實用網絡技術論文(2)
實用網絡技術論文
實用網絡技術論文篇二
淺談校園EPON接入網絡技術
摘 要：本課題首先從接入網的基本概念出發(fā)，對目前流行的幾種寬帶接入技術進行介紹，引出以太網無源光網絡(EPON)接入技術，并對EPON技術的產生背景、網絡結構、工作原理和技術特點作進一步介紹。
關鍵詞：接入網;EPON;IPTV業(yè)務;光網絡
1 EPON技術的研究現狀及發(fā)展趨勢
目前由于國際標準的確立以及EPON芯片技術的發(fā)展，EPON產品已經相當成熟，國內外均有符合標準的成熟商用產品問世，部分網絡公司在進行有線電視網絡改造時已經把它作為改造的方案之一考慮，如杭州、北京、武漢等城市已經開始大量使用EPON系統。
另外，我國FTTX(Fiber-To-The-X)用戶獲得了快速發(fā)展。而EPON和GPON(Gigabit Passive Optical Network，吉比特無源光網絡)是實現FTTX的兩種主要技術。與GPON相比，EPON具有產業(yè)鏈更完整、成本更低的優(yōu)點，近年來國內運營開始采用EPON技術進行FTTX的測試和試點工作，在EPON實際應用過程中遇到了一些問題并采取了相應解決辦法。未來XPON將向10Gbit/s更高速發(fā)展，容量和分光比進一步提高，單位成本進一步降低，XPON將引發(fā)一場全球性技術革命。
2接入網技術
隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步，為了滿足用戶的需求，通信運營商需要提供語音、數據、圖像等綜合通信業(yè)務，使得用戶實現端到端數字化多媒體通信，以滿足快節(jié)奏、高效率經濟發(fā)展需要，同時又開發(fā)了可視電話機、數字傳真機、電子數據交換、電子信箱、會議電視、可視圖文、數字點播電視以及遠程醫(yī)療、遠程教學、電視購物等新技術、新業(yè)務、新設備。但是，以雙絞線構成的電纜為物理載體的接入技術不能滿足用戶對數據、圖像、視頻等寬帶業(yè)務的需求，以致成為時下通信網發(fā)展的瓶頸。
2.1整個通信網分為3部分：傳輸網、交換網、接入網，接入網(AN, Access Network)是由業(yè)務節(jié)點接口(SNI, Service Node Interface)和相關用戶網絡接口(UNI)之間的一系列傳送實體所組成，它是一個為傳送電信業(yè)務提供所需傳送承載能力的實施系統，可以經Q3接口進行配置和管理。接入網由傳輸媒介、線路終端(LT, Line Terminal)、分配單元(DU, Distribution Unit)、網絡單元(NU, Network Unit)以及網絡終端(NT, Network Terminal)構成。
接入網所覆蓋的范圍可由三個接口來定界，既網絡側經由SNI與業(yè)務節(jié)點(SN)相連，管理方面經Q3接口與電信管理網(TMN, Telecom Management Network)相連。業(yè)務節(jié)點是提供業(yè)務的實體，可提供規(guī)定業(yè)務的業(yè)務節(jié)點有本地交換機、租用線業(yè)務節(jié)點或特定配置的點播電視和廣播電視業(yè)務節(jié)點等。
業(yè)務節(jié)點接口(SNI)是接入網和業(yè)務節(jié)點之間的接口。按照特定SN類型所需要的能力以及根據所選接入類型、接入承載能力和業(yè)務要求，可以規(guī)定合適的SNI。
用戶網絡接口(UNI)是用戶和網絡之間的接口。在單個UNI的情況下，ITU-T所規(guī)定的UNI應該用于AN中，以便支持目前所提供的接入類型和業(yè)務。
接入網的分類方法很多：按拓撲結構分，可以分為樹形、總線型等;按業(yè)務帶寬可分為窄帶和寬帶;按傳輸媒介可分為有線和無線;一般地，接入網分有線接入網和無線接入網兩大類。有線接入網又分為銅線接入網、光纖接入網和混合接入網;無線接入網分為固定無線接入網和移動無線接入網兩種，包括蜂窩通信、地面微波通信和衛(wèi)星通信等不同形式。
2.2基于以太網的無源光網絡(EPON)
無源光網絡自20世紀80年代以來已經經過多個發(fā)展階段，起初人們認為將ATM技術與PON技術相結合的APON/BPON技術是實現綜合接入的理想模式，但由于數據業(yè)務不斷增長，ATM技術暴露出效率不高、協議復雜等弱點，因而未能大規(guī)模應用。在這種背景下，兩個引人注目的PON新標準出臺，其中一個是有ITU/FSAN負責制定用來代替APON/BPON標準的GPON標準，另一個是有IEEE802.3ah工作組負責制定的EPON標準。
EPON利用波分復用技術(WDM，Wavelength Division Multiplexing)在同一根光纖內采用兩個不同的波長(上行：1310nm，下行1490nm)為上下行信道提供了全雙工的通信方式。OLT是為光接入網提供網絡側與本地交換機之間的接口并經一個或多個ODN與用戶側ONU通信，OLT與ONU的關系為主從通信關系。OLT可以分離交換和非交換業(yè)務，管理來自ONU的信令和監(jiān)控信息，為ONU提供維護和供給功能。ODN則是一個連接OTL和ONU的無源設備，它的功能是分發(fā)下行數據和集中上行數據。一般是由無源光元件，如光纖光纜、光連接器和光分路器等組成純無源的配線網絡，呈樹形分支結構。因為是無源光分路器和光纖構成，所以具有光波長、透明性、互換性和光纖兼容性等光特性。
ONU為光接入網提供直接或遠端的用戶側接口，位于ODN的用戶側。而ONU的主要功能則是終結來自ODN的光纖處理信號并為多個小企業(yè)用戶和居民住宅用戶提供業(yè)務接口。由于ONU的網絡側是光接口而用戶側是電接口，所以ONU還需要有光/電和電/光轉換等功能，并完成對語聲信號的數/模和模/數轉換、復用、信令處理和維護管理。
技術特點有三點：
1)低成本
(1)局端(OLT)與用戶(ONU)之間僅有光纖、光分路器等無源光器件，無需租用機房、配備電源、配備有源設備維護人員，節(jié)省了建設和運營維護成本。(2)EPON采用以太網的傳輸格式，也是用戶局域網/駐地網的主流技術，二者有天然的融合性，消除了傳輸協議轉換帶來的成本因素。(3)采用單纖波分復用技術(下行1490nm，上行1310nm)，僅需一根主干光纖和一個OLT，傳輸距離可達20km，大大降低了OLT和主干光纖的成本壓力。
2)高帶寬
從目前的技術上看，EPON的下行行道為每秒幾百/幾千兆比特的廣播方式;上行行道為用戶共享的每秒幾百/幾千兆比特行道。這比目前其他接入方式都要高很多，充分滿足了接入網客戶的帶寬需求，并可方便靈活地根據用戶需求的變化動態(tài)分配帶寬。
3)易兼容
以太網是目前最成熟的局域網技術，且EPON有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力，TDM和IP數據采用IEEE802.3以太網的格式傳輸，輔以電信級的網管系統，基本上是與其兼容可保證傳輸質量。通過擴展第三個波長(通常為1550nm)即可實現視頻業(yè)務廣播傳輸，真正方便實現“三網合一”。。
3 EPON技術在網絡規(guī)劃中的應用
根據光纖到用戶的距離來分類，可分成光纖到交換箱(FTTN)、光纖到大樓(FTTB)及光纖到戶(FTTH)等服務形態(tài)。不同的居民用戶有不同的需求特點，需要根據應用場景確定有針對性的應用方案。
3.1 FTTH組網解決方案
FTTH實現了“全光接入、全程無銅”，一個節(jié)點對應一個用戶，不同種類的ONT提供多種接口滿足不同業(yè)務接入的需求，ONT可以放在室內也可以放在室外，用戶獲得的帶寬以及業(yè)務能力最強，減少后期重復布線的麻煩(故障定位更加準確)，但建設成本也較高，適應于新建小區(qū)、別墅小區(qū)、小區(qū)網絡改造。網絡服務商采用光纖接入到戶，再通過網線接入用戶每個房間，為每家每戶提供帶寬通常是1000Mbps或100Mbps。
3.2 FTTN+DSL解決方案 3.2 FTTN+DSL解決方案
FTTN+DSL解決方案是“光纖到小區(qū)(村)、銅不出小區(qū)(村)”，運營商將光纜部署到小區(qū)(村)內，在小區(qū)(村)機房或室外柜設置少量甚至唯一節(jié)點，實現對整個小區(qū)(村)內用戶的業(yè)務覆蓋，其接入帶寬與業(yè)務能力相對稍弱，但可滿足近2～3年的用戶業(yè)務需求，是城區(qū)改造及農村“光進銅退”的主流解決方案。
3.3 FTTO/B+LAN接入解決方案
FTTB實現了“光纖到樓、銅不出樓”，采用光纜延伸到大樓，并將接入節(jié)點部署在樓道，再通過原來樓內的綜合布線系統接入用戶家，為整幢樓提供共享帶寬，并通過該節(jié)點覆蓋樓內所有用戶的業(yè)務需求，用戶接入帶寬與業(yè)務能力仍然很高，是面向新建小區(qū)的主流解決方案。
參考文獻
[1]張鯤，王福林.FTTx的技術 發(fā)展和實際 應用綜述[EB/OL].電信網技術(2010-7-15)
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FTTN+DSL解決方案是“光纖到小區(qū)(村)、銅不出小區(qū)(村)”，運營商將光纜部署到小區(qū)(村)內，在小區(qū)(村)機房或室外柜設置少量甚至唯一節(jié)點，實現對整個小區(qū)(村)內用戶的業(yè)務覆蓋，其接入帶寬與業(yè)務能力相對稍弱，但可滿足近2～3年的用戶業(yè)務需求，是城區(qū)改造及農村“光進銅退”的主流解決方案。
3.3 FTTO/B+LAN接入解決方案
FTTB實現了“光纖到樓、銅不出樓”，采用光纜延伸到大樓，并將接入節(jié)點部署在樓道，再通過原來樓內的綜合布線系統接入用戶家，為整幢樓提供共享帶寬，并通過該節(jié)點覆蓋樓內所有用戶的業(yè)務需求，用戶接入帶寬與業(yè)務能力仍然很高，是面向新建小區(qū)的主流解決方案。
參考文獻
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