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1、光纤宽带接入技术 EPON原理及应用分析,宽带无限，精彩生活,提 纲,技术需求背景 PON技术简介 EPON技术原理 EPON技术应用 光纤接入技术对比,业务发展需求,多样化的服务，尤其是实时流媒体的应用驱动对带宽的需求不断地增长多元化的应用对网络带宽的需求呈现以下三个趋势：越来越高的网络带宽 越来越高的网络宽带质量 业务越来越多的以Ethernet 和IP形式传递,接入技术发展趋势,接入光纤化 FTTx将成为接入主流模式 接入IP化 末端用户的数据、语音、视频业务都通过统一的互联网IP协议接入,光纤接入技术分类,提 纲,技术需求背景 PON技术简介 EPON技术原理 EPON技术应用 光纤接
2、入技术对比,PON技术概念及特征,技术特征 无源传输 点到多点传输,PON（Passive Optical Network）亦称无源光网络，是一种点到多点光纤接入技术,PON技术发展史,APON（ATM PON）1995年提出，1996年由13家大型网络运营商同它们的主要设备供应商组成了FSAN(Full Service Access Network)联盟，制定155Mb/s的PON系统技术规范，基于ATM传输协议，用于窄带TDM业务接入的窄带PON。BPON（Broadband PON）2001年，APON标准得到了加强，可支持622Mb/s的传输速率，同时加上了动态带宽分配、保护等功能，能
3、提供以太网接入、视频发送、高速租用线路等业务，实现宽带PON。GPON（Gigabit PON）FSAN联盟进行1Gb/s以上速率的PON标准研究，希望提出一种方案，除了能运行在更高的速率外，还要在多业务、OAM&P、可扩缩性等方面较之其它的PON效率更高。这一研究使得Gigabit PON(GPON)出现。2003年1月，ITU-T批准确立了GPON标准。EPON（Ethernet PON）2000年11月，IEEE成立了802.3 EFM(Ethernet in the First Mile)研究组，业界有21个网络设备制造商发起成立了EFMA，实现Gb/s以太网点到多点的光传送方案。20
4、04年EPON 802.3ah标准正式发布。,ITU-T体系标准,IEEE标准,GPON与EPON之争,功能全面且强大；技术实现复杂；,对IP业务支撑好；技术简单、经济；,提 纲,技术需求背景 PON技术简介 EPON技术原理 EPON技术应用 光纤接入技术对比,EPON系统组成,各部分承担功能,EPON传输原理,EPON采用单纤波分复用技术，上下行数据分别采用不同波长光信号承载下行1490nm；上行1310nm；1550nm选用于CATV；,EPON下行数据传输,EPON上行数据传输,EPON核心技术,MPCP 多点控制协议实现P2MP结构中的P2P仿真,角色：OLT进行全局通信控制；OLT
5、与ONU设备之间具有主从关系；,提 纲,技术需求背景 PON技术简介 EPON技术原理 EPON技术应用 光纤接入技术对比,EPON设备形态OLT,中等容量机架式OLT设备,小容量盒式OLT设备,大容量机架式OLT设备,部署：机架式OLT设备，一般部署在局端机房，有备电，用于大范围区域的用户接入；盒式OLT设备，一般部署在园区中心机房，有备电，用于范围相对较小的大型园区用户接入。,可扩展性：机架式OLT设备，板卡可拔插，GE及PON端口容量可根据需求灵活配置，设备可扩展性好；盒式OLT设备，端口配置容量固定，不可扩展。,EPON设备形态ONU（1）,FTTH ONU：一般直接入户，部署在用户家
6、里；外形小巧，方便置于桌面或挂墙设置；设备供电由用户提供，一般没有备电，有提供蓄电池备电的ONU,但设备成本高；通常提供的用户侧端口：1/2/4 FE数据端口；1/2 POTS语音接口。定制的ONU还可提供，RF视频接口，以及802.11g无线接口。,FTTB ONU：盒式设备居多，一般部署在大楼楼道或弱电井的多媒体箱中挂墙设置，有条件的也可以设置于大楼机房的固定机架/机柜上；市电引入，一般无备电；可设置提供UPS备电，但成本提高；通常提供的用户侧端口类型有：FE数据端口，ADSL数据端口，POTS语音端口；设备端口类型组合及数量：纯FE数据端口，8/16/24口；FE数据+POTS语音端口，
7、1:1/n:m ADSL数据+POTS语音端口，1:1/n:m,EPON设备形态ONU（2）,分光器原理示意,EPON设备形态分光器（1）,均匀分光，常见分光比 1:2，1:4，1:8，1:16，1:32，1:64,盒式/托盘式分光器,简易分光器,分光器可以级联 例子：比如一个1:2的分光器与两个1:16的分光器级联，就等效于一个1:32的分光器。好处：可以灵活地适应不同出局方向的用户接入；可以灵活地扩展分光比，发挥点对多点结构优势。特性：分光器级联会带来光强度即光功率的衰减，但不会对数据传输性能造成影响。PS：在工程中，为降低网络结构复杂度、减少后期维护和故障排查的难度，建议尽量采用一级分光
8、，适量采用二级分光，级联最多不超过三级。,EPON设备形态分光器（2）,分光器特性 无源设备/器件；外形、体积小巧；具有防水、妨潮、防雷、耐高温等特性。,分光器部署 简单、容易；对机房、电源等没有要求。,分光器部署示例,室内机架上部署,室外光交箱内部署,室外管井下部署,室外高空部署,光包中内置分光器,EPON应用场景-FTTH,目前，FTTH建设成本依然偏高，国内市场接受度较低；适合于高档别墅、高档公寓等项目，或者是以政府、运营商、房产商等为主导的试点项目；不是目前EPON的主要应用，但会是未来的发展趋势。,特征：光纤入户，ONU设备入户,EPON应用场景-视频监控接入,FTTH模式的视频监控
9、接入应用为视频传输提供高带宽光纤接入；点到多点的网络结构，与点对多点视频监控业务结构吻合；上下行对称带宽传输特性，很好地支撑和满足了视频监控业务上行视频回传的高带宽需求。,FTTH类型的ONU,可选用小型盒式OLT设备,EPON应用场景-FTTB,是目前EPON的主流应用模式,特征：光纤到楼，ONU设备到楼，铜缆不出楼,宽带提速改造 利旧原已建设入户的电话双绞线；用户铜缆接入距离控制在500米以内；ONU选择ADSL端口+POTS端口类型的ONU；,新建接入 摒弃以往的电话双绞线入户建设；采用五类双绞线（网线）入户，用户铜缆接入距离在100米以内；ONU选择FE端口+POTS端口（即内置LAN
10、端口）类型的ONU。,EPON应用场景-FTTN,特征：光纤到路边、光纤到光交节点等，ONU设备室外机柜设置，铜缆长距离接入达上千米。,EPON的FTTN应用在城区较少采用在用户侧铜缆接入过长、带宽质量没有保证的情况下，不可能充分发挥EPON光纤高带宽的作用；FTTN模式还可以通过AG和DSLAM设备下移实现。,EPON的FTTN应用可以考虑用于农村区域宽带接入农村区域特点一般地广人稀；宽带业务未普及、不丰富，应用带宽需求不高；EPON的光纤接入传输覆盖范围较大，可达20km半径范围；用户铜缆接入控制在1.5-2km距离以内，完全能够满足农村当前及以后一段时期宽带业务的带宽需求；ONU选择AD
11、SL端口+POTS端口类型的ONU。,EPON接入能力及带宽,接入能力指标 EPON协议标准要求，OLT PON接口可支持最大1:64分光比，即一个PON接口最多可接入64个ONU。,接入带宽分析,EPON OLT整体接入能力,目前，一台大容量的OLT PON端口集成度可以达到提供40个PON端口，以此计算：FTTH模式下，OLT可接入最大2560个用户；FTTB模式下，以每PON口覆盖512个用户计，OLT可接入2万多个用户；可见，一台OLT设备能覆盖接入成千上万个用户，接入汇聚能力几乎与接入网汇接层的汇聚交换机相当，未来OLT可能与汇聚交换机实现融合。,EPON接入距离,接入距离指标 EP
12、ON协议标准要求，PON接口光纤接入距离最大可达20km,接入距离与分光比的关系 分光会带来光传送信号功率的损耗，分光越多、损耗越大；光在光线中传输也会存在能量的衰减，距离越长、衰减越大；设备只能在光信号功率在可接收范围内才能正确处理通信数据，若信号衰减过大，则通信失败。因此，PON接入距离与分光比一般不能同时应用到最大，应存在一定的反比关系才能保证正常通信。,接入距离与分光比应用建议10km距离分光比应用不大于1:16，20km距离分光比应用不大于1:8。,EPON的扩展能力,OLT设备可扩展能力拔插式板卡，支持端口扩容；GE端口数量扩容，可提升上联IP城域网带宽；PON端口数量扩容，可提升
13、接入覆盖用户能力；,带宽平滑升级能力调整PON口下连分光比、接入ONU数目、及ONU接入用户数，容易地实现用户接入带宽进行平滑升级；10GEPON的标准即将推出，未来EPON系统还可以向10GEPON升级，带来带宽的平滑升级。,EPON网管能力,提供从OLT到ONU端口的端到端管理能力How：ONU向OLT注册，OLT为ONU分配ID标识、实施通信调度及控制，从OLT上可以完整获得所有注册ONU的所有信息；只要通过EMS网管登录OLT设备，就可以网管OLT及其下连的所用ONU设备,实现对整个EPON网络的远程、全面、集中网管；只需要OLT具备一个IP地址可被网管系统访问，其他ONU设备不需要分
14、配网管IP地址。What：管理OLT、进行业务配置，包括VLAN配置、QoS配置等；可通过OLT下发对ONU的配置，包括端口使能、端口限速、端口业务QoS优先级设置等；可查询获得告警信息，如ONU掉电、光纤断纤等，帮助故障定位；可监控OLT及ONU端口流量，获取性能监控数据。,EPON网管示例,网络拓扑显示自动测距并显示智能故障定位,EPON网管示例,设备面版仿真方便配置告警查询及自动上报,提 纲,技术需求背景 PON技术简介 EPON技术原理 EPON技术应用 光纤接入技术对比,P2P+LAN接入典型组网,FTTB接入组网每栋楼部署1个或多个楼道交换 机接入用户；园区交换机接入汇聚楼道交换机
15、；汇聚交换机接入汇聚园区交换机；,组网特点：有源设备层层级联,P2P+LAN光纤接入,技术特点：,交换机端口点对点(P2P)光纤互联；用户侧楼道接入交换机属于低端设备，因光端口成本高、一般不作配置，交换机FE端口间光纤互联需成对使用光纤收发器；光纤收发器仅进行物理光电信号转换，不对传输信号进行处理和封装，属非智能设备，成本低廉、不可网管；是目前P2P光纤接入的主流接入方式。,P2P+LAN 技术优缺点,少量使用方便简单，但大规模使用时对机房、光纤、电源等资源要求高，且网络结构更为复杂；网络结构层次较多，设备多级级联，网络整体性能不均衡，往往到了用户处时，已经处于网络第三、第四乃至第五级，性能下
16、降明显；大量楼道小交换机性能无法保证，不能够满足高带宽、高时延业务的QoS要求；大量交换机设备难以统一管理，不易实现集中管理和监控，带来管理运维方面的极大的压力；不适合实现FTTH，更多应用于FTTB接入。,点对点结构避免了点对多点复杂的上行同步、控制等技术处理，技术相对简单，造价和成本低；每户接入带宽能力，可独享双向对称10M乃至100M带宽；技术成熟，接口标准，兼容性好。,优点,缺点,P2P vs EPON资源占用,以一个FTTB 32节点的园区接入组网为例,P2P+LAN的两种部署策略,局端,1根主干光纤32根园区内光纤32个ONU1个OLT PON接口整个传输过程无源，无需机房、电源等配套；,多级别分光,PON的两种部署策略,一级分光,1根主干光纤逐级扩展园区光纤，大于3232个ONU1个OLT PON接口整个传输过程无源，无需机房 电源等配套资源,P2P vs EPON资源占用,以一个FTTB 32节点的园区接入组网为例,局端汇聚交换机,P2P vs EPON结构、性能、管理,P2P+LAN,EPON,EPON改造实例-改造前,EPON改造实例-改造后,光纤接入技术对比总结,EPON关键优势总结,
