EPON 广电接入方案-格林威尔

/webmoney 便利使您更轻松！ 优化网络结构 提升网络价值 EPON 广电接入方案 北京格林威尔科技发展有限公司 EPON产品经理 张崙 Email: 1 /webmoney 内容介绍 GW与 EPON发展历 程 广电网络特点和现有双向改造方案 广电双向改造的 EPON方案 方案对比 GW的 EasyPath产品线 介绍 GW与 EPON发展历 程 2 /webmoney EPON发展情况 1987年，英国电信提出 PON的概念 1995年， FSAN联盟 1998年， G.983 APON 2000年， EFMA 2001年，成立第一英里以太网（ EFM）小组 ， GPON启动， APON改名 BPON 2001年 6月，北邮（格林威尔）成立 EPON项目组，国内最早 2002年 1月，北邮格林威尔承担国家 863项目，三家申请，排名第一 2004年 2月， 863有 56个项目验收， GW的 EPON评价最高 AA 2004年 5月， GW的 EPON试验局稳定运行。 2004年 9月， GW提出 EPON网管标准被 ITU采纳。 2005年 6月， GW参与国内 EPON标准制定 2005年 7月， GW参与中国电信 EPON芯片互通测试，三个厂家之一，唯一的国 内厂家。 2005年 7月， GW参与中国电信 EPON设备标准制定，五个厂家之一。唯一参加 芯片测试和设备标准制定的厂家。 7项发明专利 全部的芯片级的自主知识产权 3 /webmoney GW积极参与 EPON标准制定 中国电信集团组织的 EPON互通标准制定， GW作为唯一一家国内 芯片厂商参与 4 /webmoney 5 EPON基本原理 EPON = Ethernet + PON( Passive Optical Network ) Passive Optical Splitter 802.3 frame Optical Network Unit header Payload FCS Optical Line Terminal ODN Optical Distribution Network EPON无源光网络是一种点到多点 (Point-to-Multipoint Optical Access Network ) 的光接入网络，是二层采用 802.3以太网帧来承载业务的 PON系统 /webmoney EPON下行传输 广播模式 下行数据广播，各 ONU根据包头 ID取出自己的数据 可高效支持组播 或广播业务 下行 1490nm波长 6 /webmoney 7 EPON上行传输 TDMA模式（时分多址） 上行数据时分复用 各 ONU定 时上报各自流量 OLT根据各 ONU业务流量进行 动态带宽分配授权时隙 ONU在授权时隙内突发传送数据 上行 1310nm波长 /webmoney EPON的网络特点 无源光分路器无 需机房、有源设备 ，易维护、低成本 无源光分配网 ODN 灵活布放 减少网络层级、减 少故障点 传输距离长 20km EPON 带宽高 1Gbps 节约骨干段光纤资 源降低成本 支持多种业务，满 足不同的 QoS要求 PON下行广播网络 易于支持视频业务 8 /webmoney 内容介绍 GW与 EPON发展历 程 广电网络特点和现有双向改造方案 广电双向改造的 EPON方案 方案对比 GW的 EasyPath产品线 介绍 广电网络现有双向改造方案 9 /webmoney 广电现有网络 城域核心采用光纤环网，有机房资源 城域汇聚采用光纤无源分配网络 光节点覆盖 200 500户居民，光节点采用树状分支 cable网，也可 采用集中分配 10 /webmoney 广电双向改造需求分析 单向广播网络，无法适应互动多媒体业务 业务单一 , 仅提供视频传输 客户单一 ,仅面向居民用户 低成本地改造广电单向网络，为交互式电视提供数据回传通道 建立广电特色的 IP宽带网，为用户提供宽带上网电视的业务捆 绑服务 IP宽带网符合主流 IP技术发展趋势，能保证至少 5年内用户对带宽 的需求，并留有便利的升级扩容方 式，便于今后开展各种宽带增 值业务 充分利用广电现有线缆和机房资源，减小投资成本 新建的 IP宽带网 能便于管理维护，减小日后运营维护成本 可针对新用户开展新的电信业务 11 /webmoney 12 用户业务演进 Web1.0 “单向广播 ” 网络 文本信息和静态图片 语音 Web2.0 “双向互动 ” 网络 游戏 视频，多媒体互动 文件共享 P2P 博客 用户需要高速的双向带宽 需要可靠的连接 /webmoney 用户带宽需求分析 来源于 中国电信互联网需求书 13 /webmoney CMTS CM技术特点 充分利用 cable资源 采用 QAM、 QPSK调制 手段 下行采用 1路 8MHz频段 上行采 用 5 42MHz频 段 上行采用 TDMA、 CDMA等手 段 采用注册、测距、功率 控制等多种手段保证介 质共享 14 /webmoney CMTS CM改造方案 每户安装 CM 安装上行过滤器 CMTS头端 上行独立光通道 电放大器双向改造 需要耗费较多光纤 增加上行光发射机 漏斗效应导致上行噪声较大 15 /webmoney CMTS CM的特点 优点 ： 一个头端覆盖范围大，初期设备投资低 充分利用现有 cable资源，充分考 虑广电系统特点 技术相对成熟，在欧美大量使用 缺点 ： 双向改造投入高，需要大量光发射机和电双向放大器 上行的漏斗效应导致噪声汇聚，对带宽影响较大，大大增加 相关维护工作量 网络层级复杂，排故困难 CMTS头端一般 10 30万，理论能覆盖 1000用户，实际大约 300户左右，远端 CM大致 250 500一个 CMTS一个头端带宽仅 40Mbps，不能满足用户日益增长的带 宽需求，抗干扰能力差，扩容潜力小 共享带宽，安全性问题 不符合国内用户密集的特点 16 /webmoney CMTS VS ADSL 技术： 带宽： CMTS共享 40M， ADSL独享 6M， ADSL2独享 12M 价格： CMTS头端 10万，远端 400，一线 600； ADSL局端 150，远端 250。 维护性： ADSL网络层级仅一级，用户独享，有 112测试功能； CMTS 网络层级多、数千用户共享，排故困难 市场： 全世界超过 65的宽带接入使用 DSL 全世界只有北美的 CM使用量超过 DSL 美国从 03年来 DSL的增长速度 2倍于 CM， DSL数量已经于去年 3月超过 CM 17 /webmoney 内容介绍 GW与 EPON发展历 程 广电网络特点和现有双向改造方案 广电双向改造的 EPON方案 方案对比 GW的 EasyPath产品线 介绍 广电双向改造 EPON方案 18 /webmoney EPON改造方案 EPON远端 ONU 放置在光节点 或进一步到楼道 EPON局端 OLT 最后 100米采用以 太网或 EOC方式 EPON支持最大 1： 64分路 支持 20km无中继传输 单纤双向 任意分路，符合广电树状光分配网 利用原来的光缆 中的空余光纤 19 /webmoney EPON方案 单纤三波 EPON和 CATV混传 20 /webmoney 单纤和双纤 EPON改造对比（ 1) 发射机 WDM 分路器 WDM 接收机 1310/1490/1550nm OLT ONU 前端 /分前端 光交接箱 光节点 单纤： CATV走 1550nm波长， EPON利用 1490和 1310nm波长 优点：无需新增光纤 缺点： CATV必须采用 1550nm波长 发送端和每个接收端都需要 WDM器件，成本高 需要考虑 CATV信号和 EPON信号的 SRS（受激拉曼散射）效应 21 /webmoney 单纤和双纤 EPON改造对比 (2) 发射机 WDM 分路器 WDM 接收机 1310/1550nm OLT 前端 /分前端 1310/1490nm 光交接箱 ONU 光节点 双纤： CATV信号和 EPON走独立光纤 优点：低成本， CATV和 EPON光路独立，维护方便 缺点：需要新增光纤 建议： 推荐采用双纤方案，在无光纤资源情况下采用单纤方案 22 /webmoney 23 EPON LAN改造方案 5类线 Cable综合线缆入户 覆盖最后 100m ONU放置在光节点 下挂楼道交换机 集成交换的千兆 ONU到 楼道 EPON光纤进一步下移 到楼道，减小网络层级 设备投资最低 高接入率时 ,显著节省建 设成本 需要铺设 5类线，施工成本较高 ,适合于 新建小区 /webmoney EPON+无源 EOC方案 最后 100米的无源 EOC方案 无需重新铺设以太网线缆 ,适合于老小区改造 适用 于集中分配的电缆拓扑 24 /webmoney 无源 EOC产品 10M以太网到户 无源面板，标准以太网接口，减小维护 利用基频传输，无源设备将平衡方式的 RJ45转为非平衡的同轴信号，将 TX和 RX进行混合 技术难点： 减小转换损耗 高隔离，滤波器设计 25 /webmoney 内容介绍 GW与 EPON发展历 程 广电网络特点和现有双向改造方案 广电双向改造的 EPON方案 方案对比 GW的 EasyPath产品线 介绍 方案对比 26 /webmoney EPON和 CMTS系统对比 “模拟 ” 信号易受干扰、带宽小、 维护困难、扩展性差 建设高速的、可持续发展的、可运营、可管理、可维护、具有 竞争力的 IP接入网是必然趋势 27 /webmoney 带宽，容量 CMTS CM EPON 下行带宽总带宽 上行带宽 容量 平均带宽 业务提供 40M 10M 500户 0.32M/0.08M 网页浏览、文件下 载、 web1.0 1000M 1000M 500户 8M/8M 多媒体互动、文件共 享、 web2.0 注：按照 1/4的并发使 用率计算 EPON的下行带宽是 CMTS的 25倍！ EPON的上行带宽是 CMTS的 100倍！ 28 /webmoney 管理维护和升级方案 管理维护 CMTS： 调整格式复杂，维护复杂，需要考虑上行频点、上行噪声汇聚等 系统层级较多，故障不容易定位 EPON： 全程数字通信，无需担心噪声 网络层级少，成熟以太网技术，维护简单 提供各种远程维护和监控功能 升级方案 CMTS： 升级到 Docsis3.0，需要更换全部 CM和 CMTS EPON LAN： 减小分路比增加带宽，带宽加倍，投资 10% 后续平滑升级到 FTTH，并可实现 FTTH FTTB混合组网 29 /webmoney 带宽升级 EPON：只需增加局端 OLT PON口，即可进行带宽平滑扩 容，带宽 增加 1G，投资增加 1万， 1M 10元 CMTS：增加头端即进行带宽扩容，带宽增加 40M，投资增加 10 万， 1M 2500元 30 /webmoney 带宽的不断升级 10G EPON IEEE P802.3av 10GEPON Task Force 完全兼容现有 GEPON 1GEPON和 10GEPON的 ONU可共享一根光纤 以太网接口的价格规律：速度提供 10倍，成本增加 1倍 31 /webmoney EPON网络投资分析 以 20万户的一个城域网计算， EPON方式 初期以每 50户设置一个 ONU，共需要 4000个 ONU，每 20个 ONU对应一个 OLT PON口，共需要 200个 PON口 每个 ONU集成 8FE交换，价格约为 2000，每个 PON口价格约为 10000 EPON LAN总设备投资（ 100覆盖率， 16接入率）： 4000*2000(ONU)+200*10000(OLT)+4000*100(分路器 ) 1040万 覆盖成本 52/户，接入成本 325/户， EOC方式为 525/户，户均 6.25M带宽 EPON总设备投资（ 100覆盖率， 48接入率）： 4000*3500(ONU)+200*10000(OLT)+4000*100(分路器 ) 1640万 接入成本 170/户， EOC方式为 370/户，户均 2M带宽 以 20万户的一个城域网计算， CMTS方式 每 400户一个光节点，每 4个光节点对应一个头端，需要 125个头端 以 Docsis2.0产品为例，头端价格为 10万，远端价格为 400 CMTS CM总设备投资（ 100覆盖率， 16接入率）： 32000*400(CM)+125*100000(CMTS) 2530万 覆盖成本 62.5/户，接入成本 791/户，户均 156K带宽， 48接入率时为 530/户， 户均 52K带宽 32 /webmoney 总投资（万元） 不同接入率下的投资分析 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 EPON+LAN CMTS EPON+EOC 0 16 48 64 100 接入率 数字电视互动节目的开展也需要回传通道 数字电视双向改造后，是否会刺激现在的宽带接入率？ 是否开展数字电视 VOD宽带上网的业务捆绑 33 /webmoney 基于 EPON网络的业务扩展 基于 EPON的城域双向网络可 以提供： 家庭用户的宽带上网 家庭用户的 VOD 企业用户的宽带上网 企业专线服务 企业宽带增值服务 基于 EPON的城域双向网络可以提供： 家庭用户的宽带上网 家庭用户的 VOD 企业用户的宽带上网 企业专线服务 企业宽带增值服务 34 /webmoney EPON网络的企业接入 EPON覆盖范围 20km，可灵活设 置分 路器，减小初始投资，提供 灵活的企业接入手段 初期可在城域机房内放置第一级 分路器，用单个 PON接入多个写 字楼，后期可用一个 PON接入一 个写字楼 无需物业机房，无需汇聚设备 网络层级减少、管理配置方便，提高 网络可靠性 彻底消除企业到局端间的有源结点， 减小网络维护工作量，提高运维效率 提供 E1、 V35、 EPL等多种专线业务 提供电信级干线光纤保护 35 /webmoney 36 EasyPath的视频监控方案 节省主干光纤 ONU 多级分路 灵活拓扑 扩容灵活 在承德网通，采用 EasyPath建设了覆盖全城的 视频监控网 一期已经开通了 60多个 PON口，近 200个监控点 /webmoney 无 全业务 总结 比较 带宽性能 业务提供 业务潜力 业务管理 运营维护 可扩展性 建设投入 CMTS方式 40M/10M，仅能和 56Kmodem竞 争 仅能提供网页浏览 带宽扩容 1M 2500元 网络层级复杂、管理配置麻烦， 计费手段单 一 调制格式复杂，易受噪声干扰， 共享网络，故障排查困难，网络 可靠性低，维护成本高 光纤双向改造、电缆双向改造、 CMTS、 CM、高通滤波器 仅能为居民用户提供宽带接入 EPON 千兆到楼道 满足未来高速下载、网络游戏、视频 等宽带应用 已经是千兆带宽，扩容 1M 10元 扁平网络，可实现端到端业务配置管 理，可精细化管理带宽和 QoS，配合 BRAS，可实现各种计费方式 无源光网络，单级设备， 实现端到端 业务质量监控和维护 可升级到 FTTH，可灵活接入附近新 的楼宇或用户 OLT、 ONU、无源 EOC 或 5类线，投 资成本大大节省 可为居民用户、企业用户提供综合业 务 接入 37 /webmoney 38 现有小区接入方式 LAN 网络层级多，管理维 护、故障定位困难 需要机房资源，需要机 房投资和维护 百兆到楼道、带宽受限 /webmoney EasyPath FTTB小区宽带解决方案 集成 8、 16、 24端口 FE交换的 ONU，千兆上联能力的 ONU 完全消除中间网络层级，端到端可 管理的解决方案 39 /webmoney 无 EPON是长远和理想的解决方案 比较 带宽性能 业务提供 业务潜力 业务管理 运营维护 可扩展性 设备投入 MC方式 百兆到楼道 管理维护特性差，只提供宽带 接入，不能提供差异化业务质 量管理 带宽受限，扩容不易 多级设备，无法进行端到端业 务管理和配置 多级设备，设备间接口兼容性 问题，多级线路维护问题，设 备故障定位问题 需要集中式机框、网管盘、上 层汇聚交换机 EPON 千兆到楼道 智能化远端，支持业务感知，针对不 同业务实施差异化 QoS和带宽策略， 保证今后宽带增值业务的发展需要 高带宽，扩容方便 扁平网络，可实现端到端业务配置管 理，可精细化管理带宽和 QoS 无源光网络，单级设备，实现端到端 业务质量监控和维护 可升级到 FTTH，可灵活接入附近新的 楼宇或用户 单纤传输、集成汇聚交换、集成网 管，综合成本低 40 /webmoney 内容介绍 GW与 EPON发展历 程 广电网络特点和现有双向改造方案 广电双向改造的 EPON方案 方案对比 GW的 EasyPath产品线 介绍 EasyPath产品介绍 41 /webmoney EasyPath在各地的应用 最早 2004年 5月开始在网运行 EPON OLT系统在网通集团部署近 100个，是中国网通 EPON商用系统部署数量最多、覆盖用户数最多的厂家。 内蒙乌盟网通 宁夏电信 南京网通 四川网通 重庆电信 贵州网通 深圳电力 齐齐哈尔电信 天津网通 徐州网通 镇江网通 苏州网通 常州网通 宁波网通 三明电信 莆田电信 42 /webmoney 43 EasyPath的 NGN方案（徐州模式） 光纤到楼（楼道），提供千兆带宽，满足未来多媒体增值业务需求 大大减小网络层级，提供运维效率 徐州网通已经利用 EPON系统覆盖了全城上 千栋居民楼！ 保证语音业务和宽带业务的差异化 QoS和带宽策略 /webmoney 徐州网通组网逻辑图 设备成本低 建设成本低 施工速度快 维护便利 性能更高 语音信号转为 以太网 保证语音业务 的隔离和 QoS 路边光交箱 5类线入户提供 2路语音 集成以太网交换 1路以太网 44 /webmoney 节省小区机房 节省汇聚交换机、集中型 MC、机架、 UPS、电池、 供电 节省机房房租、电费 节省设备投资 提高管理运维效率 节省运维投资 45 /webmoney 徐州网通 FTTB组网案例 11个城域机房、上千个 ONU、覆盖 67个小区 46 /webmoney 常州丽华二村工程 74栋楼，共 3239户 区域 1 2 3 4 5