東方威尼斯小區(qū)光纖接入網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 種業(yè)務(wù)的需求。人們對(duì)通信業(yè)務(wù)的需求越來越高，除了打電話、看電視以外，還希望有高速計(jì)算機(jī)通信、家庭購物、家庭銀行、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻點(diǎn)播（VOD）以及高清晰度電視（HDTV）等。這些業(yè)務(wù)用銅線或雙絞線是比較難實(shí)現(xiàn)的。（2）光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。光纖損耗低、頻帶寬，解除了銅線徑小的限制。此外，光纖不受電磁干擾，保證了信號(hào)傳輸質(zhì)量，用光纜代替銅纜，可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。（3）光纖接入網(wǎng)的性能不斷提高，價(jià)格不斷下降，而銅纜的價(jià)格在不斷上漲。（4）光纖接入網(wǎng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，有完善的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，能適應(yīng)將來寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的需要，打破“瓶頸”，使信息高速公路暢通無阻。當(dāng)然，與其它接入網(wǎng)技術(shù)相比，光纖接入網(wǎng)也存在一定的劣勢(shì)。最大的問題是成本還比較高。尤其是光節(jié)點(diǎn)離用戶越近，每個(gè)用戶分?jǐn)偟慕尤朐O(shè)備成本就越高。另外，與無線接入網(wǎng)相比，光纖接入網(wǎng)還需要管道資源。這也是很多新興運(yùn)營商看好光纖接入技術(shù)，但又不得不選擇無線接入技術(shù)的原因。現(xiàn)在，影響光纖接入網(wǎng)發(fā)展的主要原因不是技術(shù)，而是成本，到目前為止，光纖接入網(wǎng)的成本仍然太高。但是采用光纖接入網(wǎng)是光纖通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，盡管目前各國發(fā)展光纖接入網(wǎng)的步驟各不相同，但光纖到戶是公認(rèn)的接入網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。第五節(jié) EPON接入技術(shù)以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（Ethernet PON或Ethernet Over PON）簡稱EPON。EPON指采用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的接入。EPON與APON比較，上下行傳輸速率比APON的高，EPON提供較大的帶寬和較低的用戶設(shè)備成本，除幀結(jié)構(gòu)和APON不同外，其下行采用TDM傳輸方式，上行采用TDMA傳輸方式。EPON和APON一樣，可應(yīng)用于FTTB和FTTC，最終的目標(biāo)是在一個(gè)平臺(tái)上提供全業(yè)務(wù)（數(shù)據(jù)、視頻和語音）到家，即FTTH。EPON寬帶接入網(wǎng)，與傳統(tǒng)的用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的以太網(wǎng)技術(shù)不同，它僅采用了以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)和接口，而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作原理完全不同。2 EPON的優(yōu)勢(shì)（1）高帶寬：下行信道為百兆/千兆的廣播方式；上行信道為用戶共享的百兆/千兆信道。（2）低成本：接入用戶設(shè)備成本較低，PON結(jié)構(gòu)，減少了大量的光纖和光器件以及維護(hù)的成本，降低了預(yù)先支付的設(shè)備資金和與SDH及ATM有關(guān)的運(yùn)行成本。以太網(wǎng)本身的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。（3）易兼容：互連互通容易，以太網(wǎng)技術(shù)是目前最成熟的局域網(wǎng)技術(shù)。，基本上是與其兼容的。隨著IP技術(shù)的發(fā)展普及和技術(shù)水平的提高，實(shí)現(xiàn)IP Over EPON是光纖接入網(wǎng)的最佳方案。PSTNATM 交換STM1視頻源 OLTEMS管理系統(tǒng)ONUONUONUONUONUONU 1N圖36 EPON接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)EPON位于業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口到用戶網(wǎng)絡(luò)接口間，通過SNI與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)相連，通過UNI與用戶設(shè)備相連。EPON主要分成三部分，即OLT（Optical Line Termination），ODN（Optical Distribution Network）和ONU/ONT（Optical Network Unit/ Optical Network Termination）組成。其中OLT位于局端，ONU/ONT位于用戶端。OLT既是一個(gè)交換機(jī)或路由器，又是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)（Multiple Service Providing Platform，MSPP），它提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。OLT根據(jù)需要可以配置多塊OLC（Optical Line Card），OLC與多個(gè)ONU通過POS連接，POS是一個(gè)簡單設(shè)備，它不需要電源，可以置于全天候的環(huán)境中。通常一個(gè)POS的分線率為16或32，并可以多級(jí)連接。OLT將提供多個(gè)Gbit/s和10Gbit/s的以太接口，支持WDM傳輸。與多種業(yè)務(wù)速率相兼容。在EPON中，從OLT到ONU距離最大可達(dá)20km，若使用光纖放大器（有源中繼器），距離還可以擴(kuò)展。ONU采用了技術(shù)成熟的以太網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在中帶寬和高帶寬的ONU中，實(shí)現(xiàn)了成本低廉的以太網(wǎng)第二層第三層交換功能。此類ONU可以通過層疊來為多個(gè)最終用戶提供共享高帶寬。在通信過程中，不需要協(xié)議轉(zhuǎn)換，就可實(shí)現(xiàn)ONU對(duì)用戶數(shù)據(jù)透明傳送。ONU也支持其它傳統(tǒng)的TDM協(xié)議，而且不增加設(shè)計(jì)和操作的復(fù)雜性。EPON中的OLT和所有的ONU被網(wǎng)元管理系統(tǒng)管理，網(wǎng)元管理系統(tǒng)提供與業(yè)務(wù)提供者核心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的接口。網(wǎng)元管理范圍有故障管理、配置管理、計(jì)費(fèi)管理、性能管理和安全管理。4 EPON關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)（1） 突發(fā)同步上傳的光信號(hào)來自不同的端點(diǎn)，所以可能導(dǎo)致光信號(hào)的偏差，消除這種微小偏差的措施是采用突發(fā)同頻技術(shù)。在OLT中采用此技術(shù)。（2） 大動(dòng)態(tài)范圍光功率接收各ONU到OLT的距離各不相同，到達(dá)OLT后的光功率互不相同，要用特殊辦法來保證能夠接收足夠大的動(dòng)態(tài)范圍光功率。此種方法的實(shí)現(xiàn)也是一個(gè)難題。（3） 測(cè)距和ONU數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)刻控制上傳信號(hào)沖突通過距離修正的技術(shù)就可以消除這種沖突。EPON上行傳輸采用時(shí)分多址（TDMA）方式接入，一個(gè)OLT可以接16～64個(gè)ONU，177。1bit。測(cè)距過程是：OLT發(fā)出一個(gè)測(cè)距信息，此信息經(jīng)過OLT內(nèi)的電子電路和光電轉(zhuǎn)換延時(shí)后，光信號(hào)進(jìn)入光纖傳輸并產(chǎn)生延時(shí)到達(dá)ONU，經(jīng)過ONU內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換和電子電路延時(shí)后，又發(fā)送光信號(hào)到光纖并再次產(chǎn)生延時(shí)，最后到達(dá)OLT，OLT把收到的傳輸延時(shí)信號(hào)和它發(fā)出去的信號(hào)相位進(jìn)行比較，從而獲得傳輸延時(shí)值。OLT以距離最遠(yuǎn)的ONU的延時(shí)為基準(zhǔn)，算出每個(gè)ONU的延時(shí)補(bǔ)償值Td，并通知ONU。該ONU在收到OLT允許它發(fā)送信息的授權(quán)后，延時(shí)Td補(bǔ)償值后再發(fā)送自己的信息，這樣各個(gè)ONU采用不同的Td補(bǔ)償時(shí)延進(jìn)行調(diào)整自己的發(fā)送時(shí)刻，以便使所有ONU到達(dá)OLT的時(shí)間都相同。（4） 帶寬分配OLT控制每個(gè)ONU的上行接入帶寬，即ONU的窗口大小和上行傳輸速率。靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種帶寬分配，靜態(tài)帶寬由開的窗口尺寸決定，動(dòng)態(tài)帶寬根據(jù)ONU的需要，由OLT分配決定。（5） 實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸質(zhì)量傳輸實(shí)時(shí)語音和視頻業(yè)務(wù)要求傳輸延遲時(shí)間既恒定又很小，時(shí)延抖動(dòng)也要小。由于以太網(wǎng)技術(shù)的固有機(jī)制，不提供端到端的包延時(shí)、包丟失率以及帶寬控制能力，因此難以支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。如何確保實(shí)時(shí)語音和IP視頻業(yè)務(wù)，在一個(gè)傳輸平臺(tái)上以與ATM和SDH的QoS相同的性能分送到每個(gè)用戶，是亟待解決的問題。解決技術(shù)其一的技術(shù)是對(duì)于不同的業(yè)務(wù)采用不同的優(yōu)先權(quán)等級(jí)，對(duì)實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)優(yōu)先傳送。其二的技術(shù)是帶寬預(yù)留技術(shù)，提供一個(gè)開放的高速通道，不傳輸數(shù)據(jù)，而專門用來傳輸語音業(yè)務(wù)，以便確保POTS業(yè)務(wù)的質(zhì)量。（6） 安全性和可靠性EPON下行信號(hào)以廣播的方式發(fā)送給所有ONU，對(duì)每個(gè)ONU的下行信號(hào)單獨(dú)進(jìn)行加密，對(duì)密鑰定期更新。，保證EPON系統(tǒng)的可靠性第四章 東方威尼斯小區(qū)光纖接入網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案第一節(jié) 接入方式的選擇 接入方式的選擇———EPON 根據(jù)光接入網(wǎng)中ODN是由有源器件還是無源器件組成，光接入網(wǎng)分為有源光網(wǎng)絡(luò)和無源光網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于有源光網(wǎng)絡(luò)又分為SDH和PDH。現(xiàn)在通常是基于SDH的有源光網(wǎng)絡(luò)，因此，有源光網(wǎng)絡(luò)也繼承了主干網(wǎng)技術(shù)的一些固有的優(yōu)點(diǎn)，比如：有源光網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量大，Mbit/sMbit/s；傳輸距離遠(yuǎn)，不加中繼器的傳輸距離是70多千米；帶寬易于擴(kuò)展；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)行的靈活性大；技術(shù)成熟，無論P(yáng)DH設(shè)備還是SDH設(shè)備，都已經(jīng)在主干網(wǎng)上廣泛應(yīng)用。但在接入網(wǎng)中與其他接入技術(shù)相比，成本還是比較高。 然而，無源光網(wǎng)絡(luò)是專門為接入網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)，其ODN全部由無源器件組成，信號(hào)在傳輸過程中無需再生放大，直接由無源光分路器傳至用戶，實(shí)現(xiàn)透明傳輸，信號(hào)處理全由局端和用戶端設(shè)備完成。與有源光網(wǎng)絡(luò)相比，無源光網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和傳輸距離要小，但由于戶外無有源設(shè)備，提高了抗干擾能力，可靠性更高，大大簡化了接入途中的安裝條件，價(jià)格更低、安裝維護(hù)更方便，是光接入網(wǎng)最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。無源光網(wǎng)絡(luò)包括：基于ATM的APON、基于Ethernet的EPON、基于ATM并盡量兼顧IP的需求而發(fā)展的GPON。相對(duì)于采用有源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，無源光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)用于接入網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)備成本和維護(hù)運(yùn)行成本方面，都相對(duì)較低，因而，在高性能接入技術(shù)中被普遍看好，我國近期發(fā)展趨勢(shì)也十分關(guān)注，所以決定選擇無源光網(wǎng)絡(luò)中的EPON。 PON是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的個(gè)傳輸系統(tǒng)，下行采用廣播形式，上行采用時(shí)分多址方式，在光分支點(diǎn)不需要節(jié)點(diǎn)設(shè)備，只需要安裝一個(gè)簡單的光分路器即可。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取決于ODN的結(jié)構(gòu)。通常ODN具有四種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：單星型、多星型（也即樹型）、總線型和環(huán)型。第二節(jié) 接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖41東方威尼斯小區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖本設(shè)計(jì)局所東方威尼斯小區(qū)采用EPON FTTH接