林豐光

[摘要]利用無源光網絡拓撲結構實現以太網接入方式的EPON技術,綜合以太網成本低、兼容性好、PON技術共享的特點。在網絡建設中,應引入EPON技術,讓EPON與現有業(yè)務融合。通過分析EPON網絡結構和工作原理,提出EPON網絡的建設原則,并對EPON網絡建設在住宅小區(qū)的應用問題進行探討。

[關鍵詞]EPON網絡結構網絡建設住宅小區(qū)應用

中圖分類號:TN92文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120007-01

一、EPON網絡結構和工作原理

EPON的接入采用點到多點光接入體系結構。通過在網絡中采用高性價比的以太端口以及低成本、可靠性高的無源部件,可實現EPON的經濟性和快速性。與基于ATM或SONET的網絡相比,EPON以IP/Ethernet包的形式起止,不需要花費時間進行協(xié)議轉換或電路建立。

一個典型的EPON系統(tǒng)由光線路終端、光分配網絡、光網絡單元/光網絡終端和網元管理系統(tǒng)組成。

EPON系統(tǒng)采用波分復用技術,實現了單纖雙向傳輸。

下行采用廣播方式:ONU注冊成功后被分配一個唯一的邏輯鏈路標識(LLID);在每一個以太網幀前添加一個LLID,替代以太網前導符的最后兩個字節(jié)(不改變原有幀結構);ONU接收數據時,僅接收符合自己的LLID的幀或者廣播幀。

上行采用TDMA方式:任一時刻只能有一個ONU發(fā)送上行信號,系統(tǒng)才能正常工作;不同的ONU分配不同的時間片,輪流發(fā)送上行數據;每個ONU發(fā)送上行數據的時間片可以是動態(tài)的,時間片的大小和多少在宏觀上表現為帶寬的大小。由于數據速率非常高,由ONU的距離不同而產生的細微的時延應該在發(fā)送上行數據的時候予以考慮,即需要通過測距予以補償。

二、EPON網絡的建設原則

EPON以光纖為傳輸媒質,無干擾、無輻射,解決了銅質雙絞線為傳輸媒質的用戶線路出線效率低、線間串擾明顯等問題。EPON通信系統(tǒng)帶寬超過1Gb/s,傳輸距離達到幾十公里,業(yè)務提供能力和部署靈活性具有較大的優(yōu)勢,同時對網絡的管理能力有了較大的提高。

從網絡發(fā)展角度看,高端企業(yè)級用戶、中心商務區(qū)等重點發(fā)展區(qū)域,可通過實施戰(zhàn)略性水平布線與現有的綜合布線疊加,為拓展業(yè)務奠定基礎。

從業(yè)務經營方面看,應提供與現有xDSL寬帶接入方式有差異的服務。對于高端用戶,提供安全、可靠的網絡模型,對于大眾用戶,應在匯集層進行EPON網絡改造?？傊?進行EPON網絡建設時,應遵循以下原則:

第一,在進行EPON網絡建設的前期,應對用戶結構性質、使用要求和習慣進行分析,得到網絡數學模型,據此規(guī)劃OLT設備布局,然后對ONU設備進行布置。例如,OLT布放在端局將會占用昂貴的主干光纜資源,布放在小區(qū)內會受到機房資源和配套費用的限制而影響網絡的可擴展性。在發(fā)展初期,建議設置在接入網的匯集性機房。

第二,由于EPON接入網技術較新,各廠家設備在互通性方面尚有一些問題,一個較大區(qū)域最好使用同一廠家設備,盡量避免同區(qū)域不同廠家設備混用。對于無源分光器的設置,建議采用一級或二級分光,原則上不采用三級或三級以上的分光。對于線路質量和施工工藝方面,如果過多強調施工工藝,將使建設成本大大提高,為了降低建設成本,OLT到ONU間距最好小于5kin,以實現較大的分光比,提高EPON的接入能力,從而提高核心設備的使用效能,降低設備端口的運行成本。

三、EPON網絡建設在住宅小區(qū)的應用

(一)住宅小區(qū)ODN網絡設計。本文的實施項目選擇溫州某小區(qū)FTTH

光纖到戶項目,該小區(qū)有住宅71O套,其中4棟11型住宅小高層戶型,17棟多層住宅。ODN網絡部分共分以下五部分:

1.信息機房ODN設施。工程中機房設施有6臺ODF架、1臺設備綜合機柜、46套光分模塊,1468條跳纖。

2.配線光纜部分。工程中總計采用6條288芯骨架式帶狀光纜覆蓋整個小區(qū)710戶。

3.樓道分線盒。本工程覆蓋21棟住宅樓,合計54個單元小區(qū),根據本工程設計方案,共使用54個24芯樓道分線盒。

4.入戶皮線光纜。本工程入戶皮線光纜共分為兩部分:小高層部分,多層部分。其中小高層入戶皮線光纜總長為3520米,多層入戶皮線光纜總長度為6936米。兩項合計皮線光纜長度為10456米。

5.戶信息箱內光纖面板。本工程小區(qū)共計710戶,需要光纖保護面板710個。入戶皮線光纜進入信息箱后,與單頭尾纖熔接,采用光纖面板固定入戶皮線光纜、單頭尾纖,并對光纖熔接點進行保護,熔接完成后單頭尾纖直接與用戶ONU連接。

(二)EPON系統(tǒng)業(yè)務配置。本住宅小區(qū)作為溫州電力光網絡的一個節(jié)點,其lP網絡和PSTN網絡接入到電業(yè)局的通信和信息中心機房,兩地相距約5.5km。根據工程要求,此小區(qū)的電話交換設備需要與信息機房的PSTN交換系統(tǒng)進行聯(lián)網(之間有光纜和光傳輸設備),此小區(qū)的電話交換設備需要通過V5.2接口向城區(qū)的其他站點放號,小區(qū)電話用戶要實現與公網等位撥號功能,用戶線容量約1500線。

本項目電話接入采用程控交換V5.2接入EPON多業(yè)務接入平臺的方案,通過SIP轉V5,2中繼網關,為小區(qū)用戶提供電話業(yè)務。

按照工程要求,本系統(tǒng)采用雙纖三波的方案,ONU提供數據和CATV兩個光纖接口。CATV光信號由小區(qū)本地提供,為了實現EDFA放大,CATV光信號波長需要由1310nm轉換為1550nm。以上反映出工程實際的連接,請?zhí)貏e注意尾纖的接口,分SC/PC、SC/APC、LC/PC、FC/PC。

安防系統(tǒng)集成:EPON網絡的建成,為此住宅小區(qū)提供了全lP化的局域網絡環(huán)境,為視頻監(jiān)控和安防系統(tǒng)提供了業(yè)務承載的通道。

本工程采用的安防系統(tǒng),是在成熟的工業(yè)控制總線RS485技術的基礎上,通過RS485-IP協(xié)議轉換,接入EPON網絡系統(tǒng)。系統(tǒng)集成多種子系統(tǒng),包括家庭防盜報警、周界防范、巡更、門禁、聯(lián)動控制等,該系統(tǒng)布線施工方便,應用一條RS485總線,各子系統(tǒng)模塊根據需要增減,結合應用軟件,提供集成接口,使得整個系統(tǒng)的維護更加簡單而人性化。

四、結束語

EPON是在標準的以太網協(xié)議的基礎上擴展MAC協(xié)議發(fā)展而來,具有標準成熟、協(xié)議簡單、隨處可見、價格低廉等優(yōu)勢,可以提供高帶寬和長距離的綜合業(yè)務接入,為最后一公里問題提供了很好的解決方案。本文對EPON的網絡建設及應用問題進行了闡述,使讀者對EPON有一個基本的了解,目前EPON只能提供1Gbit/s的接入帶寬,在分配比為64時,每個用戶平均只能分配到15.6Mbit/s的帶寬,還不能完全滿足高端用戶的需求。目前10Gbit/s的EPON技術以及基于WDM的PON技術也正在研究之中,相信在市場需求的推動下,技術會以更快的速度向前發(fā)展。

參考文獻:

[1]閻德升、邊恩炯、王旭,EPON新一代寬帶光接入技術與應用[M].機械工業(yè)出版社,2008.

[2]胡保民、劉武,10GEPON的研究[J].光電工程,2006.

[3]邱紹峰、范戈,WDM無源光網絡技術研究[J].光通信技術,2003.