EPON接入技術原理與組網(wǎng)應用
EPON網(wǎng)絡是采用FTTB方式組建網(wǎng)絡,其組網(wǎng)基本單元為OLT和ONU。OLT為局端設備提供豐富的PON口,用于連接ONU設備;ONU是用戶端設備提供相應的數(shù)據(jù)和語音接口,實現(xiàn)用戶業(yè)務的接入。對于不同業(yè)務的接入實現(xiàn)主要是采用對不同用戶不同業(yè)務打不同的VLAN標簽來透明傳輸?shù)较鄳臉I(yè)務接入服務器,并將相應的VLAN標簽剝離后送入IP承載網(wǎng)傳輸。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201710/368633.htmEPON(以太無源光網(wǎng)絡)是一種新興的光纖接入網(wǎng)技術,它是采用點到多點結構、無源光纖傳輸方式、基于高速以太網(wǎng)平臺和TDM時分MAC(MediaAccessControl)媒體訪問控制方式、提供多種綜合業(yè)務的寬帶接入技術。所謂“無源”,是指ODN中不含有任何有源電子器件及電源,全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成。它在物理層采用了PON技術,在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議,利用PON的拓撲結構實現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此,它綜合了PON技術和以太網(wǎng)技術的優(yōu)點:低成本、高帶寬、擴展性強、靈活快速的服務重組、與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性、方便管理等等。
EPON可以實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻、移動業(yè)務的融合。EPON系統(tǒng)主要由OLT(光線路終端)、ONU(光網(wǎng)絡單元)、ONT(光網(wǎng)絡終端)和ODN(光分配網(wǎng))組成,它處于網(wǎng)絡的接入網(wǎng)層面,主要適用于寬帶業(yè)務的光纖接入。
有源網(wǎng)絡設備包括中心局機架設備(OLT)和光網(wǎng)絡單元(ONU)。光網(wǎng)絡單元(ONU)給用戶提供數(shù)據(jù)、視頻和電話網(wǎng)絡與PON之間的接口。ONU最初的作用是接收光路信號,然后轉換成用戶所需的格式(以太網(wǎng)、IP廣播、電話、T1/E1等)。OLT設備則通過光纖連接到IP核心網(wǎng)絡。光接入網(wǎng)的引入,其覆蓋范圍達到20km,保證了OLT從光接入網(wǎng)建網(wǎng)初期就可以提升到傳統(tǒng)的城域匯聚節(jié)點處,從而簡化了接入網(wǎng)匯聚層的網(wǎng)絡結構,也節(jié)省了端局的數(shù)量。另外,光接入網(wǎng)大容量、高接入帶寬、高可靠性、多業(yè)務QoS等級支持能力的特點,也使接入網(wǎng)向統(tǒng)一、融合、高效承載平臺的方向演進成為現(xiàn)實。
2.EPON網(wǎng)絡基本原理
EPON系統(tǒng)采用WDM技術,實現(xiàn)單纖雙向傳輸,用上行1310nm和下行1490nm波長傳送數(shù)據(jù)和語音,CATV業(yè)務則使用1550nm波長承載。OLT放置在中心局端,分配和控制信道的連接,并有實時監(jiān)控、管理及維護功能。ONU放置在用戶側,OLT與ONU間通過無源的光分配網(wǎng)絡按照1:16/1:32方式連接。
為了分離同一光纖上多個用戶往返的信號,可采用以下2種復用技術。
1)下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術。在EPON中,從OLT到多個ONU下行傳輸數(shù)據(jù)的過程采用數(shù)據(jù)廣播方式發(fā)送。數(shù)據(jù)以變長信息包的形式,從OLT下行廣播到多個ONU。每個信息包帶有1個EPON包頭,唯一標識該信息包是發(fā)給ONU-1、ONU-2還是ONU-3。也可標識為廣播信息包發(fā)給所有ONU或發(fā)給特定的ONU組(多點傳送信息包)。當數(shù)據(jù)到達ONU時,ONU通過地址匹配,接收并識別發(fā)給它的信息包,丟棄發(fā)給其他ONU的信息包。在ONU注冊成動后分配1個唯一的LLID;OLT接收數(shù)據(jù)時比較LLID注冊列表,ONU接收數(shù)據(jù)時,僅接收符合自己的LLID的幀或者廣播幀。
2)上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術。OLT接收數(shù)據(jù)前比較LLID注冊列表;每個ONU在由局端設備OLT統(tǒng)一分配的時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀;分配的時隙(通過測距技術)補償了各個ONU距離的差距,避免了各個ONU之間的碰撞。
3.EPON網(wǎng)絡組網(wǎng)開發(fā)及應用
在當前FTTB網(wǎng)絡大規(guī)模部署,運營商重組網(wǎng)絡融合推進的大背景下,采用EPON接入技術的組網(wǎng)也開始規(guī)模化商用。對于新建小區(qū)網(wǎng)絡的部署規(guī)劃通過EPON網(wǎng)絡建設實現(xiàn)小區(qū)數(shù)據(jù)和語音業(yè)務的全面接入,能夠了解現(xiàn)有運營網(wǎng)絡的結構和演進方向,掌握現(xiàn)有網(wǎng)絡設備的硬件和軟件調(diào)試,熟悉網(wǎng)絡協(xié)議和業(yè)務實現(xiàn)方式等。根據(jù)網(wǎng)絡光線路終端布放位置,組網(wǎng)一般有以下3種方式:
①OLT放置于中心機房(如交換機房、數(shù)據(jù)機房等),其特點為覆蓋范圍大,便于操作和管理,適于早期用戶比較少或集中管理的場景。
②遠端中心機房,其覆蓋范圍適中,便于操作和管理,可同時兼顧容量和資源。
③戶外機房或小區(qū)機房,其特點為節(jié)省光纖,但管理和維護困難,覆蓋范圍比較小,需要解決供電問題,一般不建議采用這種方式。
OLT位置的選擇,主要取決于實際的應用場景,一般建議將OLT放置于中心機房,以便于維護與管理,節(jié)省成本,同時便于資源共享。在網(wǎng)絡組建過程中,光纖傳輸線路的選擇需要考慮光纖衰耗的影響,在設計網(wǎng)絡結構時要保證光功率在正常收發(fā)范圍之內(nèi)。
EPON網(wǎng)絡在確定了OLT和ONU的網(wǎng)絡結構布放后,應主要考慮網(wǎng)絡線路的設計,在光纖網(wǎng)絡的設計中應重點考慮光纖的衰耗設計要求。對于EPON工程,可根據(jù)下列光接入網(wǎng)常用的工程數(shù)據(jù)估算本工程ODN的傳輸損耗。
工程建議ODN衰耗為10~26db(一般為22db);單模光纖衰耗≤0.34dB/km;光纖跳纖、尾纖插入損耗為0.1~0.3db;法蘭盤插入損耗≤0.4db;1:2分光器插入衰耗為3db;1:4分光器插入衰耗為6db;1:8分光器插入衰耗為9db;1:16分光器插入衰耗為12db;1:32分光器插入衰耗為15?5db。
OLT光功率。接收為-1~-24db(1310nm);發(fā)送為+2~-3db(1490nm)。
ONU光功率。接收為-3~-24(1490nm);發(fā)送為-1~+4(1310nm)。
對于OLT和ONU設備正常的收發(fā)光功率,在實際工程設計中要確保網(wǎng)絡光功率衰耗值在相應設備的收發(fā)光功率范圍之內(nèi)。
根據(jù)ONU(光網(wǎng)絡單元)布放原則,EPON網(wǎng)絡的組建模式可分為光纖到戶(FTTH)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到節(jié)點(FTTN)3種。
1)FTTH方式。
即光纖到戶方式,適用于用戶居住比較分散且對帶寬要求較高的區(qū)域(如別墅區(qū)),而且開發(fā)商有積極性參與網(wǎng)絡建設。此時組網(wǎng)方式一般采用從局端的OLT引出光纜到別墅區(qū),在別墅區(qū)內(nèi)一個相對中心的位置放置分光器,然后通過小芯數(shù)管道光纜或新型的小芯數(shù)直埋光纜連至用戶家中的ONU,同時可以根據(jù)用戶需求在用戶家中連接交換機或集線器(HUB)供多個設備連接。
2)FTTB方式。
該方式適用于在單棟商務樓,用戶相對數(shù)量不多、帶寬要求不高的場景。一般的組網(wǎng)方式為從局端OLT引出光纜到商務樓附近的光纜交接箱,在光纜交接箱中放置分光器,再從交接箱引光纜至大樓。ONU放置在大樓交接間,通過交換機為樓內(nèi)用戶提供寬帶上網(wǎng)業(yè)務。在這種情況下,建設時需要根據(jù)用戶的帶寬需求及數(shù)量選擇合理的分路比。
3)FTTN方式。
它是帶寬與投資的折衷,F(xiàn)TTN在滿足用戶帶寬需要的前提下,采用最新的數(shù)字用戶線(DSL)技術,盡量使用長的雙絞線,以提高ADSL接入復用器(DSLAM)節(jié)點的用戶容量,從而減少節(jié)點數(shù)量,減少投資和維護成本。
4.EPON網(wǎng)絡組網(wǎng)及業(yè)務實現(xiàn)
1)互聯(lián)網(wǎng)接入。提供普通Internet接入,對用戶上網(wǎng)應用有足夠的帶寬保證。
2)VoIP。面向未來的NGN,提供網(wǎng)絡電話業(yè)務。
3)IPTV。實現(xiàn)單播或組播方式的視頻業(yè)務及機頂盒方式的IPTV業(yè)務。
面對小區(qū)用戶寬帶業(yè)務需求情況的差異,工程初期首先為用戶提供寬帶上網(wǎng)和VOIP語音業(yè)務,同時為后期將要開展的VOIP業(yè)務和相應的數(shù)據(jù)增值業(yè)務做好準備。對于建成的網(wǎng)絡將可以為用戶提供足夠的帶寬,實現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)接入業(yè)務、VOIP業(yè)務、IPTV流媒體業(yè)務。同時網(wǎng)絡要具備良好的擴展和升級能力,在未來可以有效支持三網(wǎng)合一的業(yè)務需求。
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