簡析PON技術(shù)在用戶寬帶接入網(wǎng)中的實踐

鄭達(dá)

摘 要：如今人們對寬帶接入網(wǎng)提出了更高的要求，以往的技術(shù)將被淘汰，PON技術(shù)作為一種新型技術(shù)，作用日益突出。文章首先對此技術(shù)做了簡單介紹，然后從方案設(shè)計、數(shù)據(jù)設(shè)置幾方面對其實際應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：PON技術(shù)；用戶寬帶接入網(wǎng)；光纖接入

引言

網(wǎng)絡(luò)在信息化時代的作用不言而喻，為滿足新形勢要求，還需不斷改進(jìn)。通信傳輸是通信網(wǎng)的重要組成部分，由核心網(wǎng)和接入網(wǎng)組成，接入網(wǎng)負(fù)責(zé)核心網(wǎng)和用戶之間的連接，進(jìn)而為用戶提供服務(wù)。核心網(wǎng)多采用高傳輸速率的光纖組網(wǎng)，接入網(wǎng)卻主要是銅線接入，顯然不能滿足當(dāng)前人們的需求。為解決這一瓶頸難題，需引進(jìn)PON技術(shù)，實現(xiàn)光纖接入，提高網(wǎng)速，優(yōu)化骨干網(wǎng)絡(luò)資源配置。PON技術(shù)具有成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、服務(wù)區(qū)域廣等優(yōu)勢，EPON則是目前應(yīng)用最廣的一種。

1 用戶寬帶接入網(wǎng)與EPON技術(shù)

1.1 接入網(wǎng)

接入網(wǎng)包括了骨干網(wǎng)到用戶終端之間的所有設(shè)備，直接關(guān)系著用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)。接入方式有很多，如xDSL、HFC、無線接入、光纖接入、以太網(wǎng)等。各自都有其特殊之處，隨著信息化水平的提升，人們對網(wǎng)絡(luò)的要求也越來越高，以往的接入方式弊端日益顯露。而光纖接入技術(shù)具有極強(qiáng)的抗干擾能力，可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，且安全穩(wěn)定，傳輸質(zhì)量較高，很適合應(yīng)用于這個“光進(jìn)銅退”的時代。以后，接入網(wǎng)將更加復(fù)雜，服務(wù)范圍也更廣，接入方式更加多樣化，光纖接入技術(shù)的應(yīng)用無疑是未來的主要趨勢。

1.2 PON技術(shù)

無源光纖網(wǎng)絡(luò)（PON）是一種光接入網(wǎng)，由光分配網(wǎng)、光網(wǎng)絡(luò)單元、光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)終端幾部分組成，其光分配網(wǎng)中沒有任何電子器件和電子電源，全部信號處理功能都依賴交換機(jī)和室內(nèi)設(shè)備完成，無需任何戶外有源設(shè)備。光纖接入有兩種常用的方法：一是光纖與用戶直接相連；二是借助分光器實現(xiàn)光信號的分支，一根光纖供多個用戶使用。PON系統(tǒng)有樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和總線形多種組網(wǎng)方式，保護(hù)方式也有骨干保護(hù)和全保護(hù)幾種。當(dāng)前的主流技術(shù)有EPON和GPON兩種，后者成本昂貴，所以前者應(yīng)用最為廣泛。

1.3 EPON技術(shù)

又叫以太無源光網(wǎng)絡(luò)，是以太網(wǎng)和OPN技術(shù)的綜合應(yīng)用，具有高寬帶、低成本、快速靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)、管理方便等優(yōu)勢。其下行工作原理為廣播方式，光網(wǎng)絡(luò)單元完成注冊后，會接收到來自光線路終端分配的具有唯一性的LLID，用以區(qū)分內(nèi)部各項設(shè)備；在接收數(shù)據(jù)時，光網(wǎng)絡(luò)單元只選擇與自身有著相同LLID的廣播幀。下行工作原理為TDMA方式，光線路終端要先對LLID注冊列表加以對比，分清來自光網(wǎng)絡(luò)單元不同的數(shù)據(jù)后才會正式接收數(shù)據(jù)。

2 實際案例分析PON技術(shù)在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用

某地經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，現(xiàn)代化水平不斷提高，對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也提出了更嚴(yán)格的要求。A電信公司為滿足人們所需，需進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)的接入能力，盡快完成三網(wǎng)合一工程的建設(shè)。經(jīng)過多次研討，決定在當(dāng)?shù)匾M(jìn)EPON技術(shù)，開展一項光纖到大樓、光纖到戶的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)工程。覆蓋面積較廣，隨著銅纜用量的減少，使得整體的寬帶接入能力明顯提升。

2.1 方案設(shè)計

此項目是以接入用戶為主，與接入市場不同，因為應(yīng)用場景各有差異，并沒有一個統(tǒng)一適用的方案，只能根據(jù)客戶需求選擇相應(yīng)的應(yīng)用模式。應(yīng)用場景有新住宅、商務(wù)大樓、網(wǎng)吧商業(yè)區(qū)、政府區(qū)域、城市舊宅改造和校園等幾部分。具體設(shè)計主要從以下兩個方面考慮：（1）光線路終端。合理選擇安裝位置，該項目選擇了電信機(jī)房，利用分光器與光網(wǎng)絡(luò)單元各項設(shè)備相連，實現(xiàn)信息傳輸。先前考慮將其安裝在小區(qū)，但考慮到光網(wǎng)絡(luò)單元的接入能力較大，要超過一個小區(qū)的總使用量，安裝在電信機(jī)房能同時為多個小區(qū)服務(wù)，有效避免了浪費(fèi)。而且小區(qū)的電源沒有良好的保障，可能會在運(yùn)行中影響網(wǎng)絡(luò)正常傳輸，且維護(hù)檢修工作不方便。各項設(shè)備要具備ACL功能，能實現(xiàn)對光網(wǎng)絡(luò)單元的動態(tài)分配，從而提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，使網(wǎng)絡(luò)更加安全。（2）光分配網(wǎng)。由光纖、光耦合器和光分路器幾部分組成，選擇分光比較為合適的分光器，以緩解管道壓力。同時還要將光纜布設(shè)、分光比使用等當(dāng)做作為重點(diǎn)來考慮，以確保系統(tǒng)安全。DWM系統(tǒng)是未來的主要應(yīng)用系統(tǒng)，所以光分配網(wǎng)中的設(shè)備必須有良好的可逆性，能夠支持1310nm和1550nm波長范圍內(nèi)的任何一個波長的信號傳輸。

2.2 數(shù)據(jù)規(guī)劃

主要是指設(shè)備配置參數(shù)要符合要求，首先是設(shè)備網(wǎng)管數(shù)據(jù)，包括網(wǎng)管VLAN和網(wǎng)管IP兩部分。該工程結(jié)合當(dāng)?shù)匦袠I(yè)要求，選擇的是VLAN48網(wǎng)管，設(shè)備IP由BAS設(shè)備配置靜態(tài)用戶。例如機(jī)房OLT設(shè)備類型為AN5116-02，網(wǎng)管VLAN為48，網(wǎng)管IP為172.18.1.2。其次是設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的規(guī)劃，不同業(yè)務(wù)采用的方式不同，如iTV業(yè)務(wù)等是單獨(dú)的VLAN承載，而上網(wǎng)業(yè)務(wù)則是每個用戶一個VLAN的方式。

2.3 安全可靠性設(shè)計

影響PON網(wǎng)絡(luò)可靠的因素有很多，在設(shè)計時要綜合這些因素加以考慮，如目標(biāo)網(wǎng)網(wǎng)元間的關(guān)系、光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元間的保護(hù)、光線路終端主控板和業(yè)務(wù)板的冗余備份等。該項目結(jié)合實際情況，將光線路終端的主控板冗余備份、業(yè)務(wù)板冗余備份，以及上行口保護(hù)對作為設(shè)計重點(diǎn)。配置了2塊主控板、4塊業(yè)務(wù)板卡和2塊上行板。

網(wǎng)絡(luò)安全也極為關(guān)鍵，需考慮設(shè)備認(rèn)證方式、用戶安全設(shè)計、系統(tǒng)安全設(shè)計等諸多方面。以用戶安全設(shè)計為例，OLT使能DHCP Option82；不同業(yè)務(wù)流在ONU側(cè)使用不同的user-vlan隔離，ONU上行使用獨(dú)立的VLAN進(jìn)行傳輸，各類業(yè)務(wù)流互不影響。

3 OPN網(wǎng)絡(luò)的故障診斷

3.1 光鏈路診斷

EPON系統(tǒng)應(yīng)支持光鏈路相關(guān)參數(shù)的實時測量功能，包括針對特定或者所有PON口/ONU的基于策略的光鏈路測量和診斷功能。ONU應(yīng)具備光收發(fā)機(jī)參數(shù)測量功能，包括光模塊工作溫度、供電電壓、偏置電流、發(fā)送光功率和接收光功率等參數(shù)，ONU還應(yīng)支持對上述指標(biāo)測量值的內(nèi)部校準(zhǔn)。OLT還應(yīng)支持基于對PON接口下ONU的上行光功率的測量，實現(xiàn)光鏈路的故障診斷功能。故障診斷是指根據(jù)PON接口上接收到的各ONU的光功率分析光鏈路的衰減等指標(biāo)是否正常，并提供一定的鏈路故障的判斷功能。

3.2 精確的故障定位

目前通過將OTDR和PON網(wǎng)絡(luò)融合在一起的監(jiān)測方式主要有高反射方式、波長標(biāo)記方式和波長路由方式三種。這三種方式通常在OLT局端需要部署光耦合模塊，將監(jiān)測信號波長耦合到PON網(wǎng)絡(luò)主干光纖鏈路中，此外還需要配置l臺OTDR設(shè)備和多通道光纖選擇器。用于將OTDR的監(jiān)測信號注入OLT設(shè)備的不同PON端口中，實現(xiàn)對1臺OLT甚至多臺0LT下所有PON端El光鏈路的監(jiān)測。

4 結(jié)束語

寬帶接入在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)著重要地位，以往的方式已不能滿足人們的需求，需加以改進(jìn)。隨著“光進(jìn)銅退”政策的深入，PON技術(shù)的應(yīng)用受到高度重視。然而在實際推廣過程中，會有很多阻礙因素和難題，需要一一解決，從而推動我國網(wǎng)絡(luò)通訊事業(yè)的進(jìn)步。

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