EPON技术应用模式探讨V3

EPON技术应用模式探讨撰稿人：林学技二○○九年八月EPON技术应用模式探讨1摘要近几年，EPON随着技术的不断成熟、各类成本的不断下降得到各运营商的重视，中国电信、中国联通（含原中国网通）都已将其作为未来宽带接入网“光进铜退”的主要手段之一，进行大规模部署。福建联通（含原福建网通）从2008年起开始进行大规模的EPON接入建设，在EPON技术应用上积累了较为丰富的经验。本文将从EPON技术优势出发，针对不同业务模型提出合适的EPON部署建议，并针对典型应用的小区FTTB模式给出应用实例，最后进行了EPON与不同接入方式的成本比较，并总结了一些应用经验，以供参考。关键词：EPON技术、应用、模式EPON技术应用模式探讨2目录1.EPON基本原理与技术优势...............................31.1EPON基本原理..........................................................................31.2EPON技术优势..........................................................................52.EPON技术应用模式.....................................62.1小区接入应用..............................................................................62.2工业区接入应用..........................................................................72.3商业区接入应用..........................................................................82.4乡村地区接入应用......................................................................93.EPON技术应用典型实例................................103.1项目需求....................................................................................103.2建设方案...................................................................................113.3工程经济性分析.........................................................................134.EPON与其他接入方式的成本比较........................155.EPON应用的几点经验..................................166.结束语..............................................17参考文献...............................................17EPON技术应用模式探讨31.EPON基本原理与技术优势1.1EPON基本原理无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA（时分多址接入）方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构（典型结构为树形结构）。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成。EPON技术将以太网技术和PON技术相结合，其目标是以简单的方式实现点到多点的高速以太网光纤接入。EPON采用点到多点的拓扑结构，下行采用广播方式、上行采用TDMA方式实现双向数据传输。一套典型的EPON系统由OLT、ONU/ONT及ODN组成。1、OLTOLT一般放在中心机房，在下行方向，它提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT提供了GE、10Baes－T、l00Base－T、10GBase－X等接口，OLT通过支持El接口来实现传统的TDM话音的接入。根据IEEE802.3协议，OLT将数据以可变长度的数据包广播传输给PON上所有的ONU，每个包携带一个具有传输到目的地ONU标识符的信头。此外，有些包可能要传输给所有的ONU，或者指定的一组ONU，当数据到达ONU时，它接收属于自己的数据包，丢弃其他的数据包。利用TDMA技术，多个ONU的信号在经过不同长度的光纤传输后，进入光分配器的共用光纤，占据分配给它的指定时隙，以避免发生相互碰撞干扰。具体如下图所示。EPON技术应用模式探讨4图1EPON下行信息流分布图2EPON上行信息流分布OLT作为EPON的核心，主要实现以下功能:(1)向ONU以广播方式发送以太网数据。(2)发起并控制测距过程，并记录测距信息。(3)发起并控制ONU功率。(4)为ONU分配带宽。(5)支持EPON的统一网管，OLT是主要的控制中心，实现网络管理的五大功能。2、ONU/ONTONU/ONT放在用户端，ONU主要采用以太网协议，实现ONU对用户数据的透明传送。OLT到ONU之间可实现高速的数据转发。ONU/ONT的主要功能:（1）选择接受OLT发送的广播数据。EPON技术应用模式探讨5（2）响应OLT发出的测距及功率控制命令，并做出相应的调整。（3）提供多业务接口，对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT配备的发送窗口中向上行方向发送。（4）在部分ONU中实现了成本低廉的以太网二层交换甚至是三层路由的功能，这种类型的ONU可以通过堆叠来为多个最终用户提供很高的共享宽带。3、ODNODN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和集中上行数据。无源分光器的部署相当灵活。由于是无源操作，几乎可以适应于所有环境。一般一个POS的分线率为8、16、32或64，并可以进行多级连接。1.2EPON技术优势EPON的技术优势主要在于传输带宽高(2M－l00Mbps)、传输距离远(0－20KM)、网络结构灵活、易于扩展、多业务支持能力、易于管理维护、抗干扰性强等，可满足各类用户的多种需求，其具体技术优势包括以下七个方面：(1)点对多点的通信组网方式，大大降低运营成本:EPON通过在OLT和ONU之间引入了无源分光器ODN，从而低成本地实现了点对多点的通信方式。由于OLT与ONU之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员。因此，对于运营商来说可以大大降低运维费用，有利于网络的快速部署和实施。(2)与现有以太网的兼容性:EPON在G.983基础上保留了物理层PON，而用以太网作为数据链路层协议。以太网技术是目前最成熟的局域网技术，EPON对现有的IEEE802.3协议作了一定补充，能够和以太网协议兼容。EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素。(3)采用单纤波分复用技术(下行1490nm，上行1310nm)，仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力。EPON技术应用模式探讨6(4)高带宽:EPON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，上行利用时分复用方式为用户共享千兆带宽，比ADSL要高很多。(5)为灵活应用和快速服务提供了方便:EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力，其中TDM和IP数据采用IEEE802.3以太网的格式进行传输，辅以电信级的网管系统，足以保证传输质量。(6)有效的带宽控制:EPON采用了基于TDM时间片原理的分片分级分配的方式，可以非常灵活地将不同的网络带宽赋予不同的ONU设备，达到有效控制用户带宽的效果。在带宽的颗粒度上可以达到64kbit/s这样的地步，从而实现精细的带宽控制，而这种带宽控制功能是以太网所不具备的。目前，在带宽控制功能上一般需要在路由器或者宽带接入服务器上才可以实现，而EPON带宽控制功能将为网络管理、网络优化、用户配置等带来有效的管理。(7)优先权处理:EPON采用了802.1P的标准进行优先权控制，EPON－OLT可以通过网管对不同的数据流打上不同的优先权级别标签。当OLT或者ONU出现数据拥塞时，可以让优先权级别高的数据流先通过，从而保证级别高的数据优先传送。2.EPON技术应用模式利用EPON技术是实现FTTH/O、FTTB/C+LAN的有效网络解决方案，根据福建联通接入网建设经验，大致可分为小区、工业区、商业街区和乡村地区几种接入方式，下面将一一进行介绍。2.1小区接入应用在小区接入中，ONU可设置在用户端（FTTH）或楼道（FTTB），光分路器可设置在楼道或小区机房。对于FTTH模式，由于用户数不确定，为了提高设备的利用率、降低成本及方便维护，光分路器的设置应相对集中，采用一级分光，可选择在小区机房或者小区内的光交接箱。采用这种方式建设，无论用户数多或少，设备的利用率都是最大化的，但是用户数较多时对接入光缆的需求量相对较大。网络结构如图3所示。EPON技术应用模式探讨7图3小区FTTH模式对于FTTB模式，ONU设置在楼道，一般需要配合楼道交换机进行业务的接入，光分路器的设置建议与FTTH方式相同。网络结构如图4所示。图4小区FTTB+LAN模式小区FTTH模式将在未来“三网合一”时体现出巨大的优势，但单用户造价过高；因此目前在利用EPON进行小区接入时采用FTTB+LAN的模式将是最佳方案。2.2工业区接入应用工业区一般均为企业用户，建议将ONU设置在企业的接入机房，结合其内部交换机完成各类业务的接入。这种模式类似于小区接入中的FTTB模式，建议在工业区所属区域设置合适的接入汇聚节点，将OLT放置在接入汇聚节点；在工业区范围内，可采用树型结构，沿着主干道选择合适的点（机房或光交接箱）放置一级光分EPON技术应用模式探讨8路器，再根据企业的分布情况布设二级分路器和ONU，以最大限度地节省光缆。网络结构如图5所示。图5工业区EPON接入模式考虑到分路器的多级设置，每个分路器将覆盖一定范围内的企业用户，因此建议多设置光交接箱。若无法设置较多的光交接箱，则建议增大光缆芯数，便于未来大量企业的接入。此外，如果需要采用EPON的环路保护，则需要将从汇聚点引出的骨干光纤以成环方式建设。2.3商业区接入应用商业区的特点是沿街分布众多的商务楼，楼内分布着多家企业，因此一般将ONU设置到公司，即FTTO（光纤到办公室），ONU通过交换机或路由器与公司内部网相连。网络结构如图6所示。图6商业区EPON接入模式1EPON技术应用模式探讨9FTTO模式类似于小区接入中的FTTH模式，建议将光分路器设置在每栋大楼内，ODN采用树型或链型组网。建设初期，建议将OLT放置在附近的接入汇聚机房内，光缆可沿大楼的分布情况建设，在每栋大楼的地下室或者在大楼相对集中的地带设置光交接箱，用来放置光分路器。考虑到这种模式在用户数较多时对ODN骨干光纤的需求量较大且采用环型组网方式，建议EPON的ODN骨干光纤使用较大芯数光缆。如果条件允许，建议在大楼相对集中、业务需求较大的区域内寻找合适的点作为未来的接入汇聚节点，将OLT的位置往用户侧靠近，并结合光交接箱的设置，采用星型模式接入附近的业务点以减少光纤的使用量，为将来大规模接入打好基础。网络结构如图7所示。图7商业区EPON接入模式22.4乡村地区接