长传输上行的数据信号。
3.EPON提供了一个多业务平台,能够将任何类型和速率的信息通过适配后进行传输,包括以太网、Vo IP语言、有线电视网等。
4.EPON的拓扑结构非常灵活,可以是星型或树星型结构,可以根据用户的实际需求逐步扩容升级。
5.EPON覆盖的范围是20km,对于20km范围以内不需要进行网络的设计和计算。
6.EPON具有更大带宽、更低成本和更适应数字业务传输的特点,可以比较彻底地解决宽带接入问题。
1.3 EPON系统的工作原理
EPON系统的工作过程中采用波分复用(WDM)技术,每个不同的波长在传输时也是采用不同的方式。
1.1550nm下行广播电视信号,这个波长采用广播的方式传输,所以传输上和原来的HFC广播电视信号没有区别。
2.1490nm下行数据信号,这个波长同样采用广播的方式传输,但与模拟方式有很大不同,这种广播的方式是每个数据包都带有逻辑链路标志符LLID,确认这个信息是给哪个相应的ONU,每一个ONU在接收时则会根据这个标志符来判别哪个信号包是给它的,并且丢弃那些不是发给它的信息包。
3.1310nm上行数据信号采用时分复用(TDM)技术共享带宽,给每个ONU提供一个专门时隙,各个时隙间保持同步,这样就使各个ONU的数据信息汇聚到公用光纤时不会发生碰撞。
2无源Eo C技术
Eo C方案使用原有同轴资源解决最后100m的接入问题,避免庞大的双线入户改造工程,在不影响原有下行广播电视信号的情况下,提供数据上下行传输功能。EPON+Eo C宽带接入是比较合适广电网络的双向改造新模式之一。
2.1无源Eo C技术原理
无源Eo C技术将以太数据信号(IP DATA)和有线电视信号(TV RF)采用WDM技术,使这两个信号在一根同轴电缆里共缆传输,在楼宇内利用HFC网络入户的同轴电缆将IP DATA和TV RF混合信号直接传送至客户端,再在客户端分离出TV RF射频信号连接至电视机或DVB机顶盒,分离出IP DATA数据信号连接至计算机。也可以直接将IP DATA和TV RF混合信号直接连接至双模机顶盒,用户可以通过双模机顶盒实现IPTV、VOD等交互电视业务,同时在机顶盒上提供一个以太网RJ-45接口外接电脑提供宽带上网业务。如图2。2.2无源Eo C技术特点
无源Eo C技术遵循以太网协议,标准化程度高;客户端为无源终端,提高了系统的稳定性,减小了运营维护成本;工程安装不需重新敷设五类线,有效地解决了楼内重新敷设线缆施工困难问题,建设成本较低。
3 EPON+Eo C技术实现有线电视网络双向改造的方案
EPON网络的结构与HFC网络的体系结构没有大太差异,这样EPON系统很容易采用WDM技术叠加在HFC网络上,从而实现双向传输。由于光纤线路结构与CATV光网络兼容,因此可利用现有的CATV网络的光纤线路直接承载数据,实现数据和CATV信号的共纤传输。从局端OLT到ONU的EPON下行信号同CATV的RF信号一样为广播方式发送,数据占用的是1490nm波长,RF占用1550nm波长,从ONU到OLT的EPON上行信号占用1310nm波长。
在对HFC网络进行双向改造时,只需从现有CATV网络光节点出发,可在较短时间内完成有线电视网和宽带网两个网络的叠加,进行高速数据和RF TV双向传输的扩展,从而实现光纤到小区(FTTC)、光纤到楼(FTTB)的宽带接入,便于网络改造和后期维护。
光纤到小区和光纤到楼的方式都涉及到传输信号入户的问题,对HFC网最终入户部分进行双向改造时,采用Eo C技术可充分利用楼内现有的同轴电缆网资源,避免楼道内的线路改造。Eo C技术把有线电视信号的下行传输和IP数据双向传输有机地结合在一起,用一根同轴电缆将CATV和数据语音信号送入用户,可快速高效地完成HFC网的双向接入。
使用EPON+无源Eo C技术,在楼道将以太网信号和CATV的RF信号在无源的Eo C设备中进行一一对应的混合,通过有线电视同轴电缆将信号送入每个用户家中,然后在用户端通过一个无源设备(Eo C终端)将以太网信号和RF信号分离,实现用户宽带业务和CATV业务的接入。该方案无需对现有有线电视网络拓扑进行大的改造,可以充分利用HFC网络的光纤和同轴电缆资源,节省建网成本,而且基本不受同轴网络的噪声对系统传输质量的影响,降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要求。该方案适合小区大楼已经交付,用户同轴电缆已经入户、不方便入户进行网改的情况。
4采用EPON技术实施双向网改中应注意的问题
EPON+Eo C技术在建设有线电视双向网络具有投资少、安装方便、节省干线光纤资源等优点,但是在建设中应注意如下问题。
1.设备类型多,组网形式多样
EPON技术发展较为迅速,目前应选择符合IEEE802.3ah标准的产品。各个厂商提供的产品在接口形式和功能上有很大的差别,如华为的EPON产品是和6500系列路由器集成在一起,OLT是作为6500路由器的一个模块出现,而大部分厂商的EPON产品只是定义在物理层,主要完成信号的传输。用户端的设备更是多样,有的只有以太网接口,有的是同时有以太网接口、电话接口和CATV接口。在传输CATV信号时,有的EPON产品的OLT已经自带CATV接口,直接实现CATV信号、数据宽带的共纤传输,而有的EPON产品并不提供CATV接口,必须通过合波器将CATV信号混合进网络进行传输,然后在用户端再分离CATV信号,因此应根据自身需求,选择合适的产品及方案。再有使用EPON+无源EOC技术,用户入户部分应采用集中分配方式,如果是树型分支分配网需要改造分支分配网为集中分配方式。
2.EPON传输距离
EPON的传输距离一般是20km,但EPON系统的实际传输距离和线路质量、接头数量、分路比、光器件质量等工程情况相关,其中最重要的是与逻辑测距距离、光器件发送功率和接收灵敏度、分光比相关。现在的EPON产品的分路比最大可达1∶64,但是在分路比1∶16时标准规定的传输距离为20km,1∶32时标准规定的传输距离为10km,达到1∶64只有5km,所以应根据工程实际情况,控制整条线路的损耗值,以保证系统性能。
3.Qo S保障
EPON网络由于可以实现多业务传输,所以产品的Qo S保障十分重要,除了支持带宽动态分配外,还应支持带宽限速、VLAN、组播等功能,能够根据不同业务实施差异化的Qo S策略,保证视频等优先级高的业务服务质量。
4.统一网络管理
为了提高三网融合条件下对网络高质量的营运要求,网络必须具有传输设备监控(网管)功能,网络设备管理必须与网络建设同步实现,网络建设使用的传输设备和前端(分前端)设备必须与网管监控平台能够实现无缝联接,实现统一的网络业务管理和调度,降低网络运营成本。
5结束语
EPON技术及应用 篇10
关键词：EPON,应用模式,发展建议
1 EPON概述
EPON (Ethernet Passive Optical Network) 是PON技术中最新的一种。EPON是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM (Time Division Multipexing) 时分MAC (Media Access Control) 媒体访问控制方式提供多种综合业务的宽带接入技术。EPON具有成本低、维护简单、容易扩展、易于升级, 提供非常高的带宽, 服务范围大, 带宽分配灵活等特点。它适应了“光进铜退”的策略要求, 可以有效支持三网合一的业务需求, 在未来一定时期将成为主流的宽带接入技术。
2 EPON网络介绍
以太网无源光网络 (EPON) 采用树形拓扑结构, 它由局侧的光线路终端 (OLT) 、用户侧光网络单元 (ONU) 和光分配网络 (ODN) 组成。ODN在OLT和ONU间提供无源光通道。所谓无源, 是指在OLT (光线路终端) 和ONU (光网络单元) 之间的ODN (光分配网络) 没有任何有源电子设备。EPON使用波分复用 (WDM) 技术, 同时处理双向信号传输, 上、下行信号分别用不同的波长, 但在同一根光纤中传送。OLT到ONU/ONT的方向为下行方向, 反之为上行方向。下行方向采用1490nm, 上行方向采用1310nm。
3 EPON技术的应用场合
(1) 商业客户比较集中的写字楼、网吧集中区和工业园区等。 (2) EPON+LAN方式代替园区交换机和光纤收发器的使用, 减少网络层次。 (3) 新建小区, 楼内综合布线已经部署光纤或只需布光纤。 (4) 旧小区通信改造, 结合宽带提速改造工程。aFTTB+ADSL2+/VDSL2融合方案;bFTTB+LAN融合方案。 (5) 上行带宽要求较高的业务, 如视频监控、视频通信等业务。 (6) 农村信息化方案, xPON统一接入和承载数据和话音业务。
4 EPON技术的应用模式
4.1 FTTB (EPON+LAN) 应用模式
4.1.1 应用场景光纤到大楼, 多个宽带用户共享一套ONU, 主
要应用于新建小区场合, 提供语音、数据、视频综合业务接入, 该种模式满足高带宽业务接入要求, 节省纤芯和上行数据端口资源, 建网成本较FTTH模式低。一般ONU设备放在楼内, 末端采用五类网线, 铜线接入距离在100米以内。
4.1.2 业务类型支持VOIP语音业务、宽带上网业务、高清电视业务、可视通讯等综合业务的接入。
4.1.3 相应产品如:
中兴的F820 (16POTS+16FE, 24FE, 16E1) , 华为的MA5626E (24FE) 。
4.2 FTTB (EPON+DSL) 应用模式
4.2.1 应用场景光纤到大楼, 多个宽带用户共享一套ONU, 主要应用以下两种场合:
(1) 宽带提速场合, “光进铜不退”, 保留铜缆, 宽带下移, 解决宽带提速问题, 语音提供方式不变;灵活满足老城区改造需求, 节省纤芯和上行数据端口资源, 具有该种模式的建网成本较FTTH模式低。 (2) 新建区域:“光进铜退”, 接入节点下移到楼内或者小区, 家庭网关HGW提供基于VoIP的语音, 无需再铺设主干电缆。
4.2.2 业务类型支持VOIP业务、宽带上网业务、高清电视业务、可视通讯等综合业务的接入。
4.2.3 相应产品如:
中兴的9806H (96ADSL2+或者64VD-SL2) , 华为的MA5606 (64ADSL2+或48VDSL+) 。
4.3 FTTO应用模式
4.3.1 应用场景光纤到办公室FTTO建网模式, 单个或者多个宽带用户共享一ONU, 用于各种类型OFFICE。
该种方式和传统的光电转换或者PDH设备相比, 在业务提供能力、节省主干光纤等方面具有较大的优势。
4.3.2 业务类型支持VOIP业务、宽带上网业务、高清电视业务、可视通讯、TDM专线等综合业务的接入。
4.3.3 相应产品如:中兴的F429/F820/D402等。
4.4 FTTH应用模式
4.4.1 应用场景光纤入户, 每个用户独享一套ONT, 主要应用
于高端新建小区或者别墅区, 实现家庭综合通讯业务接入, 该种模式的建网成本较高。
4.4.2 业务类型支持VOIP语音业务、宽带上网业务、高清电视
业务、CATV业务、可视通讯等综合业务的接入, 根据业务需求类型, 选择不同的ONT终端。
4.4.3 相应产品如:
中兴的D400/D401/D420/D422/F425等终端, 华为的HG850E等终端。
4.5 基站接入应用模式新建基站或老基站传输切换, 可采用EPON技术进行基站接入, 系统保证基站业务必须的时钟要求。
4.6 视频监控应用模式视频监控接入模式:
(1) 应用于交通、公安、银行、保险、煤矿、商务楼宇、家庭监控等场合。 (2) 监控业务的需要300K~10M上行带宽 (夜间监控需要10M带宽) 。
4.7 小区光纤接入组网模式
4.7.1 传统方式优势:
组网成熟, 用户覆盖基本一步到位, 设备成本较低。劣势:PDH无法网管, 故障率高;楼道设备需要接电;需要专门机房放置小区汇聚交换机。
4.7.2 FTTB方式优势:
设备成本和传统方式接近, 楼道带宽可突破100M限制, 光网络结构简单, 而且无需机房建设。劣势:接电困难, 且无保障;接电部署在楼道, 维护较为困难。
4.7.3 FTTO方式优势:
用户平均带宽更高, ONU一般放置在企业、单位中心机房内, 设备维护简单。劣势:占用主干光纤较多, 终端成本较高。
5 EPON发展建议
5.1 从对EPON应用场景模式的分析可以看出, EPON既可以
作为业务网络直接提供宽带接入业务, 又可以为其他业务网提供承载。因此, 在业务开通时, 应加以区分, 做好资源管理。同时, 由于互通性方面尚有一些问题, 因此建议在EPON建设初期不要引入多种类型设备。
5.2 EPON是一种新兴的宽带接入技术, 作为联通的维护人员, 需要掌握更多的技能。
维护人员不但需要熟悉交换机、路由器的使用与维护, 更需要掌握光缆等其他专业知识。只有这样, 才能在EPON网络维护过程中快速定位故障, 快速解决故障, 服务好我们的客户。
5.3 因为EPON是一种多业务接入平台, 现网中可以对EPON
的多个上联口进行了规划, 分别开放宽带、专线、语音等业务, 根据公司的具体业务需求, 搭建不同的业务网络;而且还应长远考虑“三网融合”的发展目标, 合理规划, 实现用户的多业务捆绑, 如视频点播、视频监控、移动网络接入等各种接入。通过优先级和VLAN的划分, 有效保证各种业务的正常运转。
5.4“停电问题”是EPON系统的最大软肋, 应提起我们足够的重视。
对于要求业务高可用性保障的政企和高企客户, 要因地制宜地实施备电方案;对于普通家庭用户, 营销人员在业务营销阶段, 必须注意将可能存在的问题向用户说明, 并在用户服务协议中体现相关内容, 避免不必要的法律纠纷。
EPON技术及应用 篇11
(武汉电信规划设计有限公司,湖北@武汉@430022)
摘要:EPON方案由于能对光线路进行有效收敛,网络扩展灵活,投资结构优化,有利于对农村地区实现宽带快速覆盖。结合襄阳欧庙的示例, 提出对于农村区域EPON的建设应以现有乡镇中心局为单位整体规划,根据区域的面积、不同的场景、覆盖用户的多少、不同厂家的设备,制定不同的建设模式,加快光进铜退的实施,促进网络转型。
关键词:光进铜退;EPON;网络转型;OLT;ODN;ONU
1背景
随着信息技术的飞速发展,全球电信运营商都面临着战略转型:从语音、数据业务提供转变为语音、数据、视频等综合信息服务提供,“最后一公里”的接入网转型是电信运营商网络实施全面宽带化的关键,“光进铜退”已成为中国电信的战略选择。
近年来,EPON技术逐渐成熟,设备供应日渐丰富,建网成本进一步降低,为运营商部署宽带接入网提供了良好的技术选择。EPON技术采用光纤作为传输媒质,具有传输容量大、传输距离长、传输质量高、抗电磁干扰、可靠性高等优点,是宽带固定接入的发展方向。为及时响应农村党员先进性教育平台建设,本文将结合襄樊电信农村通信网络现状及业务发展需求,重点介绍采用EPON技术为农村铜缆网、推进农村地区网络光纤化的实施方案。
2建设思路及建设原则
2.1建设思路
农村地区地域面积广阔,人口分布稀疏,通信需求主要集中在窄带语音,宽带需求仍处于导入期。通信网呈树状分布,如图1所示为农村地区某乡镇一个片区的电缆网,模块局位于乡镇中心,作为树根,电缆沿公路向各个村延伸,形成树枝。
模块局地处乡镇经济文化中心,人口分布相对密集,是农村电缆网的发展源头,因此局点附近交接箱相对较多。由于农村地区地广人稀,交接箱的主要作用是为配线电缆进行路由分配,即将主干电缆分为几个去往不同方向的配线路由。一般而言,农村电缆网主干部分较短,而配线部分较长。配线电缆形成树型分布的树枝,事实上是每个子区域的主干电缆。
以端局/模块局为中心的农村电缆网基本覆盖了整个乡镇区域,实现了村村通电话。随着近年来接入网下沉工作展开,在端局/模块局以下新建光纤接入点,以满足对宽带业务的支撑。如图2所示,一般接入点下沉首先在原电缆网末梢进行,由远及近向端局靠拢。新建接入点通常用于支撑其附近区域新增电话、宽带业务需求,即不为远端用户新增业务需求再布放长距离电缆,接入点附近一定区域内用户可以开通基于DSL技术的宽带业务。
电缆对语音业务的传输距离可以长达7~8公里,而对宽带业务的传输距离则与接入技术、保障带宽密切相关。农村地区现阶段宽带业务发展需求微弱,市场调查数据显示,目前平均每年每个行政村宽带业务需求约为10个,且业务分布在各个自然村,在宽带网络建设上应充分利用现有电缆网资源,采用DSL技术提供宽带接入。现阶段采用的是ADSL2+技术,未来可利用VDSL2技术进行宽带提速。
由于原接入点下沉方式是光纤点对点(P2P)直联,而PON方式为点对多点(P2MP)方式,在节省光缆线路投资上具有优势,参见图2。同时,点对多点的网络结构在扩展上灵活性高,仍参见图3,如已建接入点B服务范围内C处由于业务发展,当出现原有电缆数量不足情况时,在PON结构下可以很容易地从上游分光器处放置光缆并在C处新增ONU设备解决,无需再布放电缆。
2.2建设原则
基于上述建设模式的分析,目前襄樊电信农村地区宜采用基于EPON(DSL+POTS)技术进行网络建设。EPON网络建设原则如下:
(1)ODN网络配置原则。
采用一级或二级等比分光;
最大分光比不超过1:16;
ODN网络部署相对超前,具有灵活扩展性,为行政村100%通光缆考虑资源预留。
(2)OLT设置原则。
OLT设置在端局或模块局,基本按乡镇范围覆盖,每OLT服务半径约为10Km。
(3)ONU设置原则。
农村ONU设备采用DSL+POTS接口;
ONU设置位置应有利于充分利用现有电缆网配线,以向原电缆网下游覆盖为宜;
ONU服务区电缆长度不超过2.5Km,其中行政村村部电缆长度不超过2km;
ONU设置位置需考虑便于供电;
ONU容量设置根据其服务区上游铜缆资源条件考虑,如有下列情况发生:
①根据电缆实占率、用户增长率、板卡利旧情况,若ONU上游铜缆>可拆除铜缆长度经济值;
②使用年限过长,故障率高;
③被盗情况严重;
④经济发达区域;
则拆除其上游铜缆,新设ONU配置宽带和窄带板卡,满足其服务区业务发展需求;
ONU板卡按模块化配置。
3襄阳欧庙镇农村地区光进铜退实施方案
3.1襄阳县欧庙镇概况
襄城区欧庙镇地处襄樊市南郊,南与宜城市接壤,东到汉江沿岸,西与南漳毗邻。。全境东西长38公里,南北宽22.5公里,版图面积228.81平方公里, 镇区面积2.2平方公里,总耕地面积12.09万亩,人口105.6936万,是鄂西北商贸重镇。
欧庙包括欧庙模块局所属地区内共有33个行政村。区域内现有人口5.0682万人,包括100个自然村,30个行政村。本区域内现有端局3个(欧庙,赵庄,法龙),4个接入点(潼口,康田,杨集,千弓)。
3.2业务发展需求
目前,襄阳欧庙地区窄带用户4926户,装机率为31.4%;宽带用户49户,装机率仅为0.003%。预计08、09年电话装机率将在现有基础上稳步增长到42.62%。宽带装机将出现快速发展局面,同时农村党员教育平台对高带宽业务也有一定需要。预计通过08、09两年的业务发展,宽带装机率将达到0.1%。
3.3欧庙现有通信网络现状
欧庙镇区域内现有语音和数据业务通过现有欧庙,赵庄,法龙这3个模块局和潼口,康田,杨集,千弓这4个接入点解决,目前此区域内属于襄樊电信的普通用户宽带主要采用局端和接入点DSLAM设备提供,由于电缆超长,用户带宽普遍只能达到512K,部分区域数据业务无法开通,并且电缆被盗严重,为满足业务发展,同时为及时响应农村党员先进性教育平台建设的需要,襄樊电信采用E PON技术为欧庙镇铜缆网改造提供解决方案,推进欧庙镇地区网络光纤化。
3.4欧庙EPON解决方案
3.4.1欧庙OLT设置
综合考虑其维护分区、用户分布及现有杆路情况,为充分利用现有资源,在欧庙模块局机房部署1套OLT设备,覆盖欧庙现有的区域,满足欧庙农村地区用户对宽带业务的需求及部分语音需求。新增OLT利用1个GE光口接入至襄阳城域网交换机,为用户提供上行的数据业务。
3.4.2ODN及ONU设备的设置
结合欧庙现有网络及杆路现状,本次EPON网络共使用7个PON口、7个1:4光分路器,采用内置DSL+POTS模式ONU 22个,可满足欧庙地区100%行政村村部接入铜缆小于2Km的要求。本次工程光分路器设在接入机房或室外杆上,对于今后业务发展,可以很灵活地覆盖该分光区域内所有行政村。
3.5铜退的指标
本次项目实施后,共可拆除大小铜缆共21条,拆除铜缆总长度达36.29公里,共合计5105芯线对公里,为襄阳电信维护工作减轻了一定的压力,基本解决了该区域铜缆被盗严重的问题。
4结论
EPON方案由于能对光线路进行有效收敛,网络扩展灵活,投资结构优化,有利于对农村地区实现宽带快速覆盖。结合襄阳欧庙的示例我们可以看出, 对于农村区域应以现有乡镇中心局为单位整体规划,根据区域的面积、不同的场景、覆盖用户的多少、不同厂家的设备,制定不同的建设模式,加快光进铜退的实施,促进网络转型。
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EPON技术在通信网络中的应用 篇12
EPON (以太网无源光网络) 技术将以太网和无缘光网络 (PON) 相结合、同时具备低成本、高宽带、扩展性强、与以太网兼容等优点, 无疑是各大运营商的首选。
二、EPON技术特点
EPON作为现今主流的宽带接入技术, EPON的技术特点主要表现在: (1) 能够提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽, 随着以太技术的发展可以升级到10Gbit/s, 能够满足未来高带宽Internet的需求。 (2) 单纤组网的模式对现有网络资源进行充分利用。采用无源光器件, 无需供电, 使用寿命长、可靠性高, 大大降低了建网成本和后期的管理维护成本。 (3) 采用点到多点的网络结构, 在ONU侧通过光分路器最多可分送给64个用户, 大大降低了OLT和主干光纤的成本, 可以方便灵活的进行网络升级及扩容。 (4) 采用以太网的传输格式, 与以太网兼容, 可直接承载IP业务, 实现用户数据的透传, 大大简化了系统结构。 (5) 可以综合现有的语音、数据和视频应用, 以及IPTV、VOIP等业务, 业务扩展性强。 (6) 使用全新的OAM网络管理机制, 对末端设备进行统一管理, 实现用户带宽的集中分配, 提供差异化服务。
三、EPON组网分析
EPON技术在通信网络中有多种应用模式, 一般来说, 一套典型的EPON系统主要由OLT (光线路由终端) 、ONU (光网络单元) 和ODN (光分配网络) 等构成。OLT位于中心局, 为EPON系统与服务提供商之间提供核心数据、视频以及电话网络之间的接口。ONU位于用户端, 为用户提供数据、视频、电话网络与EPON系统之间的接口, 可以根据需要灵活组成各种网络拓扑结构。ODN为OLT和ONU之间提供光传输通道, 不含任何有源电子器件及电源, 全部由光纤、光分路器等无源器件连接, 无需租用机房、无需配备电源。
在EPON网络中, OLT向上可提供1G或8G的多个上联业务接口, 网络侧可提供GE、E1、模拟电视光口和STM-1光口等接口, 连接数据局域网、PSTN网络、广播电视网以及传输网络。系统采用“单纤三波”的技术, 通过OLT将各种业务由一根光纤传送到用户近端, 经由光分路器进行光分支后再将分支光纤连接到用户端。ONU可置于大楼、楼道或用户家中, 提供FE、POTS、RF、E1、VDSL等接口, 根据用户需求, 灵活选择FTTH、FTTB、FT-TB+LAN、FTTO+WLAN等多种光纤接入方案。EPON网络能够很好的兼容PSTN网络和NGN网络, 可以能够实现在同一光纤上传送普通电话、宽带数据、模拟电视等业务, 实现光纤入户、三网融合。
四、EPON光纤接入方案
EPON光纤接入技术的应用目前主要有:FTTH (光纤到户) 、FTTB (光纤到楼) 、FTTO (光纤到办公室) 、FTTN (光纤到节点) 等, 在实际应用中需根据用户需求, 结合光纤接入位置和OUN的位置进行选择。
4.1FTTH (光纤到户)
FTTH (光纤到户) 指光纤进入用户住宅或办公室的室内, 一条分支段光纤只连接一个用户, 光网络单元 (ONU) 直接安装在用户住宅或办公室处。该接入方案不但能提供更大的带宽, 而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性, 放宽了对环境条件和供电等要求, 搭配WLAN技术更能提供高速的有线、无线相结合的接入网络。
4.2FTTB (光纤到楼)
FTTB (光纤到楼) 是一种FTTX+LAN的网络连接模式, 利用数字带宽技术、光纤直接到小区, 再通过网线入户的方式实现用户的宽带接入。在该接入方式中, ONU放置在大楼交接间, 再通过交换机为楼内用户提供数据、语音、IPTV等综合业务。它是一种基于优化光纤网络技术的宽带接入方式, 也是一种非常合理、实用、经济有效的宽带接入方法。
4.3FTTO (光纤到办公室)
FTTO (光纤到办公室) 是对用户相对密集的区域布放拉光缆, 经过相应的光分支后连接到用户的机房或设备间, 对于用户密集的大型商业写字楼, 可直接将OLT设备设置在大楼机房内, 光缆垂直布线, 经过光分支后, 将光纤连接到用户。
4.4FTTN (光纤到节点)
FTTN (光纤到节点) 是将光纤延伸到小区电缆交接箱处, OLT通过单芯光纤将信号传送至交接箱的分路器, 再送至楼道的光网络单元 (ONU) 。一般可覆盖200~300用户。该接入方式的光纤接入成本较低、维护便捷, 是当前针对新建小区较为理想的接入方案。