EPON 技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

【摘要】EPON網(wǎng)絡(luò)采用PON技術(shù)，其光分配網(wǎng)(ODN)全部由無源光分路器(POS)和光纖無源器件組成，可靠性較高，平均壽命可達(dá)30年以上。因此，設(shè)備可靠性就落在有源設(shè)備OLT和ONU的選用上。目前這些技術(shù)都已經(jīng)成熟，在系統(tǒng)可靠性方面沒有大的瓶頸。本文將主要探討EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】EPON技術(shù)有線電視網(wǎng)絡(luò)

以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)是一種新興的光接入網(wǎng)技術(shù)，它是在無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的基礎(chǔ)上，用以太網(wǎng)(Ethernet)取代異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)作為數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。將以太網(wǎng)技術(shù)與PON技術(shù)結(jié)合，這樣就擁有了以太網(wǎng)的諸多優(yōu)勢，如技術(shù)簡單、成熟、良好韻兼容性及可對IP業(yè)務(wù)進(jìn)行有效承載等，從而構(gòu)成一個(gè)可以提供更大帶寬、更低成本和更寬業(yè)務(wù)能力的新一代光接入網(wǎng)技術(shù)[1]。EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸方式，上、下行速率目前可達(dá)到1Gbit/s。

一、EPON網(wǎng)絡(luò)組成

EPON網(wǎng)絡(luò)是由OLT(光線路終端)、ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)和POS(無源分光器)等組成。EPON網(wǎng)絡(luò)帶寬可以達(dá)到雙向1.25Gbit/s的速率，傳輸距離最遠(yuǎn)20kra，通過無源分路器組成的星形或樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，和廣電網(wǎng)絡(luò)的樹形結(jié)構(gòu)天然匹配，分光比可以做到1:16、1:32，這種點(diǎn)對多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常適合建設(shè)w汀P接入網(wǎng)絡(luò)。OLT放在中心機(jī)房，負(fù)責(zé)EPON系統(tǒng)外部資源與終端用戶連接，匯聚外部業(yè)務(wù)，協(xié)調(diào)遠(yuǎn)端ONU。外部資源包括語音、數(shù)據(jù)及視頻業(yè)務(wù)，除了這些基本功能外，高等級的OLT還具備執(zhí)行自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的過程，包括測距、帶寬分配；生成時(shí)間戳信息作為參考時(shí)鐘，完成與ONU的時(shí)鐘同步；ONU注冊控制；QoS控制、DBA控制、安全控制[2]。

ONU放在用戶設(shè)備端附近或與其合為一體，負(fù)責(zé)用戶接入業(yè)務(wù)的覆蓋。其功能是通過下行流GATEMAC控制信息中的時(shí)間戳來同步OLT的時(shí)鐘；注冊發(fā)起；接收響應(yīng)OLT的各類指令。若ONU放置于樓內(nèi)，光纖到大樓后可以采用LAN方式接人用戶，即FTTB＋LAN方式接入。

POS是無源光纖分支器，是一個(gè)連接OLT和ONU的無源設(shè)備，它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)，并集中上行數(shù)據(jù)。EPON中使用單芯光纖，在一根芯上傳送上下行兩個(gè)波(上行波長：1310nm；下行波長：1490nm)。

二、EPON技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

2.1 接入網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本原則。該光纖化有線電視網(wǎng)絡(luò)，主要采用雙星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一級光分路器和二級光分路器之間以及二級光分路器和光節(jié)點(diǎn)之間全部敷設(shè)有4芯光纖，其中2芯是為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)預(yù)留的，因此基于以太無源全光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入不需要重新布設(shè)或少量布設(shè)光纖即可，并且和傳統(tǒng)電視業(yè)務(wù)從物理傳輸介質(zhì)上要分開，單獨(dú)使用1芯光纖。在有多余光纖資源的情況下，兩張網(wǎng)絡(luò)從傳輸介質(zhì)上分開有許多優(yōu)點(diǎn)：可以使兩者之間在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)整或者設(shè)備維修時(shí)互相不影響；不改變當(dāng)前有線電視的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只需要增加光分路器，減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上的投資[3]。該有線電視寬帶接入網(wǎng)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是；新的小區(qū)或住宅樓實(shí)現(xiàn)光纖到樓，至少每座樓1臺ONU，比較老的小區(qū)，第一步是每個(gè)有線電視光節(jié)點(diǎn)1臺ONU，逐步過渡到每座樓1個(gè)ONU，甚至光纖到單元。

2.2系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)。由于有線電視網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)從物理上分開，因此EPON網(wǎng)絡(luò)光路采用2波長結(jié)構(gòu)，上行使用1310 nm波長，下行使用1 490 nm波長。最多分光比1:32，即每個(gè)前端OLT的每個(gè)PON口最多可攜帶32個(gè)ONU。有線電視數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心前端示意圖，右邊的虛線表示安全性要求高的重點(diǎn)客戶，需要提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。各個(gè)區(qū)縣的城域網(wǎng)通過骨干傳輸網(wǎng)和中心前端相連，中心前端設(shè)有一臺高端路由交換機(jī)，A城域網(wǎng)用戶通過該臺交換機(jī)訪問中心前端的WEB、FTP、DNS、Mail、Video的服務(wù)器群組，并通過核心路由器和骨干路由器訪問外部的Internet。用戶可以通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)收看IPTV節(jié)目，數(shù)字機(jī)頂盒用戶也可以通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻點(diǎn)播、網(wǎng)上購物、瀏覽信息等。當(dāng)然，也可以為企事業(yè)單位提供數(shù)據(jù)專線租賃業(yè)務(wù)等。

2.3 EPON網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。根據(jù)有線電視二級光分路器所驅(qū)動(dòng)的光節(jié)點(diǎn)和住宅樓的具體數(shù)量設(shè)計(jì)EPON。在有線電視的一級光分路器后安裝OLT設(shè)備，每路光纜占用1～2個(gè)PON口，EPON的一級光分路放在有線電視的二級光分路處，按照ONU到樓的總體目標(biāo)，在有線電視光節(jié)點(diǎn)處設(shè)置EPON網(wǎng)二級光分路器，敷設(shè)光纖到其他幾座住宅樓。

2.4 EPON系統(tǒng)的固有可靠性設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)固有可靠性設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要決定因素，主要看它的連通性，即某些光節(jié)點(diǎn)或鏈路的失效是否能使網(wǎng)絡(luò)成為不連通圖，進(jìn)而導(dǎo)致部分或全部的網(wǎng)絡(luò)失效。連通度和結(jié)合度是度量網(wǎng)絡(luò)連通性的主要參考指標(biāo)，連通度是指使網(wǎng)絡(luò)成為不連通至少需要去掉的節(jié)點(diǎn)數(shù)；結(jié)合度是使網(wǎng)絡(luò)成為不連通至少需去掉的鏈路數(shù)。連通度和結(jié)合度越大，網(wǎng)絡(luò)的可靠性就越高[4]。

光分路器由其所在分級位置和分路數(shù)的不同，對連通度的影響很大，如果某個(gè)光分路器失效，可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)分為多個(gè)不連通圖，所有不與OLT相連通的ONU都將失效。從結(jié)合度方面看，任何一條光纖中斷，也會(huì)使網(wǎng)絡(luò)分為兩個(gè)不連通的子圖，在沒有OLT的子圖中ONU完全失效。因此，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮光分路器和光纖的冗余度問題。對于一般用戶只進(jìn)行主干光纖備份，對于服務(wù)等級要求比較高的商務(wù)用戶，與它的ONU相連或相關(guān)的部分光分路器和光纖必須進(jìn)行備份，這樣在發(fā)生故障時(shí)利用備份的自動(dòng)保護(hù)恢復(fù)通信，提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

三、結(jié)論

總之，城域EPON網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，采用和光纖有線電視網(wǎng)絡(luò)相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，節(jié)省大量光纖投資；使用無源光設(shè)備傳輸，能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)抗干擾的能力，避免有源設(shè)備故障，降低維護(hù)工作量，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)成本。EPON網(wǎng)設(shè)計(jì)和有線電視網(wǎng)絡(luò)一樣，也采取兩級光分路器的樹形結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

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