基于EPON系统的三网合一解决方案

基于EPON系统的三网合一解决方案 摘 要：随着近些年三网合一概念的提出，FTTx技术也随之应运而生，作为其主要网络技术，EPON系统依靠其带宽大、经济型等诸多特点目前被广泛采用。本文介绍了EPON系统的构成及原理，并对其业务承载和应用做了简单介绍。 关键词：三网合一；FTTx；EPON 1 引言 1.1 三网合一的概念 所谓三网合一即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。相应地，三类不同的业务、市场和产业也将相互渗透和相互融合，以三大业务来分割三大市场和行业的界限逐步变得模糊，逐渐形成一个统一的网络系统，并以全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和视频图像在内的所有业务的通信。 1.2 FTTx技术的出现 原有成熟的DSL技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术，随着铜缆价格大幅上涨，继续使用铜原料增加带宽成本太高，而光纤光缆和光收发模块的价格却逐步降低，并且光纤接入技术与其他接入技术的最大优势在于可用带宽大，同时光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点，FTTx技术的发展也源于此背景。 FTTx技术的目标就是使用光纤替代传统铜线，使用光纤做为传输媒介直接接到用户的设备终端，实现真正意义上全程的“全光网络”。FTTx的主要网络技术是以太无源光网EPON。 2 EPON的构成及原理 2.1 EPON的构成 EPON是以太无源光网（Ethernet Passive Optical Network）的简称，它是光接入网（Optical Access Network）中的一种。 EPON的构成如图1。它由置于通信局端的光线路终端OLT、置于用户端的光网络单元ONU及两者之间的1：N光纤分配网 ODN组成，（其中N=2n，n为正整数且n6）。N个ONU共享一个OLT和长达10-20km的光纤干线，并利用波分复用器（WDM）工作于单纤双向传输方式。下行传输（OLT到ONU）波长为1490nm，上行传输（ONU到OLT）波长为1310nm。ONU安装在用户所在的楼宇，系统是光纤到楼（FTTB），ONU安装在用户家庭，系统是光纤到家（FTTH）。 无源光网PON具有一点到多点的物理拓扑，这种结构是优秀的，因为它抛弃了传统接入网的从局端到用户端的点对点结构，节省了大量的光纤和光收发器，特别是用无源光分路器取代了传统结构中的野外交换机房，免去了建房、供电、设备和维护等一系列费用，因此 PON的系统投资少、网络可靠性高。 2.2 EPON的工作原理 在下行方向，变长以太包组成的连续的数据流以广播的形式从OLT到达多个ONU，如图2所示。每个以太包带有逻辑链路标识符LLID，标明该以太包是发给哪个ONU的。某些以太包还可能是发给所有ONU的广播包或发给特定的ONU组的多播包。当数据到达一个ONU时，该ONU接受专门发给它的以太包而丢弃发给其他ONU的以太包。例如，ONU-1接收以太包1、2、3，但只将以太包 1传输给最终用户1。 与传统点对点以太网相比，EPON工作的特殊点主要在上行方向，如图3。上行工作于时分多址（TDMA）方式。OLT为每个 ONU分配一个时隙，让它们轮流发送。只有一个时隙到来时，某 ONU才打开激光器发送数据，否则关闭激光器。各个时隙都保持同步，彼此间并留有间隙，使得各个ONU的数据汇合到公共光纤的时候，不会发生碰撞。 在注册以后，每个ONU在OLT预先安排的时隙报告自己的用户数据队列情况（服务等级、队列长度等），OLT根据各个ONU的报告及既定策略给每个ONU安排发送时隙的起点和长度，实现动态带宽分配（DBA）。 3 EPON的业务汇聚和应用 3.1 数据业务 EPON是传输以太帧的数据网，以太帧包含着IP帧，任何封装在IP帧中的数据都能顺利地通过EPON，这就为各种基于 IP的业务，例如Internet浏览、Email、网络游戏、VoIP、IP-TV，提供了自然的平台。 3.2 电视业务 在电话、数据、电视三大类信号中，电视信号占据的频带最宽，因此视频传送是FTTx的首要业务。视频传送的方法分成两类：IP载送的视频（Video over IP）射频叠加的视频（RF overlay），又分别称为IP-TV和RF-TV。 IP-TV是把经过MPEG-2或H.264压缩编码的视频/音频传送流封装进IP数据包，通过IP网传送到用户，然后用IP机顶盒解码，还原为视频/音频信号，在电视机上观看，也可以用个人电脑解码接收。 有线的RF-TV就是平常所说的有线电视（CATV），包括模拟和数字视频广播。CATV是一个单向广播网，它的优点在于带宽有效性、成熟性、对调制格式透明（既可传模拟视频，又可传数字视频）、可标度性和灵活性。 4 基于EPON的三网合一解决方案 利用EPON技术，迎合世界FTTx的潮流，利用自主开发的设备，采用成熟的光纤入户布线方案，可以实现三网合一。 其中OLT对上可接入多个上联业务端口，对下可通过1：N的分光器提供多个ONU接入端口；分光器提供1：16或1：32的分支能力；ONU可放至用户家内，采用桌面式的，能够提供4个RJ45接口和2个RJ11接口，RJ45接口给用户提供数据业务和VoIP业务，也支持视频电话。RJ11接口给用户提供普通电话接口。BNC接口提供有线电视的业务，由于使用光信号接入，能够获得清晰、稳定的高质量的视频信号。 5 结语 三网合一的实质是建成国家信息高速公路，实现网络传输、接入、交换各个层面的宽带化。FTTx光接入网是信息高速公路最初一英里的根本解决方案，是电话、电视、数据业务融合的最后归宿。以太无源光网（EPON）把光纤传输的高带宽、点到多点 PON结构的经济性与以太协议的普及率结合在一起，目前