EPON与DSLAM融合

PON 与 xDSL 融合组网应用模式探讨 1 引言 目前 中国电信宽带接入主要采用 xDSL 如 ADSL ADSL2 等 LAN WLAN 等技术 其中基于铜缆接入方式的 xDSL 所占的比例最大 达 80 以 上 其次是 LAN 接入方式 而无线接入仅是有线接入的补充手段 数字用户线接入复用器 DSLAM 是 xDSL 系统的主要设备 通过铜缆与用 户端的调制解调器相连 为用户提供宽带业务接入 目前电信网中的 DSLAM 设 备基本放置于局端 通过 IP 网或 ATM 网或光纤直联的方式上联到宽带远程接入 服务器 BRAS 目前电信运营商已不再对城域 ATM 网进行扩容 并转向 建设 IP 宽带城域网 基于 ATM 方式的 DSLAM 已越来越难以适应实际组网的需要 因 而 IPDSLAM 将成为 DSLAM 应用和发展的方向 现网中的 xDSL 接入主要有 512kbit s 1Mbit s 2Mbit s 等几种下行速率 上行速率为 512 kbit s 随着 IPTV 等业务的发展 对 xDSL 接入速率提出了更 高的要求 xDSL 的可接入速率与铜线的长度直接相关 由于现网中的铜线接入距离 普遍较长 对 xDSL 升速造成较大困难 很大比例的用户无法得到开展视频等业 务所 需要的带宽 对于 IPTV 业务 目前的标清电视需要 3Mbit s 左右的带宽 高清电视则需要至少 6Mbit s 的带宽 此外还有高速上网 视频会议 网 络游 戏 VoIP 等其他业务也需要占用一定的带宽 解决用户铜线接入距离过长的最 直接的方法就是通过光纤的延伸使 DSLAM 下移 光纤到户 FTTH 是固定宽带接入网的发展方向 PON 技术将是 FTTH 采 用的主要接入技术 但考虑到目前 FTTH 的成本相对 xDSL 来说还较高 因此短 期内不 可能取代 xDSL 技术 但应积极推进 FTTx 如 FTTC FTTP FTTB 等 缩短铜缆的长度 以便提高宽带接入网的可接入速率 在当前 FTTH 还不能一步到位的情况下 PON 与 xDSL 融合组网是一种较好 的应用形式 这种组网模式可以利用 PON 和 xDSL 的技术特点 提供一种全新的 宽带接入方式 满足用户的多业务带宽需求 2 融合组网技术 目前 ADSL2 技术已成熟 并开始在现网中规模化应用 ADSL2 在传统的 ADSL 基础上对性能和功能方面进行了较大改进 提高了数据速率和对线路的适 应能力 是目前新增 ADSL 设备的主要选择技术 VDSL 超高速用户数字线路 可以提供短距离高速非对称业务和中等距离 的对称或接近对称业务 VDSL2 技术结合了 ADSL2 和 VDSL 的特点 支持更高的 传输速率 但目前 VDSL2 技术标准还有待完善 芯片还不太成熟 互通性及兼 容性较差 目前 EPON GEPON 技术比较成熟 并已在电信现网中应用 可支持 1Gbit s 的上下行对称以太网速率 可以承载数据 IPTV VoIP 等多 种业务 GPON 可以支持 2 5Gbit s 的上下行对称速率 但 GPON 标准复杂且制定较晚 目前主流的设备及芯片厂商均在进行相关产品的研发 市场上 尚无完整的 GPON 解决方案 预计一两年后 GPON 技术及产品也将成熟 因此 目前融合组网所采用的 PON 技术应是 EPON 技术 所采用的 xDSL 技 术主要是 ADSL2 技术 PON 与 xDSL 融合组网模型如图 1 所示 图 1 PON 与 xDSL 融合组网模型 图 1 中 SR 指业务路由器 PON 系统主要由 OLT ODN 光分配网络 ONU 组成 其 中 ODN 由光分路器和光纤线路等组成 ONU 与 DSLAM 可能是分离的 也可能是集成的 PON 与 xDSL 融合组网方式综合应用了 xDSL 和 PON 技术 具有以下一些优势 提高了用户可接入带宽 融合组网方式使 DSLAM 向用户端靠近 缩短了铜缆接入长 度 因而提高了用户的可接入带宽 节约设备端口资源 随着用户接入带宽的不断提高 未来 BRAS 的业务端口将主要是 GE 接口 相对于现网中采用的 DSLAM 光纤直联 BRAS 方式 融合 组网可以使 DSLAM 经 PON 系统汇聚后再上联 BRAS 因而可多台 DSLAM 共享 GE 端口 从而节约了昂贵的 BRAS 端口资源 节约光纤资源 PON 系统的上下行业务流在一根光纤中传送 融合组网方式将减少 对光纤资源的消耗 DSLAM 下移后 DSLAM 的数量将明显增加 传统的光纤直联等方式无 疑将消耗更多的光纤资源 目前不少地方 特别是大型城市 管道资源相对紧张 光缆资 源难以扩容 提高运营商投资效益 相对于 FTTH 的接入网升级改造 融合组网方式投资成本低 网络改造难度小 融合组网可以充分利用用户端现有的铜缆资源 而且无需对用户端进行 布线改造 融合组网具备较强的业务支持能力 PON 系统能提供 GE FE E1 T1 STM 1 POTS 等多种接口 并能提供不同的业务优先级 以满足多种 业务承载的需要 而且 PON 系统 还具备较完善的组播业务复制 控制能力 为将来最终实现组播业务在 DSLAM 上的复制和 控制准备了条件 维护方便 相对于采用交换机汇聚 DSLAM 方式 融合组网采用无源光分路器对多台 DSLAM 进行汇聚后连至端局的 OLT 设备 汇聚线路中无需机房及供电等配套设施 从而减 小了维护工作量 3 应用模式 PON 与 xDSL 融合组网的应用模式多种多样 本文根据 PON 系统的 ONU 设备在融合组 网中的位置 阐述 3 种组网应用模式 3 1ONU 置于端局 ONU 置于端局的组网模式如图 2 所示 其特点是 PON 系统的光分路器 ONU 与 DSLAM 放置于一般端局 OLT 放置于业务接入节点局 光分路器一般 采用 1 4 或 1 8 的光分支器件 DSLAM 通过 FE GE 端口连接 ONU 一般端局的多个 ONU 各自通过 GE 光口上联 经 ODN 连接至 OLT OLT 通过多个 GE FE 接口上联不同的业务网络 图 2 ONU 置于端局的组网模式 这种组网模式将一般端局的多台 IPDSLAM 设备通过 PON 系统汇聚后再上联 BRAS SR 等业务接入设备 可以节约该端局至 BRAS SR 所在局的中继光纤资源 这种模式主要用于一般端局 IPDSLAM 的汇聚上联和端局周边 xDSL 宽带用户的接入 如果端局的 DSLAM 是 ATM 上联接口 则不能应用该模式 除非对其改造或更换为 IP 上联 的 DSLAM 3 2ONU 置于小区机房 ONU 置于小区机房的组网模式如图 3 所示 其特点是 PON 系统中的 OLT 放置于业 务接入节点局 光分路器放置于一般端局 ONU 与 DSLAM 放置于小 区机房 DSLAM 通过 FE GE 端口连接 ONU ONU 通过 GE 光口上联 经 ODN 连接至 OLT OLT 通过多个 GE FE 接口上联不同的业务网络 ONU 至端局的光纤距离可以是数 km 甚至是十几 km 图 3 ONU 置于小区机房的组网模式 由于 DSLAM 下移到小区 用户端的铜缆接入距离短了 一般在 1 5km 以下 可以 向用户提供较高的接入带宽 这种应用模式可以将端局下面的多个用户小区的 DSLAM 设备汇聚上联至 BRAS SR 所在 的业务接入节点局 并节约用户小区至 BRAS SR 所在局的中继光纤资源和接入网光纤资源 IPTV 等高带宽业务的发展 对宽带接入速率提出了新的要求 目前电信网中的 DSLAM 基本放在端局 离端局较远的用户 如 3km 以上 将难以开展这些 高带宽业务 这就需 要 DSLAM 设备下移 这种模式一般将下移的 DSLAM 放置于用户小区机房 如果小区内没 有设置机房的条件 则可以在小区附近的电缆交 接箱旁设置路边机箱 机柜 将 DSLAM 设备置于其中 下移到用户小区或小区附近的 DSLAM 可以向用户提供 10Mbit s 左右的高接入速率 以满足用户未来几年开通 IPTV 等业务的带宽需求 3 3ONU 置于用户楼内 ONU 置于用户楼内的组网模式如图 4 所示 这种模式的特点是将 PON 系统的 ONU 放 置于用户楼内 DSLAM 有几个至几十个用户端口 内置在 ONU 中 目前已有设备厂商 在开发这样的产品 ONU 至用户端的铜缆长度短 在几百米内 ONU 经 ODN 上联至 OLT OLT 通过多个 GE FE 接口上联不同 的业务网络 图 4 ONU 置于用户楼内的组网模式 在这种模式中 每个 DSLAM 下的用户数不多 一个小区中将有多个甚至几十个这样的 DSLAM 由于内置 DSLAM 的 ONU 放置于楼内 所以无需在小区设置机房 这种融合组网模式既可以解决用户对超高接入速率的需求 20Mbit s 左右 又可以解 决 DSLAM 下移工程中可能碰到的机房问题 几年后 VDSL2 技术及应用将走向成熟 VDSL2 在几百米的铜缆长度范围内相对于 ADSL 及 ADSL2 等 DSL 技术来说 具有明显的带宽优势 如果 ONU 内置的 DSLAM 采用 VDSL2 技 术 可以为用户提供高达数十兆的上下行对称接入速率 另一方面 可以预见 随着高清电视 视频通信 高速上网等高带宽业务需求的增多 需要为用户提供超高宽带接入速率 如 20Mbit s 甚至更高 在普遍应用 FTTH 作为宽带接 入方式的条件还不成熟的情况下 应用这种融合组网模式可以很好地满足业务需求 4 运营与维护 PON 具有业务透传 L2 交换及业务汇聚 组播复制与控制等功能 支持业务的 QoS DBA 动态带宽分配 VLANStacking VLANTrunk 为 PON 与 xDSL 融合组网的现网 运营提供了条件 在目前宽带业务量尤其是 IPTV 的业务量还不是很大的情况下 业务的认证 组播业务 的复制与控制工作可以仍由 BRAS 来完成 但这种情况下的业务服务响应时间长 控制节 点集中 单点故障将造成较大的影响 随着 IPTV 业务 组播 点播 等高带宽业务的普及与发展以及对业务质量要求的提高 将要求尽量在接近用户的地方进行业务复制 以便减少网络带宽压力和缩短服务响应时间 并避免集中的单点故障问题 目前 PON 系统的 OLT 及 ONU 基本具备组播业务复制及控制功能 也有厂商已开发出 采用 PON 技术上联的 DSLAM 设备 该设备支持 IGMPsnooping IGMPproxy IGMProuter 等功能 支持组播 VLAN 功能 能实现基于不同 VLAN 的组播复制功能 支持 CAC 频道 访问控制 PRV 频道预览 CDR 呼叫详细记录 SMS 业务管理子系统 业务管理 等组播管理功能 在实际业务开通时 为区分用户 和业务类型 业务优先级等 需合理配 置相应的 PVC 及 VLAN 并根据网络条件和业务需要 配置和启用系统的相关功能 由于融合组网系统涉及 传输 数据 交换 宽带接入等多个领域 维护质量要求高 维护技术相对复杂 这就给系统的维护带来了挑战 需要打破传统的条块分割式维护模式 建立清晰