EPON技术和方案
EPON技术和方案（精选六篇）
EPON技术和方案 篇1
一、EPON的概念及组成
1.1EPON的概念
EPON实际是由两部分技术组成的, E是Ethernet (以太网) 的意思, PON (P-assive Optical Network无源光网络) 是一种光纤宽带接入技术, 这两种通信技术的结合就构成了目前光接入通信系统较为流行的EPON技术。
1.2EPON的组成
在通信领域中, 虽然无线、卫星、光纤等通信技术一直都在不断发展且趋于较成熟的阶段, 但是在宽带最终用户接入终端局的问题上还没有最佳的解决方案之时, 由于光缆技术的再度复兴, EPON (无源光网络) 技术产生了, 它是由局端的OLT (光线路终端) 、用户端的ONU (光网络单元) 以及在它们之间起连接及分光作用的传输介质光纤和无源分光器及其他连接器等无源光器件组成的ODN (光分配网络) 三部分组成。这里的“无源”是指在ODN网络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, 在PON系统中从OLT到多个ONU其下行采用TDM广播方式工作、上行采用TDMA (时分多址) 工作方式的数据传输过程。由于无源光网络 (PON) 可以说是一种属于纯介质网络, 这样不但避免了电磁干扰等外界影响, 而且减少了故障率, 提高了系统的可靠性, 同时节省了维护成本, 这也是通信行业长期以来一直期望实现的技术。
二、宽带EPON接入技术的应用
某大型综合住宅小区, 可以按照楼宇的群落分为A、B、C 3个居住区。A区:豪华独立别墅区, 区域内共有20栋楼, 共计20户。B区:多层区, 该区共有15栋楼, 每栋2个单元10层, 每层1户, 共有300户。C区:高层区, 该区共有6栋楼, 每栋3个单元20层, 每层2户, 共有720户。本项目技术方案要求能达到每户至少10M的宽带接入。
2.1业务带宽需求
对于公众客户, 主要提供语音、数据和视频业务;对于大客户、商业客户, 主要提供语音、数据和专线业务。具体业务的提供和开放应以业务网实际发展策略为前提。上述几种主要的互联网业务带宽需求预测如下: (1) IPTV (流媒体) 需求:IPTV目前采用MPEG4编码, 带宽需求在5~6M, 3年后随着用户家里第二台高清电视的普及, IPTV带宽需求将会增至10~12M。 (2) 视频通信需求:视频通信目前带宽需求在1M左右, 随着人们对高清可视通信的需求, 3~5年后带宽需求会增至2~4M。 (3) 上网业务带宽需求:上网业务带宽需求目前是2M, 3~5年后随着高速互联网访问需求的增加, 带宽需求会增至4M。 (4) 网络游戏需求:网络游戏目前对带宽需求不大, 一般为300k左右, 3~5年后随着交互式网络游戏的发展, 带宽需求会增至2M左右。
2.2整体带宽方案设计
在现实生活中小区的所有用户不可能同时在线, 现以用户的带宽需求量为10M且60%的用户在线为例, 说明小区EPON接入的设计方案。
A区别墅区共有20栋别墅, 采用FTTH接入方式提供宽带服务。由于OLT设备中每个EPON接口可以提供1G的带宽, 则别墅区可采用1:32的分光器分别接入到20栋别墅。B区多层区有15栋楼, 共300户。由于B区共需2G的带宽, 即需2个EPON接口接入到该区。每个用户需要6M的带宽, 则每个EPON接口可以分配给160个用户使用, 如果GE下行采用1:8分光器来接入8个楼道交换机, 则每个楼道交换机平均接入160/8=20个用户。考虑到小区用户相对比较集中, 采用下行24×FE口的楼道交换机比较合适。综上所述, B区共需分光器2个, ONU设备15台。C区高层区有6栋楼, 共720户。由于C区共需5G的带宽, 即需5个EPON接口接入到该区。每个用户需要6M的带宽, 则每个EPON接口可以分配给160个用户使用, C区同样采用1:8分光器来接入8台楼道交换机, 每个楼道交换机平均接入160/8=20个用户, 所以仍采用下行24×FE口的楼道交换机。C区每个单元共有40户, 每单元需2台ONU设备, 共18个单元, 所以C区共需分光器5个, ONU设备36台。
2.3系统光功率预算
该小区最长主干光缆按照1.5 km计算, 从光缆交接箱到用户家最长光纤链路按照0.5km计算;从OLT的PON口至ONU的PON口, 光通道经过一个1:8分光器, 3个法兰盘。最大损耗如表1所示。
光纤链路1310nm的最大损耗为12.4d B, 在1000BASE-PX10允许的最大通道插入损耗20d B范围之内, 并且大于1000BASE-PX10允许的最小通道插入损耗。选择10k W光模块, 可以保证数据光信号可靠传输。
2.4EPON接入设备选择
2.4.1局端O LT设备
该小区FTTx工程核心机房局端OLT设备采用中兴公司的ZXA10 C220设备。该设备是一款大容量高密度的无源光接入局端设备, 采用19英寸6U标准机框, 可以方便地放置于标准机柜, 在6U高度的设备内, 最多可以插入10个EPON板, 每个EPON板4个EPON口, 按照1:32的分光比, 最大提供1280个ONU/ONT接入。
设备支持IEEE802.3ah EPON标准和ITUG.984GPON标准。GPON线卡可以直接插入C220机框内。
2.4.2分光器及其布放
本工程采用烽火公司的平面波导型 (PLC) 光分路器, 它具有低插入损耗、高功率容限、优良的分束均匀性、外形紧凑、偏振相关损耗低和更宽的工作波长范围等特点, 被广泛应用于各类FTTH工程中。使用的光分路器为盒式封装结构, 直接出Φ2.0mm尾纤端子。在ODF内, 光纤输入端直接与馈线光纤端子接插, 光纤输出端直接与配线光纤端子接插。ODF内配有光分路器安装盘, 每个安装盘占用1个熔配一体化盘的空间, 可同时安装2个光分路器。在每个光分路器的包装盒内, 附有光分路器安装附件, 可方便地将光分路器安装在盘内, 并方便地取下进行维护。
2.4.3用户端设备
ONU该小区FTTx工程ONU采用中兴公司的EPON系列产品ZXA10 D400和ZXA10 F822。
三、结语
总之, 对目前来说, 电信运营商已经从以前的单一业务发展到现在的多种业务, 这些业务的支撑网络发展到现在需要进行相应的优化, 从而提升网络的竞争力。本文通过EPON宽带接入技术的应用方案分析可知, EPON宽带接入技术解决了电信运营商的资金投入和精力灌消耗, 优化的通信网络, 是最具有竞争价值的用户接入网部分。
摘要：近年来, EPON作为一种新兴的宽带接入技术, 它是以太网技术与PON技术相结合的产物, 主要是通过用来实现数据、语音及网络视频等综合业务接入。由于EPON技术具有良好的经济适用性、可扩展性等优点。文章主要从阐述了EPON技术的概念及组成, 从中结合笔者的工作实践, 针对宽带EPON接入技术在某住宅小区中的应用方案进行了研究。
关键词：住宅小区,EPON,宽带技术,接入方案
参考文献
[1]张曼.FTTH技术及业务发展[J].企业导报, 2009 (11)
EPON技术和方案 篇2
摘 要：面对三网融合全业务竞争的压力，专网业务已经成为广电运营商一个非常重要的增值业务。文章通过具体案例，就如何依托广电传输网络结构和光纤资源，结合EPON技术，搭建治安视频监控专网进行了探讨和研究。
关键词：广电网络；EPON；视频监控
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）20-0083-02
随着社会的不断发展，人们越来越需要一个平安和谐的生活环境，预防和打击犯罪、反恐防暴等工作，已经成为构建“平安城市”的重点内容。治安视频监控系统指的是为了满足城市管理和城市治安需要，利用地理信息系统、图像的采集、传输、显示等设备以及控制软件，对指定区域进行监控和记录的系统。广电网络公司作为以提供视频媒体传输服务为主营业务的运营商，其网络资源有着得天独厚的优势。在此基础上，结合目前应用得比较成熟的EPON技术，广电网络公司在治安视频监控专网业务上越来越有竞争力。
1 广电城域网结构
广西有线广播电视城域网络分为一级光纤网、二级光纤网和三级电缆分配网。城市网络用户数不足10万户的网络可不设分前端，其网络结构仅包含二级光纤网和电缆网。城市网络用户大于10万户或覆盖地域较大的网络以及市县到乡镇村的网络可根据实际情况设立若干个分前端，其网络结构包含一级光纤网（或传输网）、二级光纤网和电缆分配网。城域网络联接各分前端的一级光纤网络采用星型网或环型网络/物理连接星型结构，按并发选收方式传输；二级光纤网采用双星型或混合型网络/物理连接星型结构，电缆网络以树型结构为主。城域网络按双向传输方式建设；电缆分配网采用双向模块化结构，用户接入采用无源集中分配方式连接。柳城县有线电视用户约1万户，其城域网结构如图1所示。
2 EPON技术
2.1 EPON技术基础
EPON（Ethemet Passive Optical Network，以太网无源光网络），目前是一种流行的无源光纤接入网络技术。它采用无源光纤传输，单点到多点的结构，提供多种业务于以太网之上。执行IEEE802.3ah技术标准，在传输网络上按照以太网格式的报文，最大支持对称速率为1.25 Gbps。EPON技术在链路层使用的是以太网协议，在物理层使用的是PON技术，以太网接入上利用PON的拓扑结构来实现。因此，它具有对网络协议透明、节省光纤资源的特点，在光纤接入网中扮演着的角色越来越重要，正逐步成为高清视频监控的主要传输网络。
2.2 EPON系统组成
EPON由局端设备OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、用户端设备ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和光分路器ODN（Optical Distribution Network，光分配网）组成。OLT与ONU之间仅仅保留光缆、光分路器等无源器件，无需额外配备机房、无需电源、不需要对有源设备进行维护，可非常有效的节约建设成本和维护成本。
2.3 EPON传输方式
EPON使用WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）技术，采用下行1 490 nm、上行1 310 nm不同波长，实现在一根光纤传输上下行数据，而相互不影响。下行方向，OLT发出的信号以广播式发给所有用户，上行方向，各ONU采用时分复用TDMA（Time Division Multiple Access）技术。
下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽。EPON可以提供1.25 Gbit/s的上下行带宽，传输距离可达10～20 km，支持最大光分路比1：64，因此可有效降低主干光纤和OLT的成本压力。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，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素，二者具有天然的融合性。
3 治安视频监控专网设计
3.1 项目概况
本文案例为柳城县天网二期治安高清视频监控系统建设项目。该项目由柳城县人民政府出资，广西广电网络柳城分公司承建，竣工后交由柳城县公安局使用。项目计划在柳城县县城及乡镇主要街道和人流密集区，建设142个高清监控点，监控摄像机像素达到200万，分辨率达到1 920×1 080，且带红外夜视功能，能实现24 h不分昼夜监控，并将监控图象传到柳城县公安局指挥中心机房，实现对监控目标的安全防范及智能管理。该项目建设周期为120个工作日。
3.2 承载网设计
柳城县治安高清视频监控系统（天网二期）在整体上由142个前端监控点采集视频图像信息，经广西广电网络柳城分公司提供的治安视频监控专网传入县城中心机房OLT设备，最后由汇聚层交换机接入柳城县公安局监控中心平台。
各派出所监控室也通过EPON网络连接到柳城县公安局监控中心平台，按分级授权取得所需的图像信息。柳城县天网二期治安高清视频监控系统基于广西广电网络公司IP城域网进行组网，网络结构分为三层，分别是核心层、汇聚层和接入层，系统结构，如图2所示。
①核心层：监控中心属于视频监控网的核心层，包括中心管理平台、存储转发服务器、控制服务器、电视墙等部分。监控中心与柳城县广电网络中心机房实现互联，采用以太网透传技术将所以监控点视频图像汇聚，实现对监控图像按局域网方式进行传输。
②汇聚层：汇聚层是视频监控网络的骨架，它从网络末端连接进入汇聚机房，采用IP以太网通过点到点的专用传输通道方式，传送到汇聚交换机来进行汇聚，汇聚机房到上一级核心层采用n×1 000 M电路进行汇聚上传。县城广电网络中心机房采用的是BDCOM P5900型号的OLT，这台天网治安监控系统专用OLT设备具备2个主控板、2个增强型业务槽和12个普通型业务槽，支持主控板及电源1+1备份，最大支持48个EPON接口，最大支持1：64分光比，系统最大可支持3 584个ONU接入，传输距离可达20 km。
③接入层：接入层是视频监控网络的基础。终端监控点使用的是数字高清摄像机，所传输信号是采用H.264编码压缩技术的数字信号，视频信号接入ONU设备的10/100 M以太网接口，通过光纤和光分路器ODN接人附近机房OLT设备，实现视频图像全IP化传送。前端监控点采用BDCOM P1004C2型号的ONU，支持上下行对称的1 Gbps的PON传输速率，配合BDCOM系列的OLT设备可实现高达1：64的分光比，网络覆盖半径可达20 km；结合PON中继设备，可进一步将传输距离延伸至60 km。
3.3 ODN网络设计
ODN作为OLT和ONU之间提供光传输通道，从功能上可分为馈线光缆子系统、配线光缆子系统、入户线光缆子系统和光纤终端子系统。在ODN网络设计中，为了方便前期施工和后期维护，分路器通常选择功率等分型光分路器。合理设置光分路器可以有效提高光纤资源利用率。为了节约成本，提高柳城广电城域网光缆干线的利用率，本项目把主干光缆交接箱设为光缆分配点，放置一级光分路器；把光缆节点设为用户接入点，放置二级光分路器。
3.4 IP地址规划
IP地址规划主要涉及到网络资源有效利用和管理的问题，而如何有效利用IP已经成为IP地址规划最重要的问题，合理分配IP地址是网络有效利用和网络顺利运行的关键。
柳城县天网二期治安高清视频监控系统预分配IP网段：从172.44.28.1-172.44.51.255，共24个网段。
在监控网络规划中，每个物理区域设置为一个VLAN，为了保障网络的高性能和高可用，在具体VLAN规划时，同一个VLAN内的通信主机应该控制在50台以内，在同一个VLAN中设置单独的服务器。
4 结 语
随着国家“三网融合”政策不断推进，广电行业面临的竞争压力越来越大。
而通过EPON技术搭建在广电城域网光纤网络的治安视频监控系统必将成为广电运营商又一个新的增值业务。网络结构完善、覆盖面广、资源丰富的优势，将为广电运营商在“平安城市”建设中发挥更重要的作用。
参考文献：
[1] 孙焱，王佐，陈忠明.EPON技术在金湖县公安视频监控网的应用[J].中国有线电视，2014，（8）.
[2] 赖银汉.提高视频监控系统智能化的探讨[J].广东公安科技，2007，（3）.
EPON技术的发展和应用 篇3
1.1 EPON技术
EPON (Ethernet Passive Optical Network以太网无源光网络) , 无源光网络 (PON) 的概念由来已久, 它具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点, 在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时, 以太网 (Ethernet) 技术经过20年的发展, 以其简便实用, 价格低廉的特性, 几乎已经完全统治了局域网, 并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升, 以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进, 逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合, 便产生了以太网无源光网络 (EPON) 。它同时具备了以太网和PON的优点, 正成为光接入网领域中的热门技术。
EPON就是一种新兴的宽带接入技术, 它通过一个单一oltodn-onu的光纤接入系统, 实现数据、语音及视频的综合业务接入, 并具有良好的经济性。业内人士普遍认为, FTTH是宽带接入的最终解决方式, 而EPON也将成为实现这一目标的一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点, 宽带入户的特殊优越性, 以及与计算机网络天然的有机结合, 使得全世界的专家都一致认为, 无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。
随着epon技术的普及应用, 并不断完善, epon正日益成为宽带, 语音, 视频接入的主流设备。
2 EPON设备
2.1 OLT:epon光网络的业务汇聚设备
OLT:optical line terminal (光缆终端设备) , 用于连接光纤干线的终端设备。
OLT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) 为ONU分配带宽;即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。
EPON无源光网络系统中的局端设备 (OLT) , 是一个多业务提供平台, 同时支持IP业务和传统的TDM业务。放置在城域网边缘或社区接入网出口, 收敛接入业务并分别传递到IP网。
EPON无源光网络系统组网灵活, 下联半径20公里范围内处于业务接入点的多个终端, 构成EPON系统网络。该系统可支持多种业务模式, 适应多种工作环境, 为用户提供FTTx系列解决方案。
OLT除了提供业务汇聚的功能外, 还是集中网络管理平台。在OLT上可以实现基于设备的网元管理和基于业务的安全管理和配置管理。不仅可以监测、管理设备及端口, 还可以进行业务开通和用户状态监测, 而且还能够针对不同用户的Qo S/SLA要求进行带宽分配。
OLT路由功能测试方法可用CDRouter进行全自动测试
2.2 分光器:epon技术的核心技术应用的基础
ODN (optical distribution network) 光配线网络是基于PON设备的FTTH光缆网络。其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。从功能上分, ODN从局端到用户端可分为馈线光揽子系统, 配线光揽子系统, 入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。
分光器是组建EPON网络的一个组件, 是一个连接OLT和ONU的无源设备, 采用单纤波分复用技术 (下行1490nm, 上行1310nm) , 它的功能是分发下行数据, 并集中上行数据。分光器带有一个上行光接口, 若干下行光接口。从上行光接口过来的光信号被分配到所有的下行光接口传输出去, 从下行光接口过来的光信号被分配到唯一的上行光接口传输出去。只是光信号从上行光接口转到下行光接口的时候, 光信号强度/光功率将下降, 从下行光接口转到上行光接口的时候, 同样如此。各个下行光接口出来的光信号强度可以相同, 也可以不同。
2.3 Onu:epon接入终端
ONU (Optical Network Unit) 光节点。
一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。通过唯一的MAC地址实现在汇聚层olt的自动注册。可以接入拨号用户和专网用户。接入方式可以是电缆, 网线和光纤。
ONU功能:
1) 选择接收OLT发送的广播数据;
2) 响应OLT发出的测距及功率控制命令;并作相应的调整;
3) 对用户的以太网数据进行缓存, 并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。
3 EPON应用
3.1 光分路器原理及参数详解
与同轴电缆传输系统一样, 光网络系统也需要将光信号进行耦合、分支、分配, 这就需要光分路器来实现。光分路器又称分光器, 是光纤链路中最重要的无源器件之一, 是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件, 常用M×N来表示一个分路器有M个输入端和N个输出端。在光纤CATV系统中使用的光分路器一般都是1×2、1×3以及由它们组成的1×N光分路器。
3.2 光分路器的分光原理
光分路器按原理可以分为熔融拉锥型和平面波导型两种, 熔融拉锥型产品是将两根或多根光纤进行侧面熔接而成;平面波导型是微光学元件型产品, 采用光刻技术, 在介质或半导体基板上形成光波导, 实现分支分配功能。这两种型式的分光原理类似, 它们通过改变光纤间的消逝场相互耦合 (耦合度, 耦合长度) 以及改变光纤纤半径来实现不同大小分支量, 反之也可以将多路光信号合为一路信号叫做合成器。熔锥型光纤耦合器因制作方法简单、价格便宜、容易与外部光纤连接成为一整体, 而且可以耐孚机械振动和温度变化等优点, 目前成为市场的主流制造技术。
熔融拉锥法就是将两根 (或两根以上) 除去涂覆层的光纤以一定的方法靠扰, 在高温加热下熔融, 同时向两侧拉伸, 最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构, 通过控制光纤扭转的角度和拉伸的长度, 可得到不同的分光比例。最后把拉锥区用固化胶固化在石英基片上插入不锈铜管内, 这就是光分路器。这种生产工艺因固化胶的热膨胀系数与石英基片、不锈钢管的不一致, 在环境温度变化时热胀冷缩的程度就不一致, 此种情况容易导致光分路器损坏, 尤其把光分路放在野外的情况更甚, 这也是光分路容易损坏得最主要原因。对于更多路数的分路器生产可以用多个二分路器组成。
3.3 光分路器的常用技术指标
3.3.1 插入损耗
光分路器的插入损耗是指每一路输出相对于输入光损失的d B数, 其数学表达式为:Ai=-10lg Pouti/Pin, 其中Ai是指第i个输出口的插入损耗;Pouti是第i个输出端口的光功率;Pin是输入端的光功率值。
3.3.2 附加损耗
附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于输入光功率损失的DB数。值得一提的是, 对于光纤耦合器, 附加损耗是体现器件制造工艺质量的指标, 反映的是器件制作过程的固有损耗, 这个损耗越小越好, 是制作质量优劣的考核指标。而插入损耗则仅表示各个输出端口的输出功率状况, 不仅有固有损耗的因素, 更考虑了分光比的影响。因此不同的光纤耦合器之间, 插入损耗的差异并不能反映器件制作质量的优劣。对于1*N单模标准型光分路器附加损耗如下表所示:
分路数2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16
附加损耗DB 0.2 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2
3.3.3 分光比
分光比定义为光分路器各输出端口的输出功率比值, 在系统应用中, 分光比的确是根据实际系统光节点所需的光功率的多少, 确定合适的分光比 (平均分配的除外) , 光分路器的分光比与传输光的波长有关, 例如一个光分路在传输1.31微米的光时两个输出端的分光比为50:50;在传输1.5μm的光时, 则变为70:30 (之所以出现这种情况, 是因为光分路器都有一定的带宽, 即分光比基本不变时所传输光信号的频带宽度) 。所以在订做光分路器时一定要注明波长。
我们举一个简单的例子计算分光造成的的衰减:Ai=-10lg K (K为分光比)
当使用1:32的分光器时, 单路光衰Ai=-10lg K=-10lg32=-50lg2=-50×0.3=-15dbm
注:这是维护中的一个很重要的参数, 以此计算光信号可以覆盖的范围。
3.3.4 隔离度
隔离度是指光分路器的某一光路对其他光路中的光信号的隔离能力。在以上各指标中, 隔离度对于光分路器的意义更为重大, 在实际系统应用中往往需要隔离度达到40d B以上的器件, 否则将影响整个系统的性能。
另外光分路器的稳定性也是一个重要的指标, 所谓稳定性是指在外界温度变化, 其它器件的工作状态变化时, 光分路器的分光比和其它性能指标都应基本保持不变, 实际上光分路器的稳定性完全取决于生产厂家的工艺水平, 不同厂家的产品, 质量悬殊相当大。在实际应用中, 本人也确实碰到很多质量低劣的光分路器, 不仅性能指标劣化快, 而且损坏率相当高, 作于光纤干线的重要器件, 在选购时一定加以注意, 不能光看价格, 工艺水平低的光分路价格肯定低。
EPON技术和方案 篇4
1 EPON组网方案
1.1 EPON工作原理
EPON是基于以太网协议的PON网络, 是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网, 其典型拓扑结构为树形[8]。EPON原理如图1所示。
EPON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[9,10]。OLT是局端设备, 通常放置在中心机房, 是一个多业务提供平台。在下行方向面对无源光网络, 要提供光纤接口PON口;在上行方向则面对数据传输网, 因此要提供电口或光口, 接口速率可以是百兆、千兆或万兆。ODN由光纤和无源光分路器 (POS) 组成, 在OLT与ONU之间提供光通道, 主要负责分发下行数据并集中上行数据, 完成光信号功率分配和波长复用等功能。ONU用于连接用户终端设备, 在配用电系统中可连接开闭所监控终端 (DTU) 、集中器等电力设备。ONU上行接口是PON口, 通过光纤连接无源光网络, 下行接口可根据接入设备性质配置, 有电口、RS232/RS485、PSTN等接口。
EPON采用波分复用技术同时处理双向信号传输, 下行数据以点到多点的广播方式从OLT发送到所有的ONU, 上行数据则从各个ONU采用时分复用的方式统一汇聚到中心局端OLT[11]。
EPON技术与现有以太网兼容。以太网技术是成熟的局域网技术, EPON技术只是对现有的IEEE802.3ah协议作了一定的补充, 基本上与其兼容。因此, EPON与以太网互联时避免了通信协议的转换, 方便管理[12]。EPON技术综合了PON技术与以太网技术, 具有传输带宽高、网络结构灵活、易于扩展、多业务支持能力、易于管理维护、抗干扰性强等优点, 可满足各类用户的多种需求。
1.2 EPON网络结构
EPON组网方式灵活, 具有多种级联模式。多级接入与1+1手拉手光纤保护的接入模式如图2所示。多级接入是考虑到同一通信路径上的多个站点按同一通道通信, 以达到节约光缆及维护简易的目的。1+1手拉手光纤保护的接入是对多个或者单个重要站点的一种通信上的安全保护, 是以通道冗余的方式实现对站点信息通信的保护, 具体是将单个ONU连接2台不同OLT实现冗余保护。
运用EPON设备构成通信主干环, 其原理展示见图3, 根据该原理进行工程建设的EPON组网工程如图4所示。OLT设备安装在变电站侧, 各OLT采用基于EPON技术的快速环网保护协议 (RRPP) 技术构成环网。以双PON口OLT设备为例进行说明。分光器POS级联布置形成树形网络, 开闭所根据距离远近分别接入EPON网络。工业级ONU布置在开闭所内, ONU连接馈线终端单元 (FTU) 、DTU、变压器监测终端 (TTU) 、抄表集中器等设备。
EPON组网工程大致由配电线路、重合器、分段器、分支开关、变压器、配电终端、通信线路、配电子站等部分构成。OLT设备安装在110 k V变电站, 各变电站低压侧有大量的10 k V、35 k V配单线路, 根据配电线路辐射状的接线方式, 沿途铺设光纤线路, 在杆塔等处布置POS分光器, 采用树形结构级联, 构成EPON网络。EPON组网工程示意图中还显示了1+1手拉手光纤保护模式。
EPON网络具有成本低、功耗低、维护简单、容易扩展等优势, 但是在配网自动化通信中存在实时性、可靠性不强等不足, 故有必要对配网通信纯EPON组网方案进行一些改进。
2 工业以太网组网方案
2.1 工业以太网技术原理
工业以太网[13]是在以太网和TCP/IP技术的基础上开发出的一种工业用通信网络。在实时性方面, 通过采用减轻以太网负荷、提高网络速度、交换式以太网和全双工通信、流量控制及虚拟局域网等技术来提高网络的实时响应速度。在可靠性方面, 以太网在逻辑上不支持环形拓扑, 但可以通过冗余连接形成物理上的环路, 以太网自动保护切换 (EAPS) 技术将自愈时间缩短到50 ms[14]。在开放性方面, 以太网适合于解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作的问题, 同时拥有大量的网络管理和故障排除工具, 便于维护管理。
2.2 工业以太网网络结构
开闭所内配置以太网交换机, 交换机互联构成EAPS光纤自愈主环。开闭所A与配电子站配置交换机, 通过光纤连接。位置分散的开闭所配置交换机, 通过光纤与主环相连。DTU通过以太电缆接入开闭所的以太网交换机。FTU通过RS232串口接入开闭所的以太网交换机。以太网交换机组网拓扑如图5所示。
如果单纯采用工业交换机建设配电通信接入网, 在网络扩容时, 面对配电室等分散的通信节点, 需要部署更多的交换机。如果每个节点部署一台多端口交换机, 而每个节点连接的配电终端不多, 会增加投资成本并造成端口浪费;如果部署端口少的交换机, 以后扩容又不方便。有时工业交换机需要级联才能接入范围更广更分散的配电终端。在这种情况下, 如果采用EPON进行混合组网扩容, 中间部署分光器, 在数据终端放置一台ONU设备即可。并且再增加接入终端, 只需对原有线路进行分光连接ONU, 可实现即插即用, 参数设定可由中心OLT设备完成, 无需现场对ONU设备进行复杂设置。
可见, 工业以太网交换机在电力通信网络中有着较为良好的应用基础, 交换机组网有着高带宽、环网保护等优点。但是在配电自动化通信中, 点到多点通信、扩容性、抗多点失效等要求使得以太网交换机组网在应对时存在不足。
3 基于EPON和工业以太网的混合组网方案
3.1 EPON和工业以太网技术对比
3.1.1 标准
EPON技术:标准成熟, EPON国际标准为IEEE802.3ah, 国内通信行业也制定了技术和测试标准。
工业以太网:物理层与数据链路层采用IEEE802.3规范, OSI应用层的标准化制定工作正在进行中, 应用层至今没有统一的标准。
3.1.2 链路层
EPON技术:采用波分复用 (WDM) 方式在1490nm和1310 nm波长上传输, 为单纤双向系统;OLT向ONU广播数据, ONU根据逻辑链路标识 (LLID) 选择性地接收, ONU发送的数据只能到达OLT, 提高了安全性。
工业以太网:一发一收, 采用2个光口实现, 若实现双环自愈则需4个光口;工业以太网交换机检测从以太网端口来的数据包的源和目的地的MAC地址, 依据帧头的信息进行转发。
3.1.3 带宽分配
EPON技术:OLT采用动态带宽分配 (DBA) 算法为ONU分配时隙, ONU共享上行带宽, ONU没有数据传输时也需向OLT发送报告帧, OLT为ONU分配最小保证带宽。
工业以太网:交换机每个端口为一个冲突域, 可使用全部的带宽。
3.1.4 实时性
EPON技术:EPON难以支持实时性要求高的时分复用 (TDM) 业务。
工业以太网:实时性较高, 采用交换机, 不受带冲突检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD) 约束, 全双工通信。
3.1.5 冗余保护
EPON技术:采用主干光纤保护和全光纤保护, 倒换时间为秒级;抗多点失效。
工业以太网:自愈环采用快速冗余技术, 倒换时间为毫秒级;自愈环中只能抗单点失效。
3.1.6 组网方式
EPON技术:适合组成星型网, 节省主干段光纤, 适用于光纤接入 (FTTx) 模式;若采用树形或级联方式, 需采用不等分光分路器, 稳定性存在不足。
工业以太网:可在主干链路上组成单环网、双环网, 提高可靠性, 在分支链路上可直接点对点接入, 组网灵活。
3.1.7 终端设备
EPON技术:ONU之间二层的互通可以配置;OLT支持代理地址解析协议 (proxy ARP) , 即使二层设置了隔离, 三层也可以互通。
工业以太网:基于交换式以太网, 终端设备可以通信。
3.1.8 传输距离
EPON技术:最远20 km。
工业以太网:单模光纤最远100 km。
3.1.9 工业级产品
EPON技术:生产工业级要求的EPON设备的厂家不多。
工业以太网:为工业级环境应用设计, 满足IEC61850-3电磁兼容标准, 支持宽温、防尘防水等, 可用于恶劣的环境中。
3.1.1 0 经济
EPON技术:设备价格低, 系统造价较低。
工业以太网:设备价格高, 系统造价较高。
综上所述, 2种技术各有优势与不足, 存在互补之处。在实时性、自愈性方面, 工业以太网优于EPON, 说明工业以太网适宜构建骨干网以保证可靠性。在冗余保护方面, EPON抗多点失效, 优于抗单点失效的以太网;在传输距离方面, EPON适用于短距离传输, 工业以太网适用于长距离传输;在经济性方面, EPON造价低于工业以太网;上述三方面说明EPON适宜构建小范围接入网。
3.2 混合组网模式网络拓扑
混合组网模式采用了工业交换机组成骨干环网结合EPON实现最后1 km通信的方案。该方案由主节点、通信主环、子节点、分支链路、配电终端组成。主节点放置工业以太网交换机, 采用环网模式连接, 形成通信主环。在有分支链路的主节点配置OLT, 挂在工业交换机下。子节点配置ONU。通过ODN网络连接ONU与OLT, 形成分支链路。ONU接入采集器、DTU等配电终端设备。EPON网络是作为工业交换机以太环网的接入层, 连接通信主节点和配电终端。混合组网模式网络拓扑如图6所示。
3.3 混合组网模式特点分析
混合组网方案既集成了工业交换机在环网保护组网方式上的优势, 又结合了EPON在最后1 km聚合终端的优势。其特点主要体现在以下几个方面。
(1) 可靠性。工业交换机可以灵活实现相切环、相交环等多种复杂的环网结构, 实现50 ms以内的短切换时间, 适用于构建骨干网。在分支链路上, 由于其可靠性要求不如环网高, 采用EPON组网技术是可以保证接入网可靠性的。在工业交换机的环网上, 节点的增多, 对网络收敛速度的影响较小, 而EPON组网受限于其通信机制, 其能串联的节点数有限。所以将EPON用于分支链路, 连接数量有限的配电所是合适的, 而采用工业以太网组建骨干网, 可保证网络收敛速度。
(2) 传输距离。由于通信机制限制, EPON组网方式的最大传输距离通常为10~20 km, 这个传输距离适用于短距离内的配电终端的接入。而采用工业交换机组成骨干环网, 其传输距离大。
(3) 可扩展性。ODN网络的设计需要考虑光损等诸多因素, 复杂度高, 扩展不便。但是, EPON可以在终端侧根据配电网的辐射状、手拉手环网等连接方式, 提供树状、手拉手主备光纤等光网络拓扑结构, 其在接入网的组网灵活性优于工业以太网。而工业交换机组网则具有较强的可扩展性, 采用工业交换机组成千兆骨干环网, 为今后扩容预留充足空间。
(4) 应用场景EPON技术在密集型终端接入的网络中能发挥出它的优势, 一个PON口可以接到1:32甚至更高, 故EPON方案适用于用电信息采集或者光纤到户项目。所以连接数量不多的配电子站采用以太环网, 连接数量众多的配电终端采用EPON网络。
(5) 兼容性。就目前市场使用情况而言, 不同厂商EPON设备之间的兼容性存在一定问题, 所以应按照统一标准设计, 以兼容其他厂商的EPON设备。而工业交换机遵循的协议标准成熟, 国际通用, 交换机兼容性好。所以混合组网模式可以弥补纯EPON组网兼容性的不足。
(6) 网管。EPON系统对网管的要求更高, 所以通常不同厂商的EPON设备在被网管时会存在管理不便的情况。但是, 工业交换机遵循标准的SNMP协议, 支持WEB、TELNET、CONSOLE等多种管理方式, 因此网管方便。所以混合组网方案充分发挥以太网的优势, 方便用户管理。
(7) 成本。OLT和ONU之间仅有光纤、光分路器等光无源器件, 对机房、电源、有源设备维护人员的需求很小, 可以有效节省建设和运营成本。所以采用EPON作为接入网相比工业以太网, 可以免去大量的维护工作。
3.4 工程案例
根据国网公司统一部署, 苏州供电公司在苏州工业园区环金鸡湖地区开展一流配电网工程建设。配电通信网共涉及配电所、户外环网室等共453座, 以及包括110 k V湖滨变、南施变等在内的8座通信汇聚子站。该配电通信系统方案采用工业以太网技术和EPON技术相结合。变电站到配电所划为通信主环, 采用工业以太网交换机组成环网。对数量众多且布局分散的配电所以及配电终端采用EPON通信方式, 作为通信主环的分支链路。工程示意如图7所示。
湖滨变配电通信网共有3个通信主环。通信主环内配置有2类交换机:站内交换机、环内交换机。站内交换机位于通信汇聚子站:湖滨变、星海开闭所、青年公寓配电所内, 用于3个主环的信息汇聚。环内交换机安装在主环内的其他配电所, 用于环内通信。
湖滨变配网自动化通信网络中共有11个配电所下联了EPON网络作为分支链路。图8为苏都配电所下联的EPON网络。在苏都配电所内配置OLT, 在其下联的配电所内配置ONU。ONU下联配电终端。所用OLT发出光功率为2~4 d Bm, 所用ONU设备接收光功率需小于1 d Bm。
4 结束语
EPON技术和方案 篇5
PON技术具有高带宽、广覆盖、单纤接入、接口丰富以及综合业务接入能力, 不但可提升用户接入速度以及综合业务能力, 而且能提供足够的业务质量保证。对专网而言, 由于光纤本身的高度稳定性, 有效降低运行维护成本, 从而实现接入网建设的一劳永逸。业界最主要的两个PON标准, 一个是由IEEE802.3ah工作组制定的Ethernet PON (EPON) 标准, 另一个是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON (GPON) 标准。其共同特点如下:①高接入带宽。GPON下行速率高达2.5 Gb/s, 上行1.25 Gb/s;EPON采用上行、下行各1.25 Gb/s的速率;可以满足现在和未来各种宽带业务的需要。②节省光纤资源。一点到多点的树状广播形网络拓扑结构, 从局端的一芯光纤, 最后可以分支到32/64个终端设备ONU, 大大提高光纤资源的使用效率。③设备运行维护、管理成本低。PON光纤接入技术, 只有局端 (OLT) 和用户侧设备 (ONU) 为有源设备, 中间的光分布网络采用稳定性高、体积小巧、成本低的无源分光器, 无需提供电源、空调等机房设备, 不占用机房空间, 只需安装在光交接箱或光配线架的适当位置即可, 易于维护。
EPON继承了以太网“简单即是美”的优良传统, 将以太网技术与PON技术结合起来, 尽量在技术标准的框架内做小的改动来增加功能。其目标是用最简单的方式实现一个点到多点拓朴结构的千兆以太网光纤接入网络。
GPON更注重对多业务的支持能力, 上联业务接口及下联用户接口更为丰富, 提供电信级QoS保证。GPON相对EPON出现比较晚, 由于考虑多业务情况, 系统比较复杂, 芯片开发滞后, 与EPON相比, 价格高20%～30%, 成熟度有1年半左右的差距。但随着GPON设备的大量生产, 成本会下降到与EPON相当的水平, 当用户需求带宽超出30 M后, GPON成本优势将更为突出。
EPON比较适合部署中小规模的FTTx, 如业务量比较小的个人用户;GPON适合于部署大规模的FTTx, 如对技术要求高的企业用户和业务量大, 特别是2 Mb/s的专线、租用线等TDM业务比较多的用户。发展趋势可能从宽带点到点以太网光纤系统和EPON开始, 最终过渡到GPON阶段。国内很多通信设备制造商对EPON和GPON的态度是重点介入EPON, 同时对GPON做另一手准备, 在做FTTx产品和解决方案时, 更多考虑EPON光接入网系统的可升级性, 平滑地过渡到GPON系统。
EPON已成为实现FTTx的主流选择, 在包交换网络成为主流的今天, 继承了以太网技术的EPON将发挥巨大的作用。
2 EPON技术的深入应用
一个典型的EPON 系统由OLT (光线路终端) 、ONU (光网络单元) 、POS (无源光纤分支器) 组成。OLT放在中心机房;ONU放在网络接口单元附近或与其合为一体;POS是连接OLT和ONU的无源设备, 它的功能是分发下行数据并汇集上行数据, 一般一个POS的分线比为8、16、32。OLT的每个PON口输出覆盖20 km以内的32个ONU, 1个ONU覆盖一栋居民楼, 连接30～50个用户。
OLT既是一个交换机或路由器, 又是一个多业务提供平台, 提供面向无源光纤网络的光纤接口, 提供多个以太接口, 支持WDM传输, 支持ATM、FR以及OC3/12/48/192等速率的SONET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PSTN接口。还可以针对用户不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。
POS是一个简单设备, 它不需要电源, 可以置于全天候的环境中。OLT到ONU间的距离最大可达20 km。
ONU采用技术成熟而又经济的以太网络协议, 实现了成本低廉的以太网第二、三层交换功能, 可通过层叠来为多个最终用户提供较高的共享带宽, 通信过程不再需要协议转换, 实现ONU对用户数据的透明传送。ONU支持传统的TDM协议, 可提供以太接口和T1/E1接口。
远程业务分配控制管理, 可以对用户不同时段的不同业务需求做出响应, 通过中心管理系统对OLT、ONU等所有网络单元设备进行业务管理, 最小可以64 kb/s为单位增加或减少, 灵活分配带宽。
使用EPON能使DSL突破传统距离限制, 从而增加约50%的用户。当把ONU集成到DSLAM时, DSL可到达的范围和其潜在的用户群都会增加。当集成ONU到CMTS时, 可用来给现有的Cable连接提供带宽, 让有线电视运营实现真正的交互式服务, 同时降低建设和运营成本。
EPON下行采用TDM时分复用方式, 波长为1 490 nm;OLT发送的混合数据包通过POS到达每个用户的ONU, 每个ONU只接收发给自己的数据, 丢弃其他的数据。上行采用TDMA时分多址方式, 波长为1 310 nm;每个ONU在OLT允许的时间段内向OLT发送数据。上行数据流和下行数据流传输采用可变长度的包。下行时, 每个数据包带有一个标识, 唯一标识该包发往哪个ONU。无源分离器确保每个节点都能看到所有下行数据流业务。以太网协议确保每个节点只处理发往本节点的数据包。同时支持定义第三波长1 550 nm, 可在OLT上接入数字电视CATV信号, 并提供RF电接口, 接入到用户有线电视分配网, 从而提供“三网融合”。
2.1 密集大楼内用户接入、集团内部网的应用方案
对于这类有大量接入末端的情况, 可以在每个接入末端沿用电缆综合布线的树形结构, 通过多级分纤方式将光纤延伸到每个用户 (图1) 。企业集团新建办公楼和高档小区综合布线可以借鉴。
2.2 基于EPON技术的HFC广电网络应用
广电网络是基于CATV发展起来的HFC网络, 是一种单向下行广播的传输方式。为了提供宽带接入、数字电视点播等更多增值业务, 必须对传统的HFC网络进行双向改造。针对目前广电网络系统的特点, FTTB (EPON) +LAN/EOC是一种最合适的双向接入方案。如图2所示, 在分前端机房部署OLT设备, 通过HFC网络改造, 将光缆延伸到单元或楼栋, 在这里安装ONU设备, 然后采用LAN/EOC方式入户。通过这种接入模式, 可提供100 M/1 000 M带宽能力, 并能与现有计算机网络无缝链接, 支持所有互联网业务, 从而实现HFC网络上的“三网融合”。电视节目是模拟的1 550 nm波长CATV信号, 通过WDM合波器叠加, 经分路后连接到ONU再分离;IPTV通过IP网提供;ONU设置在楼栋中间单元的中间层, 电视部分利用同轴电缆连接到单元户汇聚点;数据部分, 上行采用1 310 nm波长, 下行采用1 490 nm波长, 利用五类线将信号传送给各单元户汇聚点;选用同轴电缆附着五类线入户。企业集团三网合一网络改造或新建可以借鉴。
2.3 狭长地带用户解决方案
没有并入企业集团SDH骨干传输网络的单位、租用光纤的单位, 其位置靠近一条骨干光缆在20 km之内的, 如果与集团联网, 可以通过租用一条光缆或利用已有有限光缆组网。如图3所示, 在狭长地带分布的下属单位用户, 采用EPON接入可提供充足的带宽, 且只需要沿线敷设一条光缆, 就可以解决多个下属单位的接入, 可大量节约光缆。
2.4 边远单位业务解决方案
租用当地运营商线路组建内网, 然后再通过VPN的形式与集团公司联网, 如图4所示。企业集团资源整合单位均可借鉴。
2.5 视频监控解决方案
近年来, 随着应用中视频监控点数量的增多, 视频监控联网控制、监控图像集中存储需求的增长, 使得以“矩阵”为核心的传统CATV视频监控解决方案表现得难以适从。如郑煤集团总调度室工业电视迁入郑州市区就遇到此类问题:①大规模监控点部署导致光纤链路租用费用高昂。 传统CATV视频监控解决方案是以点对点光端机为主体构建视频图像的传输系统, 在监控点到图像汇聚点的光纤数量与视频监控点的数量成正比, 有多少个监控点就至少需要多少芯光纤来完成监控图像的传输, 运营成本过高。②大规模联网带来“矩阵”联网控制复杂。传统CATV视频监控市场的非标准化问题极其严重, 由于视频监控系统工程多为分期部署, 同一系统多家厂商的“视频矩阵”设备共存, 导致“视频矩阵”联网控制实现起来困难复杂。目前唯有通过EPON技术、IP图像编解码技术、IP存储技术相结合, 才能彻底解决传统CATV视频监控解决方案的局限性, 实现大规模视频监控网络系统的可持续发展, 并充分保护用户的投资。郑煤集团总调度室搬迁郑州后, 工业电视由于缺少光纤资源没能使用, 其未来的工业电视监控可借鉴此模式, 选用H.264、MPEG-4、AVS视频编码标准组网。当前要做好需求调研和设备选型。
3 结语
根据有关2010年网络业务带宽需求预测, 对于目前业务点呈现区域集中化的高档新建居民区、办公区和商业区, 建议采用EPON来实现FTTH;少量距已有汇聚点在20 km以内的集中区域也可以尝试;其他用户可通过EPON拉近用户侧, 使用FTTx+VDSL2 (可支持50 M带宽) /ADSL2+ (可支持4 M带宽) 进行改造。郑煤集团白坪煤业公司曾购买了GEPON OLT设备, 但没能实现数据与语音、视频的融合, 建议正在建设的郑煤“阳光花苑”小区和工业电视考虑此技术。
当今, 专网通信只有构建下一代企业多媒体集合通信中心, 才能为企业经济发展提供高效的通信服务。其思路就是以企业宽带IP城域网和园区网作为承载平台, 以EPON技术构建宽带IP综合业务接入网, 通过NGN软交换系统实现企业专网通信的“三网融合”。
参考文献
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[3]张成良.EPON技术与FTTH的发展[J].电信技术, 2007 (8) :19～20.
[4]李雪莹.EPON建设的几大关键点[J].电信技术, 2007 (8) :28～31.
EPON技术和方案 篇6
关键词：双向网,EoC,广电
0引言
近年来,随着三网融合的全面铺开,各大网络运营商在技术层、网络层和业务层上相互渗透与融合,在经营上实现了相互竞争。在这样的发展趋势下,广电网络也在全面提升自身的网络质量,提升服务水平来应对日益激烈的竞争。目前,我们奉化广播电视中心的双向网络主要采用EPON+EoC技术。由于EPON+EoC网络适用于在现有HFC网络基础上改造,在不影响现有传输系统正常工作的前提下,将数据信号合成在同轴电缆中进行传输,具有良好的适应性及较低的改造成本和工程量,已成为我中心近些年双向网络改造的主要运用技术。但是由于EoC产品的不成熟,各种版本存在的缺陷,和我中心后期双向用户的大量发展,使得后期的双向网络维护存在不少的压力。
1奉化广电双向网络的概况
1.1奉化双向网络的总体现状
奉化广播电视中心于2013年进行城区的双向网络改造,主要采用了EPON+EoC技术进行网络改造。目前使用的是采用低频HomePlug AV芯片技术的EoC。主要使用的是高通AR6400和AR7400芯片的两种EoC。奉化广播电视中心与浙江省华数广电网络有限公司开展合作,所有双向业务的资源和出口由浙江华数提供。目前,奉化广电双向网络已经安装了2000多个EoC头端,覆盖了城区的5万多用户。经过这几年全体成员的共同努力下,已经发展了1万多户数字互动电视用户,3000多户宽带用户。
1.2奉化广电双向网络组网模式
奉化广电在前期双向网络改造中为了节约成本,有效的利用原来的HFC网络,采取了一个PON口下挂32个ONU,一个ONU下挂一个EoC,一个EoC下挂4个光接收机,其中一个光节点里安装了ONU和EoC头端,其余三个光节点与EoC头端之间用-7电缆连接。四个光节点共用一套EoC头端,有效的扩大了双向信号的覆盖范围,但也对后期的维护带来影响和压力。近两年的新建小区都使用了一个光节点,单独使用一套ONU和EoC模式,具体网络拓扑结构如图1。
1.3 EPON运营
1.OLT与ONU之间仅有光纤、光分路器等无源光器件,无需配备电源。
2.EPON上下行均为千兆速率,下行采用广播式传输,上行采用时分复用技术实现资源共享带宽。它可满足用户带宽需求,并可灵活地为用户需求动态分配带宽。
3.EPON采用单纤波分复用技术,通常用1550nm下行传输电视信号,用1310/1490nm分别传送上、下行数据信号;用一根光纤和一个OLT,传输距离可达20km,可接32个ONU。
4.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以太网格式进行传输,辅以电信级的网管系统,足以保证传输质量。
5.OLT经光分支器对光信号进行功率分配后送给各终端设备ONU,这与CATV光网络的光纤线路结构完全一致,因此可利用现有CATV光网络的光纤线路直接承载数据,无需要重新布置线路,节省了数据网络哦的建设成本。
6.EPON网络中各个ONU是天然隔离的,与通过划分VLAN隔离不同,它是由底层数据传输协议规定的,更能保障整个网络的安全。
综合上述,EPON系统具有网络建设快,性能高,业务多,性价比高等优点,是一种真正能支持语音,数据和视频全业务的接入技术,是实现三网融合切实可行的方案。
1.4 EoC头端运营与维护
EoC头端设备支持远程网管(图2),通过Web方式登录网管系统。登录后,可对OLT下挂的EoC局端进行集中管理和操作。例如,查看设备状态信息,链路信息及软件升级,创建EoC终端的各种业务VLAN等功能。
EoC头端设备在同轴网络上提供上下行对称的500Mbps(AR6400芯片为150Mbps)线速接入,占用低于65MHz(AR6400芯片为30MHz)的低频段,和现有CATV系统频率无冲突,可减少相互干扰[1]。并且支持现有的树型和链型CATV网络,传输距离长,带宽高,网络适应性好,充分满足广电系统部署三网融合网络的要求。
1.4.1 EoC头端管理
EoC头端的管理是一项重要的工作,只有做好对头端的管理,才能使EoC网络工作在一个稳定的状态,才能保证传输的带宽。在日常维护中,我们注重加强以下两方面的工作:
1.必须做好网管设备信息的准确。准确标注头端管理的IP地址、所在光节点的位置,对于头端的更换、增加,在网管上及时变更。做好这项工作将给今后的维护带来极大的便利。
2.密切监视头端状态。我中心经过几年实践,一个EoC头端一般最大支持32个并发终端。超出这个范围,将造成用户双向业务的体验较差,频繁掉线。动态检测每个头端下终端数量,对于并发终端数量接近32个的需及时增加头端,进行分流。
奉化广电EPON+EoC网络已经具备相当的规模EPON系统、EoC虽然都有网管,但由于EPON、EoC使用不同厂商的产品,在网管上并不能做到统一,仅仅依靠它们各自的网管并不能对网络进行很好的管理。对于该网络的管理,我们需要清楚了解每个PON下接入了哪些光节点,每个光节点ONU的MAC地址,管理IP,各个ONU与EoC的工作状态如何等等,这一切必须借助完整的资料。资料的整理是一项繁杂而重要的工作,因为它是一项动态而长期的工作,伴随着EPON+EoC网络的变化而调整,只有做到合理分工,职责明确,才能做好这项工作。只有完善的资料,才能确保EoC头端正常运营和管理。
2 EoC模式下双向网络故障维护
本文以EoC模式下的奉化广电宽带故障如何排除为例。使用工具是德力DS6300E EoC数字业务开通测试仪,该仪器支持6400芯片和7400芯片的EoC头端、测试网络链路信息功包括:线路衰减、信噪比、上行速率、下行速率、MPDU、比特负载,支持模拟PC进行PPOE拨号。
2.1用户致电客服,反映家里上不了网
EoC模式下的广电宽带故障排除较为复杂,可以参照图3流程进行排查
1.用德力测试仪用广电测试帐号进行拨号,判断用户宽带帐号状况。
2.用户宽带帐号拨号成功,检查用户家上网设备,如无线路由器,个人计算机等。
3.用广电测试帐号拨号不成功,用测试仪检查网络链路。通过检查数字电视单项链路模式,使用测试仪从用户家中逐级向外排查,直到EoC头端安装的光节点。常见的链路问题如电视墙上的电缆与接线盒同轴或屏蔽层连接不良或短路,同轴电缆质量差、接头质量差或接头与电缆连接质量差,分支分配器老化,质量差。
4.网络链路各种参数指标正常,致电网管中心,检查EoC头端运行状态,如EoC头端已掉线,死机等。
5.更换EoC终端,重新配发VLAN。
2.2用户致电客服,反映家里网络速度慢,影响用户体验
1.用德力测试仪测试网络链路,检查各项信号指标是否正常。如果信号指标不正常,检查网络链路。
2.致电网管中心,查看EoC头端下面的终端数量,考虑扩容问题。判断EoC头端下面EoC终端是否超过32个,超过32个终端数量,增加一个EoC头端,即一个ONU下挂2个EoC,对终端进行分流。检查ONU的带宽,调整PON口下的分光比,目前使用1:32,调整到1:16,甚至调整到1:4以满足用户的需要[2]。
3.沟通了解用户上网习惯,个别网站网速慢,或者无法登入。致电浙江华数网管中心,由华数来调整出口的资源。
4.引导用户上网方式,尽量使用浙江华数合作服务商提供的资源。
3结束语
广电运营商采用EPON+EoC技术有助于综合利用网络资源,快速完成NGB接入层的建设,实现双向化改造,减少网络的重复建设,节约建设和运维成本。采用EEPON+EoC方案,用户无需对室内布线作任何更改,只需要增加ONU终端设备就可以实现双向交故障互,多功能,多业务,享受三网融合带来的丰富内容。但是由于EPON+EoC方案故障率较高,高带宽的业务承载能力差,所以奉化广电今年也开始逐步尝试FTTH网络建设,以满足高速发展的各种双向业务。
参考文献
[1]潘军敏.广电EPON+EoC双向网改中常见故障分析[J].有线电视技术,2013,(03):37-40.