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0 光进铜退 技术介绍 2011年2月 光进铜退 技术介绍 1 FTTx应用模式分析和探讨 PON技术特点和优势 目录 ODN主要技术和解决方案 工程施工及应用示例 光进铜退组网方案 FTTB工程设计规范 2 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 1 FTTH发展趋势 接入网是整个电信网最具有技术挑战性的区域之一 为了满足用户对带宽日益增长的要求 实现接入网的高速化 宽带化和智能化 各种接入技术层出不穷 如LAN xDSL CableModem PLC 电力线上网 等等 然而FTTH 光纤到户 由于其高带宽的优点成为最理想的接入网技术 也是光纤接入网发展的一种最终形式 FTTH是20年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向 但由于成本 技术 需求等方面的障碍 至今还没有得到大规模推广 然而 这种局面最近有了很大的改观 由于政策上的扶持和技术本身的发展 在沉寂多年后 FTTH网再次成为热点 步入快速发展期 新技术 新设备 新的网络建设计划不断推出 引起了业界的关注 预计今后几年 FTTH网将会有很大的发展 FTTH当前有P2P和P2MP PON 两种手段 而PON 无源光网络 是通过单一平台综合接入语音 数据 视频等多种业务的理想物理平台 由于其易维护 高带宽 低成本等优点成为光接入中的佼佼者 从技术上看 P2MP中有BPON APON EPON GPON WDMPON等多种接入技术 EPON GPON在未来3 5年内是最重要的FTTH接入手段 3 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 2 无源光网络EPON的技术特点 EPON技术主要采用单纤波分复用技术 下行利用1490nm波长 采用TDM广播方式进行传输 上行利用1310nm波长 采用TDMA 时分多址接入 方式进行传输 4 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 3 EPON的网络结构 无源光网络 PON 技术是一种点到多点的光纤接入技术 它由局侧的OLT 光线路终端 用户侧的ONT 光网络单元 以及ODN 光分配网络 组成 可以灵活地组成树型 星型 总线型等拓扑结构 典型结构为树形结构 所谓 无源 是指ODN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 因此其管理维护的成本较低 PON技术示意图如图所示 5 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 3 EPON的网络结构 续 一套典型EPON系统主要由OLT 光线路终端 ONT 光网络单元 和ODN 光配线网 等构成 OLT位于中心局 提供EPON系统与服务提供商核心数据 视频和电话网络之间的接口 ONT位于用户端 提供用户的数据 视频和电话网络与EPON之间的接口 ODN主要由一个或数个光分路器 Splitter 来连接OLT和ONT 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 OLT除了提供网络集中和接入的功能外 还可以针对用户的QoS SLA的不同要求进行带宽分配 网络安全和管理配置 Splitter是一个简单设备 它不需要电源 可以置于全天候的环境中 一般一个Splitter的分线率为2 4或8 并可以多级连接 在EPON中 OLT到ONT间的距离最大可达20km 如果使用光纤放大器 有源中继器 距离还可以延长 EPON的网络结构如图所示 6 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 3 EPON的网络结构 续 接入网 核心网 驻地网 7 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 3 EPON的网络结构 续 EPON中的ONT采用了技术成熟而又经济的以太网络协议 在中带宽和高带宽的ONT中实现了成本低廉的以太网第二层或第三层交换功能 这种类型的ONT可以通过层叠来为多个最终用户提供相当高的共享带宽 因为都使用以太网协议 在通信的过程中 就无需协议转换 而实现ONT对用户数据的透明传送 当然 对于光纤到家 FTTH 的接入方式 ONT可以不需要交换功能 从而能在极低的成本下为终端用户分配所需的带宽 远程业务分配控制 remoteprovisioning 管理可以让运营商通过对用户不同时段的不同业务需求做出响应 这样可以提高用户满意度 运营商可以通过中心管理系统对OLT ONT等所有网络单元设备进行管理 同时可以很灵活地根据用户的需要来动态分配带宽 8 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 4 EPON的关键技术 EPON系统的设计主要在以太网模型的物理层和MAC层 其关键技术都在MAC控制层上完成 即一般而言的PON传输层 传输汇聚层负责OLT和多个ONT之间在下行方向和上行方向以太网信元的正确传输 保证OLT和ONT的发送和接收机调准在正确的光功率电平上 并控制每个ONT的上行传输 避免上行以太网信元的碰撞 其包含如下几个主要关键技术 A 测距 EPON为点对多点拓扑结构 采用TDMA技术实现信息传送 各个ONT与OLT之间的逻辑距离是不相等的 OLT需要有一套测距功能来测试每一个ONT与OLT之间的逻辑距离 并据此来指挥ONT调整其信号发送延时 使不同距离的ONT所发送的信号能在OLT处准确地复用在一起 目前采用比较成熟的数字计时技术的带内开窗测距法被大部分设备制造商所采纳 9 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 4 EPON的关键技术 续 B 带宽分配 上行方向信道中的传输是采用时分复用接入方式来共享光纤的 各个ONT收集来自用户的信息并1 25Gbit s以上的高速向OLT发送数据 不同的ONT发送的数据占用不同的时隙 随着各种宽带业务的发展 用户对带宽的需求肯定越来越大 如何根据不同用户的业务类型与业务特点合理分配信道带宽 使网络提供者以一套最有效的手段利用网络资源 是决定EPON系统性能的关键技术之一 C 时钟提取 对于系统的高速率 快速同步是必须解决的核心问题 而其中ONT和OLT以及上下行比特码的时钟一致是其中的关键 目前一般都采用PLL 锁相环 从下行信号中提取时钟 利用帧同步字检测方式实现帧同步 10 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 4 EPON的关键技术 续 D 搅动 由于PON固有的组播特性 为了保证信息有起码的保密性 系统必须采用所谓搅动的保护措施 该措施介于传输系统扰码和高层编码之间 这种搅动功能实施信息扰码并能为信息保密提供低水平的保护 E 同步接收 EPON是一个网同步系统 需要实现OLT与ONT之间的快速同步 各个ONT与OLT都需要有一个同步接收的问题 否则一旦发生bit错位或者相位突变 数据接收错误不但影响到数据严重丢失 不断重传 还有可能导致网络拥塞和网络瘫痪 11 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 5 EPON的建设优势 续 基于FTTH FTTB网络结构 EPON系统可以带来多方面的好处 1 由于EPON系统的ODN部分没有电子部件 无需电源供应 因此容易铺设 建设成本低 EPON系统对局端资源占用很少 模块化程度高 扩展容易 投资回报率高 同时大多数EPON系统都是一个多业务平台 对于向全IP网络过渡是一个很好的选择 2 EPON目前可以提供上下行对称的1 25Gbit s的带宽 并且随着以太网技术的发展可以升级到10Gbit s 能满足对于未来高宽带Internet需求 12 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 5 EPON的建设优势 续 3 EPON作为一种点到多点网络 以一种扇出的结构既节省光纤的资源 同时这种共享带宽的网络结构能够提供灵活的带宽分配 4 EPON可以通过在OLT与ONT之间的单元开销 通过DiffServ来实现和保证不同用户的QoS 5 EPON技术与xDSL技术比较从上表可以看出FTTH EPON 传输距离长 可以大大节省接入点机房数量及机房配套设施需求 并且还可以满足真正意义 三网融合 的带宽需求 13 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 6 EPON网络运行维护的特点 相对于现有的DSL宽带接入网和LAN接入网 当前的FTTH网运维方面具有一些新的特点 1 多业务运行导致的多专业综合维护 传统的ADSL网和LAN接入网均是单业务接入网 仅承载宽带上网业务 运维主要涉及数据和线路专业 而FTTH网络是个综合接入平台 支持包括语音 数据 视频 专线等多种业务和应用 覆盖了目前电信网上的大多数专业领域 包括线路 接入 交换 数据 终端 传输等 考虑到大规模开展EPON网络建设后的维护成本和维护效率 EPON网络的维护必须采用多专业综合维护模式 需要各专业的维护部门密切配合 要求维护人员具有更加全面的专业技能 掌握光缆线路 接入 终端 交换 数据 传输等多领域的专业知识 解决更加复杂的问题 14 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 6 EPON网络运行维护的特点 续 2 维护技术复杂 维护质量要求高 维护难度大 ADSL和LAN接入网的技术相对简单 维护指标要求相对不高 技术难度较小 而EPON网络则承载多种业务与应用 涉及到很多技术领域 技术复杂度远高于ADSL 故障的产生原因复杂 使得EPON网络的维护难度很高 例如 光纤光缆的连接远较铜缆复杂 涉及到精密 复杂的工序和工具 光纤光缆的维护质量要求也很高 特别是接头质量 光纤的弯曲半径 防尘防水等 这要求运维人员能够掌握复杂的维护技术 解决很多复杂的故障 并做好日常的监测和巡查 15 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 6 EPON网络运行维护的特点 续 3 设备和技术不够成熟 维护技术手段缺乏 ADSL和LAN接入技术和设备已经非常成熟 有成熟的维护流程和有效的维护工具 如各种仪器仪表 网络质量分析系统等 但FTTH技术还处于快速发展期 还有待于进一步成熟 这给运维带来很大压力 点到点光以太网和GPON设备的成熟尚待时日 EPON技术基本成熟 但互通性尚未实现 设备维护管理能力 稳定性和可靠性也有待完善 EPON相关的光纤光缆 光器件技术也处在演进过程中 相关的新产品 新工艺有待通过长期运行进行评估 这种技术上的不成熟性给大规模发展EPON网络后的运营维护带来很大的不确定性 相关的维护手段缺乏 主要体现在目前缺少维护EPON网络所需要的专用仪器仪表和设备的运行维护管理能力不足 难以满足大规模发展EPON的需求 16 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 4 EPON网络对故障处理速度要求更高 传统ADSL接入网仅承载Internet接入业务 对故障处理速度没有严格的要求 但EPON是个多业务承载网 一旦发生网络故障将对多种电信业务产生影响 这对EPON网络的维护响应速度提出更高的要求 需要有更好的技术手段进行故障定位和处理 有更好的维护体制以保证各故障处理环节的高效协同 6 EPON网络运行维护的特点 续 17 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 5 EPON线路传输性能相对比较稳定 维护的重点是终端和应用 传统的ADSL和LAN接入网维护的重点则是线路和用户侧问题 例如线路的故障大约为30 40 用户端问题 如PPPOE密码丢失 PC机故障等 占整体申告的60 左右 而EPON网络由于采用光纤光缆作为传输媒质 具有比较高的可靠性和稳定性 线路故障的概率相对较小 光线路的维护成本相对较低 但另一方面 由于EPON是多业务综合接入网 终端则较ADSLModem复杂得多 终端和业务故障概率相对会比较大 6 EPON网络运行维护的特点 续 18 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 7 EPON网络对运行维护的要求 根据现有ADSL网络运行维护的经验 对EPON网络运行维护体系的基本要求是集中 灵活 高效 低成本 就EPON网络运行维护而言 具有如下发展趋势 1 集中维护 国内外ADSL接入网和国外EPON接入网运行维护的的经验表明 只有实现对网络的集中化维护 才能节约维护成本 提高维护的规范化水平和维护质量 改善客户响应速度 2 加强EPON网络运维支撑系统等技术手段建设 集中维护需要一个高效的运维支撑系统 以实现实现运维过程自动化和标准化 运维支撑系统应该覆盖从业务受理到派线到安装 测试 业务申告 故障排除 故障处理反馈 营帐等多方面内容 19 光进铜退 技术介绍 PON技术特点和优势 7 EPON网络对运行维护的要求 续 3 EPON终端应具有远程管理能力 如采用TR 069的体系架构 可以实现对终端设备 包括ONU 的自动配置和动态业务提供 软件 固件升级 状态和性能监控 故障诊断 具有标准化程度高 安全性好 部署灵活 维护成本低等优点 4 EPON光线路的维护手段进一步完善 EPON网络光路维护仪器仪表进一步发展 以实现完整的测试解决方案EPON和GPON设备也应该提供更强大的包括线路测试与诊断 网络质量分析等在内的运维功能 光进铜退 技术介绍 20 FTTx应用模式分析和探讨 PON技术特点和优势 目录 ODN主要技术和解决方案 工程施工及应用示例 光进铜退组网方案 FTTB工程设计规范 21 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 业务需求和业务应用 22 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 目标用户群体和业务需求分析 23 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 光接入FTTx总体解决方案 住宅 IPCoreNetwork IPTV CATV 网管 Splitter FE GE E1 WLAN 商业用户 大楼 ONT Modem POTS VDSL2 FE L2Switch Splitter Splitter SoftSwitch VOICE VIDEO CATV FE WLAN IPTV GE 10GE OLT PSTN TDM TG SG 合波器 RF P2MP E1 GE SFU MTU SBU POTS xDSL FE E1 FTTCab N V FTTO FTTH FTTB MSTP GE直连 铜线 EPON MSAN MSAG Ring P2P 交接箱处或小区或村 铜线 Splitter 24 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 家庭用户接入 FTTH 机房 CATV IPTV OLT Splitter 1Gbps 1Gbps Internet Voice Splitter PC CATV PHONE IPTV WLAN D F系列 家庭网络 Splitter1 32 光纤到家庭 ONT可以放在室内也可放在室外 不同种类的ONT提供多种接口满足不同业务接入的求 统一光纤布线 节省成本 减少后期重复布线的麻烦适应于新建小区 别墅小区 小区网络改造等家庭网关和家庭网络接入一体化 0 20KM CATV 合波器 合波器 25 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 家庭用户接入 FTTB C 光纤到楼道 用户家庭到楼道为五类线或双绞线 该种应用模式成本较FTTH模式低很多 OLT FE GE IPNetwork SS PSTN FE GE E1 Splitter Splitter Splitter PC IAD HG MTU LANSwtich ADSLModem MDU RF VDSL2Modem 26 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 集团用户接入 FTTO 网管 OLT Internet SoftSwitch CDN TDM网络 PC GE PC PBX FE E1 ONU MTU PC PHONE Splitter FTTO 1 FTTO 2 FTTO 3 E1 ONT SBU ONT SBU WiFi PBX等 FE GE 以不变的网络应万变的需求以优质网络赢卓越品牌 27 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 农村信息化应用 FTTV 机房 CDN OLT FE GE Internet Voice FE GE H 248 MGCP或V5接口 ONU 单级分光和多极分光相组合 节省主干光纤 综合业务接入 满足话音和数据接入需求 快速部署网络 光缆的偷盗率大大降低 ONU IAD PC PC HGW ONU ONU ONU 农村市场巨大 一次性投入 可拓展的弹性接入网络部署更佳 28 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 别墅应用 FTTH OLT ODF IPNetwork FE GE SS FE CDN FE GE SFU SFU SFU MDU HUB 29 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 网吧用户接入 FTTD 机房 OLT Internet Voice VOD splitter 30 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 监控系统接入 OLT 足够大的上行带宽在监控密集区放置分光器长距离高带宽接入全程无源 维护方便多级分光 节省主干光纤 ONT和采集终端 ONT和采集终端 监控系统 IP网络 31 机房 OLT Internet 基站控制器 其他数据网络 Splitter F429 E1 GE 基站 E1 基站机房 F429 基站 E1 基站机房 F429 基站 E1 基站机房 新建基站或者老基站传输切换可采用EPON技术进行基站接入系统保证基站业务必须的时钟要求充分利用基站机房资源 FE FE FE 基站新接法业务更丰富 光进铜退 技术介绍 FTTx应用模式分析和探讨 基站接入方案 光进铜退 技术介绍 32 FTTx应用模式分析和探讨 PON技术特点和优势 目录 ODN主要技术和解决方案 工程施工及应用示例 光进铜退组网方案 FTTB工程设计规范 33 光进铜退 技术介绍 ODN主要技术和解决方案 概述 PON 无源光网络 是指ODN 光配线网 中不含有任何电子器件及电子电源 ODN全部由光分路器 Splitter 等无源器件组成 不需要有源电子设备 ODN 光配线网络 是基于PON设备的FTTx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配线子系统 主干光缆子系统 配线光缆子系统 引入光缆子系统 光纤终端子系统 34 光进铜退 技术介绍 ODN主要技术和解决方案 ODN在PON网络中的位置 NGN IP城域网 CDN LAN OLT Splitter ODN 网管系统 ONU 35 光进铜退 技术介绍 ODN主要技术和解决方案 当前ODN的应用主要包括如下5个子系统 中心机房配线子系统主干光缆配线子系统配线光缆子系统引入光缆子系统光纤终端子系统 ODN组成子系统 传统光网络 EPON技术新增光网络 完成光纤入户的功能 36 光进铜退 技术介绍 ODN主要技术和解决方案 开放式ODF 封闭式ODF 19 分光器插箱 设备侧ODF ODF内光纤部件 中心机房OLT 至主干光缆 至用户 中心机房配线子系统 中心机房 即局端 ODF主要用于实现大量