ADSL技術(shù)在EPON中的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用

甄星華++張?jiān)孪?+張葉朋++趙義飛?オ?

摘要：隨著各種多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，人們對(duì)帶寬的要求越來越高，EPON技術(shù)是一種新興的光接入技術(shù)，該技術(shù)采用點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)傳輸多種業(yè)務(wù)，滿足高帶寬的需求。但是，現(xiàn)在很多的老舊小區(qū)多是采用以雙絞線為載體的ADSL技術(shù)，基于成本考慮，EPON和ADSL將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)共存。本文提出了一種EPON和ADSL技術(shù)融合的方案，并給出了實(shí)踐案例，實(shí)驗(yàn)證明該融合技術(shù)方案具有成本低、帶寬高、安全可靠的特點(diǎn)，可以滿足用戶的需求。

關(guān)鍵詞：ADSL技術(shù)；EPON技術(shù)；光銅融合

0.引言

隨著社會(huì)信息化程度的飛速發(fā)展，各種多媒體的業(yè)務(wù)層出不窮，如網(wǎng)絡(luò)游戲、各種聊天工具等實(shí)時(shí)通信軟件，使得人們網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求越來越高?，F(xiàn)在很多小區(qū)的接入網(wǎng)技術(shù)仍舊采用傳統(tǒng)的ADSL（非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路）技術(shù)，該技術(shù)無法提供遠(yuǎn)距離和高速帶寬等服務(wù)，已經(jīng)無法滿足人們的需求。因此很多機(jī)構(gòu)開始研究在基于現(xiàn)有的ADSL技術(shù)的基礎(chǔ)上如何提高網(wǎng)絡(luò)帶寬[1]。

EPON（以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）是一種新興的無源光網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，該技術(shù)采用點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，帶寬高，可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，干擾小，性能優(yōu)越。因此，本文提出了一種EPON和ADSL技術(shù)融合的方案，并給出了實(shí)踐案例，實(shí)驗(yàn)證明該融合技術(shù)方案具有成本低、帶寬高、安全可靠的特點(diǎn)，可以滿足用戶的需求。

1.ADSL技術(shù)

1.1 DSL技術(shù)

DSL（數(shù)字用戶環(huán)路）技術(shù)起源于1989年，主要是通過充分利用雙絞線的頻譜資源進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N接入技術(shù)?？梢苑譃槿N：ADSL、VDSL（超高速數(shù)字用戶線路）和SHDSL（單對(duì)線高速數(shù)字用戶線），統(tǒng)稱為xDSL。其中，ADSL相較于其他DSL技術(shù)速率較高，用于上下行速率不對(duì)稱的應(yīng)用場(chǎng)景，目前大部分的老舊小區(qū)都是采用這一技術(shù)[2]。

1.2ADSL技術(shù)

ADSL技術(shù)是一種利用電話雙絞線作為接入網(wǎng)的寬帶通信方式，主要用來傳輸不對(duì)稱業(yè)務(wù)，廣泛用于視頻業(yè)務(wù)及高速INTERNET等數(shù)據(jù)的接入。ADSL技術(shù)采用點(diǎn)到點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用戶可以獨(dú)占帶寬[3]。另外，ADSL技術(shù)無需另鋪線纜，節(jié)省大量人力物力，而且用戶無需繳納額外的電話費(fèi)，使用方便。這些特點(diǎn)促進(jìn)了ADSL技術(shù)的普及[4]。

2.EPON技術(shù)

2.1 PON技術(shù)

PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)是一種單纖雙向、波分復(fù)用的光接入技術(shù)，其技術(shù)包含局端設(shè)備和遠(yuǎn)端用戶設(shè)備，并且光分配網(wǎng)絡(luò)中只包括無源的設(shè)備[5]。根據(jù)準(zhǔn)從標(biāo)準(zhǔn)的不同，PON技術(shù)分為EPON和GPON（吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）。兩者相較而言，EPON技術(shù)成本更低，業(yè)務(wù)開通更為便捷，是未來接入網(wǎng)技術(shù)的重要發(fā)展方向。

2.2 EPON技術(shù)

EPON是一種以光纖為載體的高速率的光通信方式，上下行對(duì)稱達(dá)到了1.25Gbps。其采用P2MP（點(diǎn)到多點(diǎn)）結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹型，如圖1所示。

其中，OLT（光線路終端） 是EPON無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的局端設(shè)備，是一個(gè)多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)，支持以太網(wǎng)、TM等網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，通常被放置在城域網(wǎng)邊緣或社區(qū)接入網(wǎng)出口，具有向ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）和ONU （光網(wǎng)絡(luò)單元）發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、為ONU分配帶寬等功能。

ODN主要由光纖和分光器組成，其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。

ONU與OLT配合，可向相連的用戶提供各種寬帶服務(wù)，是用于終結(jié)從OLT傳送來的業(yè)務(wù)的用戶側(cè)設(shè)備，ONU的另一端通過銅纜與用戶終端相連，從而實(shí)現(xiàn)光銅融合[6]。EPON技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要有以下幾方面：

（1）高帶寬

目前，EPON的下行信道為百兆/千兆的廣播方式，而上行信道為用戶共享的百兆/千兆信道[7]，是現(xiàn)階段能傳輸速率最快的接入網(wǎng)技術(shù)。

（2）強(qiáng)兼容性

EPON技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的IEEE 802.3協(xié)議做補(bǔ)充，減少了協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，并和技術(shù)上較為成熟的以太網(wǎng)良好地實(shí)現(xiàn)了兼容。

（3）安全

能通過限制用戶、支持虛擬專用網(wǎng)等來保障更可靠安全的網(wǎng)絡(luò)。結(jié)構(gòu)支持開發(fā)的更多創(chuàng)新型業(yè)務(wù)，的服務(wù)如管理防火墻、語(yǔ)音交易支持、VPN和Internet接入等等。

3.EPON和ADSL技術(shù)融合方案

當(dāng)下用戶數(shù)量和對(duì)互聯(lián)網(wǎng)依賴的增長(zhǎng)以及無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著FTTH（光纖到戶）的進(jìn)行。在FTTH不能覆蓋的區(qū)域，可以在本地電話局和用戶間這段網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的傳輸上，在維持語(yǔ)音業(yè)務(wù)和其他數(shù)字業(yè)務(wù)正常運(yùn)作的前提下，讓全網(wǎng)逐漸轉(zhuǎn)換為全I(xiàn)P業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

ADSL技術(shù)和EPON技術(shù)的結(jié)合架構(gòu)如圖2所示。方案選擇基于光纖到樓的設(shè)計(jì)，即光纜接入到OLT之后與分光器相連，再與其下各個(gè)居民樓的ONU相接，ONU放置在樓內(nèi)，它與用戶終端之間靠DSL相連。本項(xiàng)目的研究重點(diǎn)是ONU與DSL相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的搭建，具體為通過設(shè)計(jì)ONU相關(guān)接口線路及網(wǎng)絡(luò)配置，實(shí)現(xiàn)ONU與DSL的網(wǎng)絡(luò)通路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，優(yōu)化小區(qū)配置方案。

分光器無源，多級(jí)分光影響信號(hào)功率，而且在用戶較為集中的情況下，使用一級(jí)分光能減少成本，易管理且降低設(shè)計(jì)難度。本文采用的是一級(jí)分光，分光比為1：32，即每個(gè)PON接口支持32個(gè)ONU。

兩相結(jié)合，在ONU以上部分使用光纜接入，在這一部分可以展示EPON技術(shù)接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)；在ONU到用戶側(cè)使用ADSL技術(shù)接入，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)ADSL技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，綜合優(yōu)勢(shì)如下：

（1）經(jīng)濟(jì)：光纜相較于銅纜成本較低，多個(gè)用戶采用共享的方式，無需再部署其他終端設(shè)備，大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。傳輸過程無需電源支持，很大程度上降低了運(yùn)維和管理成本。小區(qū)內(nèi)部已有線路無需拆除，減少了工程的經(jīng)費(fèi)花銷和減少的工程的實(shí)施時(shí)間和工程周期。

（2）高帶寬：基于EPON的帶寬將不再受傳輸距離的影響。采用 1：32 的分光比，對(duì)應(yīng)的帶寬上下行的傳輸速率是對(duì)稱的，每戶可分配 30M 帶寬，基本可以滿足未來一段時(shí)間的帶寬需求。

（3）安全：EPON技術(shù)可采用單向或雙向的加密，在保證通信數(shù)據(jù)安全性的同時(shí)，也保證了通信數(shù)據(jù)的時(shí)延。減少輻射，用戶接受度高，同時(shí)，降低了銅纜盜竊事件。

4.案例分析

4.1 小區(qū)現(xiàn)狀

外灘棕櫚泉小區(qū)總占地為46畝，規(guī)劃總建筑面積為14萬平方米，共有9棟樓，每棟樓均是一個(gè)單元，平均每棟樓33層，每層4戶，共有一千戶以上的用戶。用戶群體主要為文化程度較高的年輕人，寬帶業(yè)務(wù)需求較強(qiáng)，消費(fèi)能力較高。需要實(shí)現(xiàn)VOIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)、寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、高清電視業(yè)務(wù)、可視通訊等綜合業(yè)務(wù)的接入。

4.2規(guī)劃

（1）設(shè)備部署方案

該小區(qū)用戶較多，對(duì)通訊要求也較高，包括數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等綜合業(yè)務(wù)需求。在纜線建設(shè)及通信設(shè)備方面，建筑內(nèi)部已經(jīng)完成了雙絞線部署的綜合布線，而電信機(jī)房到該新建小區(qū)之間路端未鋪設(shè)傳統(tǒng)銅纜，可以通過鋪設(shè)光纜和小區(qū)內(nèi)部銅纜相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)ADSL技術(shù)在EPON中的應(yīng)用。

如圖3所示，小區(qū)共建設(shè)2-3間地下室機(jī)房，機(jī)房?jī)?nèi)部裝置OLT設(shè)備。因?yàn)榉止馄饕患?jí)分光方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容錯(cuò)率較高，OLT與ONU之間只有一個(gè)光合/分路器有利于維護(hù)管理，對(duì)連接管道的依賴性較強(qiáng)，適用于用戶集中的位置所以該小區(qū)光分配采用1×32一級(jí)分光（每個(gè)PON接口支持32個(gè)ONU，每個(gè)PON系統(tǒng)經(jīng)過一個(gè)無源光分路器分光至各個(gè)ONU），一棟樓公用1個(gè)一級(jí)分光器。ONU盡量放置在地下室內(nèi)，并加一個(gè)弱電盒，每四層樓共享一臺(tái)ONU（需根據(jù)實(shí)際情況稍作調(diào)整），這里使用9806終端，每臺(tái)9806終端提供16FE+16POTS。網(wǎng)絡(luò)部署統(tǒng)計(jì)如表1。

表1網(wǎng)絡(luò)部署

機(jī)房數(shù)量分光器數(shù)量9806數(shù)量

2972-81

（2）線路建設(shè)方案

ODN（光分配網(wǎng)）可分為饋線段、配線段和入戶段三部分。饋線光纜負(fù)責(zé)整個(gè)下行網(wǎng)絡(luò)的傳輸，連接用戶較多，因此安全性可穩(wěn)定性要求較高，采用管道保護(hù)方式。配線光纜應(yīng)該跟據(jù)實(shí)際工程進(jìn)行選擇，它可分為室外和室內(nèi)光纜兩部分，本文規(guī)劃的配線光交接箱位于地下室，所以光纜鋪設(shè)采用直埋地下的方式。根據(jù)用戶接入環(huán)境，入戶光纜分為室內(nèi)和管道入戶兩種，為了避免電磁干擾，多采用PVC護(hù)套保護(hù)。OLT設(shè)備置于小區(qū)附近或內(nèi)部地下機(jī)房中，接入承載網(wǎng)絡(luò)。小區(qū)的主線路中每個(gè)OLT設(shè)備可配置2個(gè)PON口，總共兩芯，未來可隨業(yè)務(wù)需求的增加而改變。每棟樓地下室配備多個(gè)多媒體箱，內(nèi)置一塊9806終端，一般需要12個(gè)以太網(wǎng)端口，入戶線纜采用ADSL技術(shù)，如圖4所示。

4.3業(yè)務(wù)開通

用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行業(yè)務(wù)開通，驗(yàn)證方案的可行性。

（1） 在OLT上創(chuàng)建寬帶業(yè)務(wù)VLAN以及ONU管理VLAN。

理論縱橫

ADSL技術(shù)在EPON中的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用

（2） 配置上聯(lián)口的端口模式以及上聯(lián)端口的VLAN綁定。

（3） 在OLT上認(rèn)證9806H網(wǎng)元，并對(duì)其進(jìn)行配置。

（4） 啟用ONU接口的認(rèn)證協(xié)議。

（5） 配置ONU上下行帶寬。

（6） 配置VLAN的業(yè)務(wù)端口.

（7）配置ONU遠(yuǎn)程管理IP以及路由。

ZXAN（config）#pon-onu-mng epon-onu_1/3/3：1

ZXAN（epon-onu-mng）#mgmt-ip onu-ip 192.168.2.201 255.255.255.0 710 mgm-ip 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.2.1 status enable

ZXAN（epon-onu-mng）#exit

（8）保存OLT數(shù)據(jù)。

ZXAN#write

配置如圖5所示。

圖5配置結(jié)果

（9）創(chuàng)建ADSL用戶端口VLAN數(shù)據(jù)。

9806#config

9806 （config）# add-vlan 1000-1001 //創(chuàng)建VLAN

（10）設(shè)置用戶端口的PVC，使之和MODEM的PVC相對(duì)應(yīng)。

9806（config）#interface adsl 2/1 //進(jìn)入單個(gè)端口模式

9806（cfg-if-adsl-2/1）# pvid 1000 pvc 1 //將用戶端口PVID值設(shè)成等于VLAN ID

9806（cfg-if-adsl-2/1）# atm pvc 1 vpi 8 vci 81 common

（11）把配置的VLAN數(shù)據(jù)應(yīng)用到用戶端口。

9806（config）# vlan 1000-1001 2/1-2 untag one-to-one

（12）把配置的VLAN數(shù)據(jù)應(yīng)用到上聯(lián)端口。

9806（config）# vlan 1000-10015/1-2 tag

（13）創(chuàng)建線路配置模板。

9806（config）# adsl-profile zte2m.prf

9806# show card

5.結(jié)束語(yǔ)

目前，盡管“光纖到戶”進(jìn)程較快，但中國(guó)仍有大量用戶使用ADSL寬帶接入網(wǎng)，不少小區(qū)，建筑內(nèi)部鋪設(shè)有完善的電纜線路。因此，將ADSL技術(shù)與EPON技術(shù)融合，不僅可以發(fā)揮傳統(tǒng)的通信運(yùn)營(yíng)商的龐大銅線銅纜網(wǎng)絡(luò)資源，還能在一定程度上提高傳輸帶寬，滿足用戶需求，進(jìn)而開發(fā)新的業(yè)務(wù)。

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本論文系2015年北京信息科技大學(xué)課程建設(shè)項(xiàng)目“以專業(yè)認(rèn)證理念進(jìn)行《高頻電子線路》課程建設(shè)的探討”（項(xiàng)目編號(hào)：2016KGYB18）成果。

（作者單位：北京信息科技大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院，北京 100101）