EPON技术在小区接入网工程中的应用
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摘要:本文详细介绍了epon系统的概念、结构原理和组网优势,并给出一个EPON技术在小区接入网工程中的应用实例。
Abstract: The paper introduces the concept of EPON systems,structural principles and network advantages,and then gives an application example of EPON access network in residential construction.
关键词:EPON;结构原理;组网优势
Key words: EPON;structure principle;network advantage
中图分类号:TN91 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0155-02
1EPON系统概念
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)技术经过二十年的发展,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,它通过一个单一的光纤接入系统,实现数据、语音及视频等综合业务接入,并具有良好的经济性能。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。
2结构原理
一个典型的EPON系统由OLT、ONU、POS(ODN)组成,OLT(光线路终端)放在中心机房,ONU(光网路单元)放在网络接口单元附近或与其合为一体。POS是无源光纤分路器,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。
OLT既是一个交换机也路由器,又是一个多业务提供平台,它面向无源光纤网络提供多个1Gb/s和10Gb/s的以太接口,支持波分复用(WDM)传输。OLT除了提供网络集中和接入的功能外,还可以针对用户QOS的不同要求进行宽带分配、网络安全和管理配置。
POS实现分发下行数据,集中上行数据的功能,分支数一般为2、4、8、16、32、64,可进行多级级联。
当今在EPON中,OLT到ONU间的距离最大可达20km。如果使用光纤放大器(有源中继器),距离还可以扩展。ONU支持传统的时分复用(TDM)协议,通过支持E1接口实现传统TDM话音接入。
EPON系统采用WDM技术,实现单纤双向传输。EPON下行(1490nm)数据以变长信息包的形式从OLT下行广播到多个ONU,依据是IEEE802.3协议,信息包的长度最长为1518字节。每个信息包带有一个EPON包头,唯一标识该信息包发送的地址,或为广播信息包。ONU通过地址匹配,接受并识别发给它的信息包,丢弃发给其他ONU的信息包。图1为EPON系统下行数据安全传输机制。
EPON上行(1310nm)数据传输采用时分复用(TDMA)技术,每个ONU上行数据分配一个专用时隙,使得在数据汇合到公共光纤的时候,从ONU来的信息包不会互相干扰。如上右图为EPON系统上行数据同步传输机制。
3EPON接入系统的组网优势
①局端(光线路终端OLT)与用户(光网路单元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,可有效节省建设和运营维护成本;②EPON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64以内用户,因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力;④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,上行利用时分复用(TDMA)共享带宽。高速宽带充分满足接入网客户的带宽需求,并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽;⑤点对多点的结构,只需增加ONU数量和少量用户侧光纤即可方便地对系统进行扩容升级,充分保护运营商的投资;⑥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IEEE 802.3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。通过扩展第三个波长(通常为1550nm)即可实现视频业务广播传输。
4应用实例
宁夏中宁县南河花园小区为原有住宅,小区现有29栋楼,住户共1200户,为实现南河花园小区的通信接入,运营商采取EPON(FTTB+ONU)网络建设,实现小区内住户的窄带及宽带接入。
①建设方式:用一根光纤解决所有通信业务,南河花园新增若干台室外机柜(每个室外机柜覆盖4-7栋楼),室外机柜安装ONU设备(中兴ZXDSL 9806H)。从室外机柜出网线或双绞线解决楼内用户语音及宽带需求。②南河花园小区接入传输路由:骨干IP承载网――IP承载网――承载网交换机――中宁县中心机房OLT设备(中兴ZXA10 C220)――中宁县中心机房ODF――室外机柜内PLC型光分路器(1:8/16/32/64)――室外机柜内ODF――室外机柜内ONU设备(中兴ZXDSL 9806H)――经过双绞线至用户。③施工方案:如图3在中宁县中心机房布放一条双头尾纤连接中兴OLT设备ZSA C220至ODF架,光缆连接OLT和小区光分路器的光通道,光分路器出线分别用跳纤连接4个ONU设备ZXDSL9806H。小区安装4套室外落地式机柜,每个机柜安装一端中兴ZXDSL9806H设备,用电缆连接小区内用户至指定机柜,就可以解决小区内住户的语音和宽带上网。
5结束语
在接入网技术的宽带化、IP化的今天,EPON技术能满足用户日渐增长的带宽需求。EPON技术能够以相对低廉的成本提供高速、可靠、多业务宽带接入技术,能实现灵活带宽接入;不需要任何格式转换,这将大大提高运行效率,方便管理,长距离覆盖,20km超长距离传输;综合低成本方案,单芯组网,无源分光,节省光纤资源;节省机房,不需要专用机房设施;低维护成本,采用无源器件;成熟的IP接入网公用平台;实现综合业务接入,提供Internet、VoIP、IPTV、VPN等综合业务承载。
参考文献:
[1]李学易,韩一石,韩国军,等.基于EPON的综合接入组网设计[J].光通信技术,2007,9:14-17.