EPON接入技術(shù)原理與組網(wǎng)應用

　　EPON網(wǎng)絡(luò )是采用FTTB方式組建網(wǎng)絡(luò )，其組網(wǎng)基本單元為OLT和ONU。OLT為局端設備提供豐富的PON口，用于連接ONU設備；ONU是用戶(hù)端設備提供相應的數據和語(yǔ)音接口，實(shí)現用戶(hù)業(yè)務(wù)的接入。對于不同業(yè)務(wù)的接入實(shí)現主要是采用對不同用戶(hù)不同業(yè)務(wù)打不同的VLAN標簽來(lái)透明傳輸到相應的業(yè)務(wù)接入服務(wù)器，并將相應的VLAN標簽剝離后送入IP承載網(wǎng)傳輸。

　　1．EPON網(wǎng)絡(luò )介紹

　　EPON（以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )）是一種新興的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，它是采用點(diǎn)到多點(diǎn)結構、無(wú)源光纖傳輸方式、基于高速以太網(wǎng)平臺和TDM時(shí)分MAC（MediaAccessControl）媒體訪(fǎng)問(wèn)控制方式、提供多種綜合業(yè)務(wù)的寬帶接入技術(shù)。所謂“無(wú)源”，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電源，全部由光分路器（Splitter）等無(wú)源器件組成。它在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓撲結構實(shí)現了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：低成本、高帶寬、擴展性強、靈活快速的服務(wù)重組、與現有以太網(wǎng)的兼容性、方便管理等等。

　　EPON可以實(shí)現語(yǔ)音、數據、視頻、移動(dòng)業(yè)務(wù)的融合。EPON系統主要由OLT（光線(xiàn)路終端）、ONU（光網(wǎng)絡(luò )單元）、ONT（光網(wǎng)絡(luò )終端）和ODN（光分配網(wǎng)）組成，它處于網(wǎng)絡(luò )的接入網(wǎng)層面，主要適用于寬帶業(yè)務(wù)的光纖接入。

　　有源網(wǎng)絡(luò )設備包括中心局機架設備（OLT）和光網(wǎng)絡(luò )單元（ONU）。光網(wǎng)絡(luò )單元（ONU）給用戶(hù)提供數據、視頻和電話(huà)網(wǎng)絡(luò )與PON之間的接口。ONU最初的作用是接收光路信號，然后轉換成用戶(hù)所需的格式（以太網(wǎng)、IP廣播、電話(huà)、T1/E1等）。OLT設備則通過(guò)光纖連接到IP核心網(wǎng)絡(luò )。光接入網(wǎng)的引入，其覆蓋范圍達到20km，保證了OLT從光接入網(wǎng)建網(wǎng)初期就可以提升到傳統的城域匯聚節點(diǎn)處，從而簡(jiǎn)化了接入網(wǎng)匯聚層的網(wǎng)絡(luò )結構，也節省了端局的數量。另外，光接入網(wǎng)大容量、高接入帶寬、高可靠性、多業(yè)務(wù)QoS等級支持能力的特點(diǎn)，也使接入網(wǎng)向統一、融合、高效承載平臺的方向演進(jìn)成為現實(shí)。

　　2．EPON網(wǎng)絡(luò )基本原理

　　EPON系統采用WDM技術(shù)，實(shí)現單纖雙向傳輸，用上行1310nm和下行1490nm波長(cháng)傳送數據和語(yǔ)音，CATV業(yè)務(wù)則使用1550nm波長(cháng)承載。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的連接，并有實(shí)時(shí)監控、管理及維護功能。ONU放置在用戶(hù)側，OLT與ONU間通過(guò)無(wú)源的光分配網(wǎng)絡(luò )按照1：16/1：32方式連接。

　　為了分離同一光纖上多個(gè)用戶(hù)往返的信號，可采用以下2種復用技術(shù)。

　　1）下行數據流采用廣播技術(shù)。在EPON中，從OLT到多個(gè)ONU下行傳輸數據的過(guò)程采用數據廣播方式發(fā)送。數據以變長(cháng)信息包的形式，從OLT下行廣播到多個(gè)ONU。每個(gè)信息包帶有1個(gè)EPON包頭，唯一標識該信息包是發(fā)給ONU-1、ONU-2還是ONU-3。也可標識為廣播信息包發(fā)給所有ONU或發(fā)給特定的ONU組（多點(diǎn)傳送信息包）。當數據到達ONU時(shí)，ONU通過(guò)地址匹配，接收并識別發(fā)給它的信息包，丟棄發(fā)給其他ONU的信息包。在ONU注冊成動(dòng)后分配1個(gè)唯一的LLID；OLT接收數據時(shí)比較LLID注冊列表，ONU接收數據時(shí)，僅接收符合自己的LLID的幀或者廣播幀。

　　2）上行數據流采用TDMA技術(shù)。OLT接收數據前比較LLID注冊列表；每個(gè)ONU在由局端設備OLT統一分配的時(shí)隙中發(fā)送數據幀；分配的時(shí)隙（通過(guò)測距技術(shù)）補償了各個(gè)ONU距離的差距，避免了各個(gè)ONU之間的碰撞。

　　3．EPON網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)開(kāi)發(fā)及應用

　　在當前FTTB網(wǎng)絡(luò )大規模部署，運營(yíng)商重組網(wǎng)絡(luò )融合推進(jìn)的大背景下，采用EPON接入技術(shù)的組網(wǎng)也開(kāi)始規?；逃?。對于新建小區網(wǎng)絡(luò )的部署規劃通過(guò)EPON網(wǎng)絡(luò )建設實(shí)現小區數據和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的全面接入，能夠了解現有運營(yíng)網(wǎng)絡(luò )的結構和演進(jìn)方向，掌握現有網(wǎng)絡(luò )設備的硬件和軟件調試，熟悉網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和業(yè)務(wù)實(shí)現方式等。根據網(wǎng)絡(luò )光線(xiàn)路終端布放位置，組網(wǎng)一般有以下3種方式：

　?、貽LT放置于中心機房（如交換機房、數據機房等），其特點(diǎn)為覆蓋范圍大，便于操作和管理，適于早期用戶(hù)比較少或集中管理的場(chǎng)景。

　?、谶h端中心機房，其覆蓋范圍適中，便于操作和管理，可同時(shí)兼顧容量和資源。

　?、蹜?hù)外機房或小區機房，其特點(diǎn)為節省光纖，但管理和維護困難，覆蓋范圍比較小，需要解決供電問(wèn)題，一般不建議采用這種方式。

　　OLT位置的選擇，主要取決于實(shí)際的應用場(chǎng)景，一般建議將OLT放置于中心機房，以便于維護與管理，節省成本，同時(shí)便于資源共享。在網(wǎng)絡(luò )組建過(guò)程中，光纖傳輸線(xiàn)路的選擇需要考慮光纖衰耗的影響，在設計網(wǎng)絡(luò )結構時(shí)要保證光功率在正常收發(fā)范圍之內。

　　EPON網(wǎng)絡(luò )在確定了OLT和ONU的網(wǎng)絡(luò )結構布放后，應主要考慮網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)路的設計，在光纖網(wǎng)絡(luò )的設計中應重點(diǎn)考慮光纖的衰耗設計要求。對于EPON工程，可根據下列光接入網(wǎng)常用的工程數據估算本工程O(píng)DN的傳輸損耗。

　　工程建議ODN衰耗為10～26db（一般為22db）；單模光纖衰耗≤0.34dB/km；光纖跳纖、尾纖插入損耗為0.1～0.3db；法蘭盤(pán)插入損耗≤0.4db；1：2分光器插入衰耗為3db；1：4分光器插入衰耗為6db；1：8分光器插入衰耗為9db；1：16分光器插入衰耗為12db；1：32分光器插入衰耗為15？5db。

　　OLT光功率。接收為-1～-24db（1310nm）；發(fā)送為+2～-3db（1490nm）。

　　ONU光功率。接收為-3～-24（1490nm）；發(fā)送為-1～+4（1310nm）。

　　對于OLT和ONU設備正常的收發(fā)光功率，在實(shí)際工程設計中要確保網(wǎng)絡(luò )光功率衰耗值在相應設備的收發(fā)光功率范圍之內。

　　根據ONU（光網(wǎng)絡(luò )單元）布放原則，EPON網(wǎng)絡(luò )的組建模式可分為光纖到戶(hù)（FTTH）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到節點(diǎn)（FTTN）3種。

　　1）FTTH方式。

　　即光纖到戶(hù)方式，適用于用戶(hù)居住比較分散且對帶寬要求較高的區域（如別墅區），而且開(kāi)發(fā)商有積極性參與網(wǎng)絡(luò )建設。此時(shí)組網(wǎng)方式一般采用從局端的OLT引出光纜到別墅區，在別墅區內一個(gè)相對中心的位置放置分光器，然后通過(guò)小芯數管道光纜或新型的小芯數直埋光纜連至用戶(hù)家中的ONU，同時(shí)可以根據用戶(hù)需求在用戶(hù)家中連接交換機或集線(xiàn)器（HUB）供多個(gè)設備連接。

　　2）FTTB方式。

　　該方式適用于在單棟商務(wù)樓，用戶(hù)相對數量不多、帶寬要求不高的場(chǎng)景。一般的組網(wǎng)方式為從局端OLT引出光纜到商務(wù)樓附近的光纜交接箱，在光纜交接箱中放置分光器，再從交接箱引光纜至大樓。ONU放置在大樓交接間，通過(guò)交換機為樓內用戶(hù)提供寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)。在這種情況下，建設時(shí)需要根據用戶(hù)的帶寬需求及數量選擇合理的分路比。

　　3）FTTN方式。

　　它是帶寬與投資的折衷，FTTN在滿(mǎn)足用戶(hù)帶寬需要的前提下，采用最新的數字用戶(hù)線(xiàn)（DSL）技術(shù)，盡量使用長(cháng)的雙絞線(xiàn)，以提高ADSL接入復用器（DSLAM）節點(diǎn)的用戶(hù)容量，從而減少節點(diǎn)數量，減少投資和維護成本。

　　4．EPON網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)及業(yè)務(wù)實(shí)現

　　1）互聯(lián)網(wǎng)接入。提供普通Internet接入，對用戶(hù)上網(wǎng)應用有足夠的帶寬保證。

　　2）VoIP。面向未來(lái)的NGN，提供網(wǎng)絡(luò )電話(huà)業(yè)務(wù)。

　　3）IPTV。實(shí)現單播或組播方式的視頻業(yè)務(wù)及機頂盒方式的IPTV業(yè)務(wù)。

　　面對小區用戶(hù)寬帶業(yè)務(wù)需求情況的差異，工程初期首先為用戶(hù)提供寬帶上網(wǎng)和VOIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)，同時(shí)為后期將要開(kāi)展的VOIP業(yè)務(wù)和相應的數據增值業(yè)務(wù)做好準備。對于建成的網(wǎng)絡(luò )將可以為用戶(hù)提供足夠的帶寬，實(shí)現高質(zhì)量的數據接入業(yè)務(wù)、VOIP業(yè)務(wù)、IPTV流媒體業(yè)務(wù)。同時(shí)網(wǎng)絡(luò )要具備良好的擴展和升級能力，在未來(lái)可以有效支持三網(wǎng)合一的業(yè)務(wù)需求。