接入网EPON技术交流

2006,ZTECorporation.Allrightsreserved.,接入网及EPON技术交流,河南省通信建设监理有限公司,目录,一.概述1.接入网的概念2.接入网技术的分类3.有线接入网主要应用技术二.EPON技术1.EPON系统的组成2.EPON模块功能3.EPON的主要特点4.EPON的传输原理5.EPON的产品系列6.EPON关键设备的部署7.光纤冷接技术8.FTTx网络特性9.EPON的工程实例10.FTTH模式下ONU的供电三.客户接入工程监理相关资料,一.概述,1.接入网的概念（1）接入网在整个通信网中的位置通信网络分三个部分：传送网、交换网、接入网；接入网即为本地交换网与用户间的连接部分，包括用户线传输系统、复用设备、用户/网络接口设备。图1.1.1接入网在通信网中的位置（2）接入网定义接入网是由业务接点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间的一系列线路、设备所组成。图1.1.2接入网的接口UNI:用户网络接口；TMN:电信管理网；SN:业务节点；SNI:业务接点接口；Q3:接入网与电信网的管理接口；UTE:用户终端；,图1.1.3EPON的SNI、UNI接口,2.接入网技术分类,（1）常用的接入方式,图1.1.4用户接入方式种类示意图,（2）有线接入方式与接入技术的性能比较表：,表1.接入技术性能比较表,3.有线接入网主要应用技术,（1）铜线接入系统(xDSL)a.HDSL:高速率数字用户线（最大传输距离:3.6KM,上行速率:1.54Mb/s,下行速率:1.54Mb/s）;图1.2.1.HDSL系统构成图b.ADSL:非对称数字用户线（最大传输距离5.5KM,上行速率:576Kb/s,下行速率:2-8Mb/s;）图1.2.2.ADSL系统构成图,c.VDSL:甚高速数字用户线（最大传输距离:1.2KM,13Mb/s对称速率及上行速率:6.4Mb/s/下行速率56Mb/s,上行速率:3.2Mb/s/下行速率26Mb/s,上行速率:1.6Mb/s/下行速率13Mb/s等不同的几种传输速率。）图1.2.3.VDSL系统构成图还有HDSL2,ADSL2,ADSL2+,VDSL2等改进型接入技术。d.ADSL/VDSL系统传输速率与传输距离关系比较：图1.2.4ADSL/VDSL系统传输速率与传输距离关系比较,E.各种DSL系统的性能比较表：表2.xDSL系统的性能比较表,(2)光纤接入系统光纤接入系统分有源光网络（AON）和无源光网络（PON）两类；发展方向为无源（PON）。常用的光纤接入系统（FTTx）有：FTTN:光纤到网络节点；FTTZ:光纤到小区；FTTB:光纤到大楼；FTTC:光纤到路边；FTTH:光纤到家庭；FTTV:光纤到农村；选择光纤接入技术要考虑的问题挺多，是采用有源光网络接入技术组网还是无源光网络接入技术组网，它们的性价比，运行成本核算等由设计和建设部门确定，监理只是正确理解和执行设计。有源光网络（AON）：有源光网络由OLT、ODT、ONU和光纤传输线路构成。OLT:光缆线路终端；ODT:光分配终端；ONU:光网络单元；,其中ODT可以是一个有源复用设备，或者是一个远端集中器（HUB）,也可以是环路。AON一般为一点到多点的光通信系统。AON应用举例：OnAccess系列产品为深圳首迈通信技术有限公司生产，OnAccess5xxx可连接24个用户的OnAccessH1001光网络单元，最多下连4台微机或IP电话。接入带宽双向100Mb/s，最大传输距离20KM。图1.2.5AON应用系统图,无源光网络（PON）：（1）无源光网络：由光纤、光分路器、光连接器、等无源光网络组成的点到多点的网络,简称PON。（2）无源光网络系统：由光线路终端OLT、光分配网络ODN、光网络单元ONU组成的信号传输系统，简称PON系统。根据采用的信号传输格式可简称xPON,如APON、GPON。无源光网络是一点到多点的光纤接入技术，由馈线（主干）光缆、分光器和配线光缆组成。分光器一般由1：2，1：4，1：8，1：16，1：32，1：64几种。分光器可以进行一级分光，二级分光，三级分光。由于每级分光都会产生插入损耗，影响传输距离，一般采用一、二级分光。两级分光的分光比乘积不能大于总的分光器分光比。如1：32的分光器，一级分光比为1：n，二级分光比只能为1：m，（nxm=32）1：16的分光器,一级分光比为1：4，二级分光比只能为1：4，（4x4=16）,分光器插入损耗值,1:4分光器插入损耗值7.3dB；1:8分光器插入损耗值10.7dB；1:16分光器插入损耗值14dB；1:32分光器插入损耗值17.4dB。,图1.2.6一级分光PON图1.2.7二级分光PON,PON的网络拓普结构（A）单星型结构（适合OLT周围邻近均匀分散的用户环境）；（B）多星型结构（适合居民区、别墅群、农村、高层建筑群的用户环境）；（C）总线型结构（适合于沿街用户，沿公路线状分布的用户环境）；图1.2.8：单星型结构图图1.2.9：多星型结构图,图1.2.10：总线型结构图,电信运行商用户接入工程建设策略,（1）.以EPON技术建设的光纤到户定位为接入网层面,是目前固定宽带接入的发展方向。目前EPON设备已经基本成熟，在“业务有需求，投资有效益”的原则指导下，规模应用EPON技术。（2）.FTTH目前建设成本为FTTN、FTTB、FTTC的1.53倍，从建设成本来看，大规模推广FTTH的时机还未完全成熟。对省地级以上城市新建住宅小区，主要考虑采用FTTB（EPON）（多端口ONU内置IAD）方案，实现具备高带宽能力的综合接入。如果房地产开发商愿意承担部分或全部建设费用、政府能够提供一定的财政补贴时，可按照协议以FTTH方式建设。（3）.对于老城区改造，采用FTTN+DSL改造模式进行,保证一次改造后达到1公里的目标；农村场景，用PON设备积极推进光纤进村，提高光纤覆盖水平和宽带提供能力。,用户业务带宽需求预测（2010年左右）,城市：2010年左右接入网应具备提供超过20Mb/s的下行带宽的能力。光接入点覆盖半径应达到0.5-1.5KM，基本能按需提供820M的下行带宽，A类地区（中东部地级以上城市的商业楼宇及中高档住宅）基本完成1KM以上用户铜缆改造（铜退光进）。农村：2010年光缆建设基本到达行政村。光接入点覆盖半径应达到1.5-2KM，基本能按需提供24M的下行带宽，D类地区（农村乡镇以下）基本完成2.5KM以上用户铜缆改造。,表3.用户业务带宽需求预测表,二.EPON技术,EPON：基于以太网的无源光网络;其他还有：APON:基于ATM的无源光网络;BPON:宽带无源光网络;GPON:吉比特无源光网络;1.EPON系统的组成：图：2.1.1EPON系统组成图OLT:光线路终端；ONU(ONT):光网络单元（终端）；ODN:光分配网络；,OLT,网络侧接口,IFPON,2.EPON模块功能：,OLT:（光线路终端）：数字交叉连接、传输复用和ODN接口功能。数字交叉连接功能提供网络端与ODN端的允许连接；传输复用功能复用需传输给各ONU的信息，识别各ONU送来的信息。提供光物理接口，及供电、管理。ONU（光网络单元）：用户和服务复用功能，装配来自各用户的信息，分配要传输给用户的信息；传输复用功能，分析来自ODN的信号，取出属于自己的部分，合理安排要发送给ODN的信息，光/电和电/光转换，及供电、管理。ODN（光分配网络）：具有无源光纤分配功能，为网络发展提供可靠的光缆设施。无源元件有光跳线、光缆或光纤带、光连接器、光分路器、光损耗器、光滤波器、波分复用器、熔接头等。,3.EPON的主要特点（1）高带宽：下行：100-1000Mb/s广播方式；上行：100-1000Mb/s共享；（2）多业务：普通电话、PC上网、IPTV、CATV(通过合波器)；（3）低成本：节省了大量的主干光缆，使用无源器件减少了维护成本。OLT提供向上与各业务网络的SNI接口。为了保证语音的质量，语音和数据宜分开单独上行。EPON的线路速率上/下行均为1.25Gbps，线路编码8b/10b,有效带宽：上行为:950Mb/s,下行为:980Mb/s数据上行：采用GE接口连接至接入局IP城域网，GE口的数量视小区用户数、开放的业务带宽预测以及放号率来计算。语音上行：采用FE接口连接至接入局IP城域网数据上行和语音上行至城域网的交换机类型根据城域网的承载策略而定。,4.OLT的上、下联系统,4.EPON的传输原理（A）EPON上、下行信息流程下行信息流采用广播方式，全部信息到达每一个ONU,ONU通过密钥取出发给自己的信息。图2.4.1广播型下行信息流程图上行采用时分多址(TDMA)技术，按严格的时间顺序分配给每一个ONU固定时隙。,每个ONU上行信息填充在各自指定的时隙内。图2.4.2上行共享信息流程图(B).EPON上、下行光路的波长分配可以用2个波长，也可以用3个波长，收、发用同一根光纤。用2个波长时，下行采用1510nm,上行采用1310nm，最大传输距离20KM。系统适合的业务有：语音、数据、交互式数字视频（IPTV）;,图2.4.3二波长EPON结构图当使用3个波长时，增加1550窗口的1530-1565nm波段，提供有线电视（CATV）业务，最大传输距离18KM。图2.4.4三波长EPON结构图,5.EPON产品系列（以中兴为例，华为、烽火、普天均有生产）独立xPONOLT产品中小容量OLTZXA10C200（20个PON口）：最大640个ONU（1：32计算）大容量OLTZXA10C220（40/80个PON口）：最大1280/2560个ONU（1：32计算）,独立OLT技术参数,系列化ONU产品,形态A：单用户ONT（主要用于单用户场合，14个FE，）,F401,D420,F429,形态B：FTTB（EPON+LAN）型ONU（主要用于多用户、FTTB场合，8、16、24个FE）,F820,形态C：FTTB（EPON+ADSL2+）型ONU（主要用于多用户、FTTB场合，数十线DSL）,9806H,ONU参数一览全系列,和XPON工程相关的ODN产品,中心机房用ODF产品光缆接头盒产品光缆交接箱产品家庭用综合接入箱产品,GPX311-JX1系列立式,GPX311-JX1F系列卧式,GXF5-170系列,GPX311-PC系列,楼道用分光器壁挂箱产品,19”分光器插箱产品,光纤分路器产品,光跳纤及适配器产品,GPX311-PD系列，容量1:8,1:16,1:32可选,GPX311-PA系列,容量1:8,1:16,1:32可选,现网AG/DSLAM混插EPON技术,实现低成本快速建网与光接入覆盖,FE/GE,ICS,中兴综合AGMSG5200,ICS,POTS,ADSL,ISDN,VDSL,EPON,EPON,（1）FTTx工程关键分光器部署,光分路器与OLT放置在中心机房，光缆覆盖整个社区，光分路器至每户都建立光缆链路优点：OLT覆盖区域内的每个用户与中心机房都有固定的光纤链路，可以灵活进行用户配线，达到PON口的最大利用率，便于管理维护缺点：占用配线光缆数量较多初期投资较高适用场合：区域内用户零散分布且OLT至用户距离较近；FTTH部署初期用户规模较小且较分散时,6.EPON关键设备的部署,A.中心机房集中部署,B.分光器小区集中部署,光分路器放置在室外或室内交接箱，覆盖一个片区（如几栋楼），光分路器至片区的各个用户都建立光缆链路优点：可灵活进行用户配线，提高PON口的利用率便于管理维护可节省占用主干光缆数量缺点：占用配线光缆数量稍多适用场合：低层楼群，OLT距离楼群较远FTTH部署初期用户规模较小但在片区内较集中,C.楼宇内放置,优点：可最大限度节省占用主干、配线光缆包括室内配线光缆数量缺点：不利于统一管理和维护不能充分利用PON口的带宽资源适用场合：用户集中分布且楼内用户放号率较高，接近100%,光分路器分散放置在大楼内，每个光分路器覆盖1个或几个楼层的用户，该光分路器至这些楼层的各个用户都建立光缆链路。,(2)FTTx工程关键ONU部署,ONU的类型及部署方式决定了EPON网络的应用模式ONU可选择部署在以下位置：室外机柜大楼竖井大楼楼道(或门卫室)办公室内家庭内ONU可选择机柜安装、壁挂安装及桌面安装等形式；ONU可根据用户需求考虑提供后备电源；,7.光纤冷接技术（室内）,利用光纤端接插座在面板上进行端接即：（皮线光缆入户）入户后端接在现场制作的光纤插座上此光纤插座放置在墙面或门头盒内的面板上从而：（光缆适合布放）保护光纤端面清晰的线路界面光跳线适合非专业住宅用户使用,皮线光缆,冷接插座,光纤冷接技术（室外）,皮线光缆FTTX(EPON)工程建设用室外光缆与其他工程用室外光缆相同，没有特殊要求。但室内光纤布线的特性不宜采用室外光缆，因而从皮线光缆分线盒到ONU要求采用皮线光缆。皮线光缆是一种采用小弯曲半径光纤，具有低烟无卤阻燃特性外护套的非金属光缆，容量通常为12芯，适用于室内暗管、线槽、钉固等敷设方式。楼内通道光缆分支（冷接“开天窗”施工工艺及皮线光缆接续示意图）在竖井采用皮线光缆分纤盒可以解决主干光缆“开天窗”和水平皮线光缆的分纤问题，连接处采用冷接方式，优选斜面冷接子。ODN内每条光通路全程冷接次数不宜超过三次。在高层竖井布放主干光缆时，宜采用干式骨架型、紧套或半紧套光缆。“开天窗”技术适用于骨架型结构光缆。,8.FTTx网络性能,9.EPON工程实例,(1)客户综合接入系统图:,（2）光纤到家-FTTH,应用场景新建高档小区高档小区改造别墅区应用特点光纤入户、室外没有铜缆接入点全部分散在每个用户家内每个用户独享ONT接入终端建网成本较FTTB和FTTN高提供的业务类型丰富语音业务通过内置IAD实现,光纤到楼FTTB（缆线种类及布放）,中心局内小区内,（3）光纤到大楼-FTTB(EPON+LAN),应用场景新建住宅小区老小区改造（宽带提速）应用特点光纤到楼、楼外没