接入網末梢維護人員應知應會手冊(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 雙工會話需要雙方在同一時間進行發送和接受，為了實現這個目標，雙方必須禁止掉其沖突檢測算法。但是，如果會話中不止兩方，禁止掉沖突檢測將降低通信效率。基于這個原因，以太網上的全雙 工通信嚴格限制在兩方 /點對點的通信。 小區 LAN組網模式 圖 小區 LAN組網模式 圖如下 Inter 本地光纖城域網 智能小區 單模光纖 1000M 單模光纖 100M 單模光纖 100M 10M 10M 10M 10M 二層交換機 HUB HUB 樓道 交換機 Gbit光纜 ISP VPN 園區二 /三層交換機 15 / 62 LAN是一種利用光纖 加五類線方式實現寬帶接入方案，實現千兆光纖到小區（大樓）中心交換機，中心交換機和樓道交換機以百兆光纖或五類線相連，樓道內采用綜合布線，用戶上網速率可達 10/100Mbps。 主要技術特點： （ 1）具有很高的傳輸速率。用戶上網速率可達 10/100Mbps。 （ 2）網絡可靠穩定。樓道交換機、小區中心交換機和局端交換機之間通過光纖相連，網絡穩定性高，可靠性強。 （ 3）用戶投資少，價格便宜。用戶只需要一臺帶有網絡接口卡（ NIC）的 PC機即可上網。 （ 4）小區 /大廈 /寫字樓內采用綜合布線，用戶端采用五類線方式接入，即插即用。 （ 5）通過 FTTx+LAN 方式可以實現高速上網、遠程辦公、 VOD點播、 VPN等多種業務。 第五節 PON 技術 PON 的定義 PON（無源光網絡）是指采用無源光分 /合路器或光耦合器分配 /匯聚各 ONU(光網絡單元 )信號的光接入網。 PON系統（無源光網絡系統）：由光線路終端 OLT、光分配網 ODN、光網路單元 ONU 組成的信號傳輸系統，簡稱 PON 系統。 目前主流 PON 綜合接入系統根據采用的技術分為 EPON（以太網無源光網絡）和 GPON（吉比特無源光網絡）。兩種技術的對比見下表： EPON GPON 技術標準 ITU 系列 數據封裝 基于以太網幀 基于 GEM 幀 使用波長 上行 1260－ 1360nm 上行 1260－ 1360nm 下行 1480－ 1500nm 下行 1480－ 1500nm 線路速率 上行 。下行 上行 。下行 分路比 /傳輸距離 1： 32 分路比下 20KM 1： 64 分路比下 20KM 1： 64 分路比下 10KM 1： 128 分路比下 10KM 管理維護能力 SNMP、擴展 OAM SNMP、 OMCI 注：傳輸距離根據光模塊的不同類型和實際線路質量還會有所不同 PON各部分功能： 16 / 62 OLT的作用是為光接入網提供網絡側與業務節點（對于窄帶業務，業務節點設備就是本地交換機）之間的接口， ，分配和控制信道的連接，并有實時監控、管理及維護功能。 OLT經一個或多個 ODN與用戶側的 ONU通信 。 OLT可以位于交換局內，也可以位于遠端 ODN為 OLT與 ONU之間提供光傳輸手段，其主要功能是完成光信號的功率分配任務。 ODN是由光纜、無源光器件，如光連接器和光分／合路器（即光耦合器）等組成的無源光饋線、配線網，一般呈樹形分支結構。 ONU的作用是為光接入網提供直接或遠端的用戶側接口，處于 ODN的用戶側。其主要功能是終結來自 ODN的光信號、處理光信號并為用戶提供業務接口。 AF為 ONU和用戶設備提供適配功能，它可以包含在 ONU內，也可以完全獨立。 EPON 技術概 述 以太網無源光網絡（ Ether Passive Optical Network， EPON）是一種新型的光纖接入網技術，相當于以太網中的二層交換機，它采用點到多點結構、無源光纖傳輸，基于高速以太網平臺和 TDM（ Time Division Multipexing）時分 MAC（ Media Access Control）媒體訪問控制方式提供多種綜合業務的寬帶接入技術。 EPON 采用了 標準，標準中定義了 EPON的物理層、 MPCP(多點控制協議 )、 OAM(運行管理維護 )等相關內容。物理層采用了 PON技術，在鏈路層使用以太網協議，利用 PON的拓撲結構實現了以太網的接入。因此，它綜合了 PON技術和以太網技術的優點：低成本；高帶寬；擴展性強，靈活快速的服務重組；與現有以太網的兼容性；方便的管理等。 1． EPON 的數據傳輸方式 下行采用廣播方式傳送，并通過 LLID（數據鏈路標識）來區分各 ONU 的數據，上行通過 TDMA方式，由 OLT 統籌管理 ONU發送上行信號的時刻，發出時隙分配幀。 ONT根據時隙 17 / 62 分配幀，在 OLT分配給它的時隙中發送自己的上行信號。 EPON系統采用 WDM技術，實現單纖雙向對稱傳輸，帶寬為 。下行使用 14801500nm波長，上行使用 12601360nm波長，對于 CATV 業務，采用 15401560nm波長實現下行廣播傳輸。 2． EPON的關鍵技術 EPON 的采用下行廣播發送、上行時分復用的數據傳輸方式，為了有序接收各不同 ONU的上行數據，以及平衡和 ONU數據的上行帶寬， EPON系統采用突發控制、測距、 DBA等關鍵技術。 突發發送 EPON 的點對多點（ P2MP）的特殊結構和時分多址（ TDMA）的接入方式了決定了 OUN 發送機工作在突發發送的模式下。 ONU在什么時候發送數據， 是由 OLT來指示的，當 OUN發送數據時，打開激光器，發送數據；當 ONU不發送數據時，為了避免對其他 ONU的上行數據造成干擾，必須完全關閉激光器。 突發接收 在 EPON 系統的下行方向。 ONU只能接收 OLT的數據，因此 ONU上接收來自 OLT 的功率是相同的， ONU接收機采用普通的接收機即可。 在 EPON系統中，上行數據由各個 ONU以突發形式到達 OLT。 OLT要接收來自不同距離的ONU的數據包，并恢復它們的幅度，但因 ONU到 OLT的距離各不相同，所以它們的數據包到達 OLT時的功率變化很大，在極限情況下，從最近 ONU發來的代表 0信號的光強度甚至比從最遠 ONU傳來的代表 1信號的光強度還要大，為了正確恢復出原有數據，必須根據每個 ONU的信號強度實時調整接收機的判決門限。 測距技術 EPON 系統點對多點的特殊結構導致了各 ONU 的數據幀延時不同，為防治數據在時域碰撞，并支持 ONU的即插即用，必須引入測距技術。 各個 ONU和 OLT的物理距離不同、環境溫度的變化和光電器件的老化等因素都會產生傳輸時延。在 ONU的注冊階段，為補償由于物理距離差異造成的的試驗，進行靜態測距；而在通信過程中，為校正溫度變化、期間老化等因素引起的時延漂移， 會進行動態測距。 DBA 上行方向，信道中的傳輸是采用 TDMA 來共享光纖的，各個 ONU收集來自用戶的信息并高速向 OLT發送數據，不同的 ONU發送的數據占用不同的時隙。根據不同用戶的業務類型與 18 / 62 業務特點合理分配信道帶寬，使網絡提供者以一套最有效的手段利用網絡資源，是決定 EPON系統性能的關鍵技術之一。 DBA算法就是實時地改變 EPON的各 ONU上行帶寬的機制。 EPON中如果用帶寬靜態分配，對數據通信這樣的變速率業務很不適合，如按峰值速率靜態分配帶寬則整個系統帶寬很快就被耗盡，帶寬利用率很低，而動態帶寬分配使系 統帶寬利用率大幅度提高。 通過 DBA，我們可以根據 ONU突發業務的要求，通過在 ONU之間動態調節帶寬來提高 PON上行帶寬效率。 GPON 技術概述 GPON(GigabitCapable PON)技術是基于 標準的最新一代寬帶無源光綜合接入標準，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優點，被大多數運營商視為實現接入網業務寬帶化，綜合化改造的理想技術。 GPON最早由 FSAN組織于 2020年 9月提出， ITUT在此基礎上于 2020年 3月完成了 ITUT 和 的制定， 2020年 2 月和 6 月完成了 的標準化。從而最終形成了 GPON的標準族。 對于其他的 PON 標準而言， GPON 標準提供了前所未有的高帶寬，下行速率高達 ，其非對稱特性更能適應寬帶數據業務市場。提供 QoS 的全業務保障，同時承載 ATM 信元和 (或 )GEM幀，有很好的提供服務等級、支持 QoS保證和全業務接入的能力。承載 GEM幀時，可以將 TDM業務映射到 GEM幀中，使用標準的 8kHz(125μ s)幀能夠直接支持 TDM 業務。作為電信級的 技術標準， GPON 還規定了在接入網層面上的保護機制和完整的 OAM功能。 在 GPON標準中，明確規定需要支持的業務類型包括數據業務 (Ether 業務，包括 IP業務和 MPEG視頻流 )、 PSTN業務 (POTS， ISDN業務 ) 、專用線 (T1， E1， DS3， E3和 ATM業務 )和視頻業務 ( 數字視頻 )。 GPON中的多業務映射到 ATM 信元或 GEM幀中進行傳送，對各種業務類型都能提供相應的 QoS保證。 FTTX 技術綜述 FTTx 是對寬帶光接入網的各種形態的一種統稱。 寬帶光接入網中光纖可以 是唯一的傳輸媒質或者為主干傳輸媒質。根據光纖所到達的物理位置不同， FTTx 存在多種應用類型，具體分類如下所示： 19 / 62 注：圖中黑顏色 代表銅雙絞線，紅顏色代表光纖 ? 光纖到交接箱（ Fiber To The Cabi， FTTCab） 光纖到交接箱（ FTTCab），也可以稱為 FTTN（ Fiber To The Node）、 FTTZ(Fiber To The Zone)等，其特征是，以光纖替換傳統饋線電纜， AG 或 ONU 部署在交接箱即 FP 處，光終接設備或 ONU 下采用其他有線介質或無線方式接入到用戶， AG 或 ONU 離用戶的距離在。 ? 光纖到樓宇 /分線盒（ Fiber To The Building/Curb， FTTB/C） 光纖到樓宇 /分線盒（ FTTB/C）特征是，以光纖替換用戶引入點之前的銅線電纜，在傳統的分線盒（用戶引入點）即 DP（ DP distribution point 分配點）， AG或 ONU下采用其他有線介質或無線方式接入用戶， AG或 ONU離用戶的距離在 。 根據光纜到 最終用戶的距離不同，光纖到樓宇（ FTTB）可以分為光纖到樓頭 /樓邊、光纖到樓層 /單元兩種類型。 光纖到樓頭 /樓邊是指光纖到達樓側、樓旁路邊，距離最終用戶距離在 。 光纖到樓層 /單元則是指光纖延伸到了距離用戶更近的樓層或單元內，距離最終用戶距離在 。 DSL/ PO TS ONU 光纖 光纖 NGN OLT 分光器 BRAS IP網 互聯網內容服務器 小區機房或室外交接箱 普通住宅 銅線 客戶大樓內 客戶小區內 AG 20 / 62 ? 光纖到家庭用戶（ Fiber To The Home， FTTH） 光纖到家庭用戶（ FTTH）特征是，僅利用光纖傳輸媒質連接通信局端和家庭住宅的接入方式，引入光纖由單個家庭住宅獨享。 ? 光纖到公司 /辦公室（ Fiber To The Office， FTTO） 光纖到公司 /辦公室（ FTTO）特征是，僅利用光纖傳輸媒質連接通信局端和公司或辦公室用戶的接入方式，引入光纖由單個公司或辦公室用戶獨享， ONU/ONT 之后的設備或網絡由用戶管理，參考 FTTH拓撲圖。 ? 光纖到村（ Fiber To The Village， FTTV） 目前國內還出現了 FTTV（ Fiber To The Village，光纖到村）的術語。 FTTV是指在進行農村信息化建設過 程中，光纖到達行政村，有條件的區域到達自然村。其特征是，以光纖替換傳統主干銅纜， AG或 ONU下采用現有銅雙絞線或無線方式，每個 AG或 ONU下支持一個行政村的用戶數。 FTTV可以等效劃歸入 FTTCab類型。我國各地農村發展不均衡，業務需求不一， FTTV應用中主要差異在于寬帶窄帶業務比例的配置不同。 LAN / DSL ONU 光纖 光纖 NGN OLT 分光器 BRAS IP網 互 聯 網 內容服務器 大樓弱電間或設備間 普通住宅 五類線 / 銅線 客戶大樓內 ONU 21 / 62 第六節 接入網 MODEM、光纖收發器技術介紹 MODEM 調制解調器（ MODEM）是 實現數字信號與模擬信號互換的設備 。 主要作用就是在計算機和網絡之間進行數字 /模擬信號的轉換。調制即電腦輸出數據轉換成模 擬信號的過程，解調即模擬信號轉換成電腦可識別的數字信號的過程。 光纖收發器 光纖收發器（也稱光電轉換器）是以太網傳輸媒體轉換器將光信號和電信號互相轉換的設備。其作用是高效率地實現 10M或 100M或 1000M 以太網電口和光口之間的轉換。一般是成對使用，也可以結合光口以太網