epon与有线电视网规划ppt课件

EPON与有线电视网规划,余克强,TelE-mail：,一、前言 二、什么是接入网 三、EPON接入网 四、EPON的应用 五、EPON的定位 六、建设高质量的网络工程,主要内容,1、网络名称的规范,广播电视网络 有线电视系统 有线电视网络 有线广播电视系统 “有线电视网”最妥当，对应：通信网,2、有线电视网的组成,信号源（卫星、SDH、1550） 机 房（中心、分中心、接入） 骨干网（大容量、高可靠性） 接入网（技术演变最快） 用户网（室内、最麻烦） 重点、难点是接入网,3、通信网的发展方向,电信网正朝着：,数 字 化 宽 带 化 智 能 化 综 合 化 个 人 化,3、通信网的发展方向（续）,等级简化：多级汇接（C1C5）演变为扁平结构 信令分离：信令随路演变为信令共路 网络拓扑：传统点对点演变为环形网和网状网 网络保护：1+1（1n）演变为SDH自愈环和恢复网 （基于DXC数字交叉连接） 网络分层：传统为长途网、本地网和接入网。过渡到 核心网、城域网、接入网、驻地网（CPN） 通信网的变化也是逐步演变的过程,4、通信网结构图,通信网的网状结构 O：交换中心,全国通信网组织示意图（ C1C5）,5、骨干网,骨干网分为：长途骨干网、城域骨干网 长途骨干网：基本上SDH传输体制 城域骨干网：IP over ATM IP over SDH IP over Optical 有线电视网：1330、1550模拟传输为主,（1）长途骨干网,STM-16,STM-1,Mix,CU,RU,Node/ Amp.,本地CATV,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16 OR STM-64 或以上光纤环,广电部国家干线,STM-16或以上光纤环,省广电省干线,STM-4或 以上光纤环,地、市、州干线,STM-1或以上,N乡前端,B乡前端,A乡前端,县前端,STM-4或STM-1,电缆或光缆,DVB DAB,部网管中心,省网管中心,电缆或光缆,电缆或光缆,（2）城域骨干网,一、前言 二、什么是接入网 三、EPON接入网 四、EPON的应用 五、EPON的定位 六、建设高质量的网络工程,主要内容,1、接入网的定义,92年欧洲提出接入网概念，94年国际电联（ITU）采纳。 ITU G.963建议：接入网（AN）为本地交换机（LE）与用户端 设备（CPE）之间的实施系统，它可以部分或全部代替传统的 用户本地线路网，包含复用、交叉连接和传输功能。 YDN005-1996接入网定义：接入网由业务节点接口（SNI） 和 用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（例如：线路设 施和传输设施） 组成，为供给电信业务而提供所需传送承载能 力实施系统，可经由管理接口（Q3） 配置和管理。,2、接入网的特点,可提供模拟传输，具备数字传输能力； 可以传输电信号，也可以传输光信号； 可提供话音和低速数据业务，也能够开展高速、宽带综合业务。 不仅含有传输功能，而且还具备复用、交叉连接功能。 由用户网络接口与业务节点接口来界定接入网的位置。,3、接入网的分类,PON,接入网的分类方法有很多种。按传输介质分、按拓扑结构分、按使用技术分、按接口标准分、按业务带宽分、按业务种类分等等。 通常按传输介质的不同对接入网进行分类。,（1）铜线接入技术,利用双绞铜线，采用数字用户线（DSL）技术 拓扑结构是点到点 IDSL：ISDN数字用户环路 HDSL：两对线对称传输2Mb/s SDSL：单对线对称传输2Mb/s VDSL：甚高速数字用户环路36Mb/s，1km ADSL：不对称数字用户环路1Mb/s，35km,（2）光纤接入技术,传输速率大、容量高 接入网的光纤化将是最终方案 有源光纤网络（AOH）、无源光纤网络（PON ） AOH有基于PDH和SDH之分，拓扑结构：环型、总线型、 星型或混合型，也有点对点 PON有窄带与宽带之分，PON下行是点到多点，上行为 多点到点。为解决多用户上行争用，上行采用TDMA （时分多址）技术,（2）光纤接入技术（续）,覆盖半径,光纤到路边 （FTTC） 光纤到节点 （FTTN） 光纤到居民区（FTTZ） 光纤到大楼 （FTTB） 光纤到办公室（FTTO） 光纤到户 （FTTH）,光进铜退是总趋势,（3）HFC接入技术,最早成熟和进入市场，采用CM连接技术 拓扑结构是树型或总线型 容量大、灵活性强、扩展性好，性价比优于DSL 单向广播式电视传输网络需要改造为双向 数字信号转换为模拟传输，频带利用率较低 CMTS的限制，用户带宽要求很高时，设备费高 模拟频分多路复用方式传输信息，光站同时为500个 用户服务，故障时影响面大。,（4）无线接入技术,使用无线传输连接端局至用户间的通信网 主要的工作方式是点到多点 具有系统容量大、覆盖范围广、系统规划简单、 扩容方便，可使用加密技术 是当前发展最快的接入网之一 直播卫星系统（DBS）属无线接入方式 3G启动、4G的研发,（5）以太网接入技术,基于以太网的高速局域网接入 101001000Mbps 采用光纤连接时，传输距离大为扩展 IP包封装到以太网帧，与IP配合最好的协议 问题：汇聚和接入交换机太多，管理维护难 中间设备的供电成本高，停电雷电影响大 上行端口带宽扩展困难 覆盖面积小（100M） 楼道交换机容易被盗,4、接入网标准,YD/T 1418-2005 接入网技术要求综合接入系统 YD/T 1323-2004 接入网技术要求不对称数字用户线（ADSL） YD/T 1530-2006 接入网技术要求频谱扩展的第二代不对称数字用户线（ADSL2+） YD/T 1064-2000 接入网技术要求无话音分离器的低速不对称数字用户线（ADSL.lite) YD/T 1185-2002 接入网技术要求单线对高比特率数字用户线（SHDSL） YD/T 1239-2002 接入网技术要求甚高速数字用户线（VDSL） YD/T 1054-2000 接入网技术要求综合数字环路载波（IDLC） YDN 057-1997 接入网技术要求基于无源光网络技术的光接入网 YD/T 1077-2000 接入网技术要求窄带无源光网络（PON） YD/T 1090-2000 接入网技术要求基于ATM的无源光网络（A-PON） YD/T 1475-2006 接入网技术要求基于以太网方式的无源光网络（EPON） YDN 024-1997 接入网技术要求固定无线接入 YD/T 1158-2001 接入网技术要求 3.5GHz固定无线接入 YD/T 1186-2002 接入网技术要求 26GHz本地多点分配系统（LMDS） YD/T 1636-2007 光纤到户（FTTH）体系结构和总体要求 YD/T 1076-2000 接入网技术要求电缆调制解调器（CM） YD/T 1063-2000 接入网技术要求混合光纤同轴电缆网（HFC） YD/T 876-1996 用户接入网中综合传输电信业务和有线电视业务的技术要求 YD/T 897.1-1997 接入网用同轴电缆 第1部分：同轴用户电缆一般要求 YD/T 897.2-1998 接入网用同轴电缆 第2部分：同轴配线电缆一般技术要求 ,4、接入网标准（续）,YD/T 1636-2007 光纤到户（FTTH）体系结构和总体要求 YD/T 1475-2006 基于以太网方式的无源光网络（EPON） YD/T 1418-2005 综合接入系统 YD/T 1077-2000 窄带无源光网络（PON） YD/T 1090-2000 基于ATM的无源光网络（A-PON） YDN 057-1997 基于无源光网络技术的光接入网 YD/T 1076-2000 电缆调制解调器（CM） YD/T 1063-2000 混合光纤同轴电缆网（HFC） YD/T 876-1996 用户接入网中综合传输电信业务和 有线电视业务的技术要求,需要关注的接入网标准,一、前言 二、什么是接入网 三、EPON接入网 四、EPON的应用 五、EPON的定位 六、建设高质量的网络工程,主要内容,Passive Optical Network 无源光网络,OLT,ONU,Optical Line Terminal 光线路终端,Optical Network Unit 光网络单元,Passive Optical Splitter 无源分光器,PSTN,Internet,CATV,ONU,ONU,Passive Optical Splitter 无源分光器,1、PON技术简介,PON是无源光网络的简称（Passive Optical Network） PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络 PON组成: 光线路终端 OLT（Optical Line Terminal） 光网络单元 ONU（Optical Network Unit） 无源分光器 POS（Passive Optical Splitter）,1、PON技术简介（续）,2、PON的工作原理,splitter,User 1,User 2,User 3,2,2,1,3,3,2,2,1,OLT,CO,ONU 1,ONU 2,ONU 3,ONU,ONU,ONU,点到多点广播方式 ONU识别自己的数据包 下行可以实现数据加密,下行传输,2、PON的工作原理（续）,1490nm,splitter,User 1,User 2,User 3,2,2,1,3,3,2,2,1,OLT,CO,ONU 1,ONU 2,ONU 3,ONU,ONU,ONU,点到多点广播方式 ONU识别自己的数据包 下行可以实现数据加密,1490nm,上行传输,splitter,User 1,User 2,User 3,3,2,2,1,2,1,1,1,2,2,2,Time Slot,OLT,CO,ONU 2,ONU (Optical Network Unit),ONU 3,ONU (Optical Network Unit),ONU 1,ONU (Optical Network Unit),TDMA方式 数据在不同的时隙发送，不会发生冲突 数据不会被重新封装,2、PON的工作原理（续）,1330nm,3、PON的技术优势,节省光纤及光收发器，建网成本更低 为无源网络，可靠性高，降低维护费用 可实现远距离高带宽接入（20km），带宽可动态调整 大容量、广覆盖、少局所的建网模型，符合网络发展 组网灵活，可链型、树型、星型 结论：PON是构建光纤宽带IP接入网络最好的选择,1对,N对,1芯,（1）节约光纤,HFC传输方式,以太网传输方式,PON传输方式,LanSwitch,LanSwitch,LanSwitch,OLT,Splitter,Splitter,PON组网,交换机组网,PON属于无源网络，不受供电故障影响，节约电费 网络线路设备少，故障点也减少 运营成本降低,（2）可靠性高,用户对带宽需求增长是总的趋势，其它接入技术面临问题 PON接入技术可满足用户对带宽需求的增长 PON接入技术带宽可动态调整,PON,VDSL,ADSL,接入速率,PC Clip,3,10,15,20,Mbps,HDTV,DVD Video,VCR Video,6,1,PC Video,3 Mbps MPEG-2,500 to 800 Kbps MPEG-4,100-400 Kbps Real Player, Quick Time,14-19 Mbps MPEG,6 Mbps MPEG-2,Download (Best Effort),VOD (Near Real Time),Direct Viewing (Real Time),带宽更高,覆盖距离越远，建网成本越低，维护管理容易 Ethernet：0.1 km xDSL： 1-5 km PON： 10-20 km HFC ： 同PON,15 KM,0.1 KM,1020 KM,（4）距离更远,树型、星型、链型等，组网灵活 网络结构无特定限制，光纤调度方便,（5）组网灵活,4、PON的分类及标准,基于PON技术有：APON/BPON、GPON、EPON/GEPON APON和EPON的主要差异是采用了不同的二层技术,PON：Passive Optical Network APON：基于ATM的无源光网络，G.983 EPON：基于以太网的无源光网络，802.3ah GPON：Gigabit PON ，APON的升级版本,4、PON的分类及标准（续）,GPON、GEPON的主要差异：采用了不同的二层技术 GPON：最高速率622Mbps，二层采用ATM封装和传送技术 GPON：带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP效率低 GPON：未能取得市场上的成功 EPON：以太网、PON技术结合，适合IP业务的宽带接入 GEPON：Gbps速率的EPON系统，原理和技术与EPON相同 CATV ：EPON协议中定义的支持CATV的方式是，通过在 单一光纤传输1550nm的光波，转递CATV信号 GEPON 目前业界主要推广,5、PON的选择,主流技术 以太网的普及率最高，占全球LAN市场的90%以上； 分析数据表明，BPON将在近几年内逐步退出市场。EPON将成为PON市场的主流技术。 标准化优势 IEEE的EPON比ITU-T的GPON标准化工作早，且IEEE的Ethernet的802.3标准系列已成为业界最重要的标准，市场上已有的G级PON产品更多遵循EPON标准； EPON标准制定得更宽松，制造商开发产品时有更大的灵活性； 成熟度高 EPON核心模块（光发送/接收）已成熟，TC控制模块已规模生产,5、PON的选择（续）,EPON技术的优势,6、EPON接入方案,光纤到节点 （FTTN） 光纤到大楼 （FTTB） 光纤到办公室（FTTO） 光纤到户 （FTTH） 实质：光纤到用户终端的距离的变化 用户接入速率的提升,OLT,分光器,ONU,ONU,ONU,ONU,1020Km,用户端,局端,（1）光纤到节点,EPONLANFTTN,社区中心机房,分光器,二层交换机,就近接入,分光器,EPONLANFTTB,IP 城域网,OLT,交接箱,网管,认证计费,ONU,（2）光纤到大楼,LAN,LAN,LAN,LAN,LAN,LAN,构建宽带接入社区,IP 城域网,分光器(1:n),适用于写字楼中有多家小公司的情况,商务写字楼,OLT,ONU,网管,认证计费,（3）光纤到办公室,EPONLANFTTO,二层交换机,IP 城域网,社区中心机房,OLT,构建宽带接入社区,分光器,分光器（1:32）,每个用户一个ONU,交接箱,网管,认证计费,（4）光纤到户,EPON？FTTH,一、前言 二、什么是接入网 三、EPON接入网 四、EPON的应用 五、EPON的定位 六、建设高质量的网络工程,主要内容,1、EOPN构建有线电视网,2、1550EPON组网,通过1550nm传输有线电视业务 通过GEPON提供1.25Gbps/2.5Gbps双向带宽 通过WDM复用，实现1550/1490/1310三波传输 满足现在以及将来的各种业务需求,3、1310EPON组网,通过1310nm传输有线电视业务 通过GEPON提供1.25Gbps/2.5Gbps双向带宽 通过WDM复用，实现1490/1310双波传输 通过独立光纤，实现1310nm上的广播电视传输 满足现在以及将来的各种业务需求,4、EPON工程建设的选择,ONU设置：区域、楼头、单元 HFC/EPON光纤：分纤传输/WDM/DWDM 单元内接入：LAN/EOC HFC传输：1310nm/1550nm HFC平台：单向/双向,4、EPON工程建设的选择（续）,楼内系统是工程的难点，按EPON的ONU到楼设计，楼内还是使用五类线接入室内 问题1：是不是全覆盖用户？但是，我们能够“抢”到多少数据业务的市场份额？有30相当不错了。那么，其它的70的覆盖投资怎么办？ 问题2：楼内、入户是工程的实际问题，-5电缆入户已经困难很多，再来五类线入户？,5、EOC技术,楼道分配器,有线电视输入,以太网输入,有线电信+以太网混合输出,同轴电缆,有线电视网,广电城域网,以太网5类线,有线电视,以太网,OLT,带EPON接口的楼道交换机,每户独立混合有线数字电视信号和数据信号,EOC（Ethernet over Coax）是基于同轴电缆网设计的以太网接入系统 有线电视使用65860MHz传输，以太网数据信号使用0 20MH传输 合成后的信号通过同轴电缆网，一起送至用户。,最后100米基带以太网,（1）EOC技术原理,采用无源滤波器的方法，将处于低频段的基带以太网和处于高频段的TV信号在一根同轴上混合传输 以太网技术是收发各为一对线，而同轴在逻辑上只相当于一对线，所以在无源滤波器中进行四线到两线的转换 从要求的基带频段上看，适用于10M以太网的传输（基带传输为20M波特率）,光发射机,OLT,MUX,DMUX,RF-双向放大器,分光器,EOC终端,VOD等增值 业务中心,CATV 中心,网管,认证计费,混合器,Internet,住户1,住户2,住户3,小区机房,骨干网,EPON,CATV,同轴EOC，单线入户,ONU,楼道,合波器,分波器,CATV 1550nmv,IP CORE,光接收机,RF-双向放大器,分光器,小区机房,EPON,CATV,光接收机,CATV 1550/1310nmv,L2,EOC终端,EOC终端,EOC终端,住户1,住户2,住户3,ONU,楼道,L2,EOC终端,EOC终端,同轴EOC，单线入户,EOC合成器,EOC合成器,EPON：1310nm/1490nm,光纤,同轴,五类线,光纤,（2）EOC应用,（3）EOC关键设备,EOC 12口楼道分配器,EOC 1楼道分配器,EOC 1口用户终端,一、前言 二、什么是接入网 三、EPON接入网 四、EPON的应用 五、EPON的定位 六、建设高质量的网络工程,主要内容,1、有线电视网的现状,HFC接入技术已经成为有线电视网的基础传输网络 在完成模拟电视传输后，数字电视传输业务稳步推进，强化了有线电视网主营业务的地位 交互式电视业务正在兴起，将带来电视收看的新模式 以CM技术为代表的数据用户宽带接入已经开展 有线电视网的频带拓展、双向化、ONU（光节点）规模化是目前网络建设的重点,1、有线电视网的现状（续）,面临的问题：系统频带紧张、城市管网紧缺、旧网络老化、网络管理落后、用户服务滞后 需解决问题：网络结构优化、工程质量低下、工程工艺标准化 前瞻性考虑：高速数据接入、优质的用户服务、实时的网络调度和管理 业内人士的关注：网络的安全性（防法、网络优化） 业务的持续性（寻找稳定的业务） 网络的可管理（设备监控、GIS） 服务的标准化（客户是硬道理）,2、有线电视网的业务定位,业务的定位实际上是对用户的定位 用户的定位实际上是对内容的定位 内容的定位实际上决定技术的定位 EPON的定位实际上是对业务的定位,2、有线电视网的业务定位（续）,广播电视（模拟、免费） 数字电视（节目捆绑、关闭模拟） 高清电视（08奥运会带动需求） 互动电视（雨后春笋） Internet 接入（高速发展、前景光明） VOIP 电话业务（不热闹了） VPN 业务 有线电视网的业务主体还是电视节目传输,2、有线电视网的业务定位（续）,强手如云，数据业务发展的空间有多大？,2、有线电视网的业务定位（续）,无线开路发射（国家要求加大覆盖） 有线电视网络（不能高枕无忧） 卫星直播覆盖（中国直播卫星有限公司） 手机电视（CMMB部署大规模网络） IPTV（是狼吗？） 有线电视网还能够一花独秀？,2、有线电视网的业务定位（续）,轮播方式，真正用户喜欢的内容有限 推送技术，硬盘STB 定制业务，Web、Tel 传统的广播方式就基本可以满足 由于版权、内容、资金等方面限制，能够提供的节目内容不多，交互式电视也面临许多低成本方案的冲击,2、有线电视网的业务定位（续）,用户使用不同的终端，PC和TV 不论使用什么传输技术，都必须是服务于终端 现实是：PC上看情节、TV上看内容、银幕上看表情 实际上是细节的提供 细节的背后是数据流的提供 TV观看方式不可能被PC方式取代,3、HFC双向化的必要性,电信网和有线电视网发展的诉求不同 电信网是在提供数据服务的基础上拓展视频服务，必须突破XDSL的瓶颈，出现EPON 有线电视网是在提供电视服务的基础上拓展数据服务，必须突破单向网，出现HFC+CMTS 电信网是：DSL+EPON，有线电视网是：单向HFCEPON？ EPON作为接入网技术之一能够一统天下？,3、HFC双向化的必要性（续）,电信网的主体业务对象是数据用户 有线电视网的业务服务对象是电视用户 电信网服务的终端是PC和TEL 有线电视网服务的对象是TV 主体业务对象的差异决定了技术上重点的不同 网络技术差异是必然的,3、HFC双向化的必要性（续）,HFC网络传输设备网络管理的需要 HFC网络设备管理系统规范规定了两种体系。 基于SNMP的HFC网络管理系统 基于射频调制式HFC网络管理系统 SNMP网管系统需要通过第三方平台的IP接口实现 射频调制式网管系统需要通过双向HFC网络实现 网络管理已经上升到相当的高度,3、HFC双向化的必要性（续）,交互式数字电视业务的需要 交互式数字电视业务需要上行数据通道支持 HFC网络最适应不对称数据传输，且带宽充足 HFC网络采用64QAM技术，每24频道1Gbps IPTV应该定位是IPQAM的补充,3、HFC双向化的必要性（续）,多技术手段实现数据传输业务的需要 CMTS、GEPON、VPN等都是数据接入的技术手段 电信网的XDSL也还在发展，VDSL下行52Mbps，上行15Mbps CMTS系统也在发展，DOSIS3.0采用3-4个频道捆绑技术，下行200Mbps，上行120Mbps 技术在发展，多技术并存是必然的选择,3、HFC双向化的必要性（续）,双向HFC网络的技术、设备和工程相当成熟 接入机房边缘化、同轴网无源化、光节点密集化、分配网集中化 HFC单向、双向网络投资差别不大 室外部分是光接收机的区别 机房部分增加反向接收机 线路上是光纤芯数的增加,4、相关的意见,总体要求：双向、交互、多功能 承载业务：模拟和标清数字电视、高清晰度电视、广播、视频点播、宽带数据接入、语音服务等 接入技术：电缆调制解调、以太网接入、无源光网络以及各种新的双向接入技术，从技术发展趋势上看都是向FTTH发展的过渡技术 规范化建设：双向化改造的质量依赖于网络的规范化建设 有线电视网双向化改造指导意见（2007年12月） 总局科技司,4、相关的意见,共识：必须加快有线电视网络双向化改造；顺应“光进铜退”的发展趋势，加快推进光纤靠近用户；宽带接入技术选取应因地制宜；技术选型应结合业务规划，注重网络效益的发挥。 争鸣：HFC网络仍是目前有线电视多业务运营的较好选择；PON在现阶段比较适合我国广电的HFC双向改造；DOCSIS还有潜力，PO