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EPON在用户接入网的应用研究

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ＥＰＯＮ在用户接入网的应用研究　

邹洁’，谢天舜’。寿国础　（１．中国电信集团北京市有限公司北京１０００３２：２．北京邮电大学北京１００８７６）　

蓦：　

明ＥＰＯＮ能够较好地满足写字楼客户需求。在此测试基础上，文章对ＥＰＯＮ在写字楼和小区的应　用模型和经济性进行了分析，并提出ＥＰＯＮ近期的应用策略。　

１　前言　

兀Ｔｘ采用光纤作为传输媒质．具有传输容量大、质量　

高、可靠性高，传输距离长、抗电磁干扰等优点．是宽带接　

人的发展方向。中国电信集团（简称中国电信）积极推进　

兀Ｔｘ的试验和建设．从２００５年开始．组织了多种ＥＰＯＮ　

（以太无源光网络）设备的评估测试和互通测试．制定了　

ＥＰ０Ｎ设备的企业技术标准、网络规划方案和设计、施工　

验收规范，并以“加强领导、积极试验、实时总结、有序推　广”的方针为指导，对ｍＨ相关的技术标准、规划建设、　

业务应用、运行维护方面进行研究和探索．在广东、上海、　

湖北、北京４个省和直辖市开展了　的现场试验，测　

试情况见表ｌ　中国电信南北方的网络结构差异较大．南方现有的　

接入网主要以ＡＤＳＬ／ＡＤＳＬ２＋和ＬＡＮ（局域网）技术为主．　

大量的铜缆作为主要的传输媒质．因此要综合考虑设成　

本、业务需求、技术成熟度、竞争形势等多方面的因素．　

决定何时、何地、以何种方式通过“光进铜退”最终实现　

ｍＨ。　北方的网络建设从零开始．由于铜缆传输带宽有限、　

不抗电磁干扰、传输距离短，对于管道资源缺乏的中国　

电信来说，已经不再适用。目前．北方城域网和接入网的　

建设主要以ＳＤＨ（同步数字体系）的环形、树形结构建　

网．提倡兀ＴＩ＇Ｂ和兀ＴＩ＇Ｈ．因此．北方需要考虑的不是“光　

进铜退”的问题，而是选择能够满足业务快速发展的技　

术和组网方式。　

表１

　４个省和直辖市的测试情况　维普资讯 http://www.cqvip.com 奄　

２写字楼现行组网结构及存在的问题　

２－１　写字楼用户需求　

写字楼内的客户基本分为３类，一类是人数在几十人　

以下的小型企业；另一类为从几十到几百人的中型企业；第　

三类为从几百人到几千人的大型企业。通常情况下，中小型　

企业占大厦用户数的９０％，大型企业仅占１０％。　

根据企业规模不同，采用的业务和组网方式也有一定　

区别。具体如下：　（１）小型企业的业务应用　

・语音：有直线电话需求。　

・互联网：租用宽带端口连接到自己的ＬＡＮ（ＬＡＮ端口　

或ＡＤＳＬ端口），速率从５１２　ｋｂｉｔ／ｓ到２　Ｍｂｉｔ／ｓ不等。　

・数据专线：使用量较小，部分有少量数据业务需求，　

通常使用的业务为ＤＤＮ（数字数据网）／ＦＲ、ＳＤＨ／　ＭＳＴＰ。　’　

（２）中型企业的业务应用　

・语音：企业自建ＰＢＸ（专用交换机），有Ｅ１中继电路　

需求。　

・互联网：通过专线接人互联网。速率从１Ｍｂｉｔ／ｓ到　１００　Ｍｂｉｔ／ｓ不等，接口类型通常为ＦＥ或Ｅ１。　

・数据专线：组建ＷＡＮ（广域网），采用的业务类型有　

ＤＤＮ／ＦＲ、ＳＤＨ／ＭＳＴＰ，接口类型通常为ＦＥ或Ｅ１。　（３）大型企业的业务应用　

・语音：企业自建ＰＢＸ，有Ｅ１中继电路需求。　

・互联网：通过专线接人互联网，接口类型速率通常为　

ＦＥ、Ｅ１、ＧＥ。　

・数据专线：组建ＷＡＮ，采用的业务类型有ＳＤＨ／　

ＭＳＴＰ、ＡＴＭ／ＤＤＮ／ＦＲ、ＭＰＬＳ　ＶＰＮ，接口类型通常为　

ＦＥ、Ｅ１，还会有４５　Ｍｂｉｔ／ｓ、１５５　Ｍｂｉｔ／ｓ、６２２　Ｍｂｉｔ／ｓ甚至　

２．５　Ｇｂｉｔ／ｓ的接口。　２．２写字楼组网结构　

新兴固网运营商本地资源缺乏．通常需要在写字楼内　

新建网络，通常采用的组网结构如图１所示。运营商在大楼　

内建设专用通信机房，配备大容量（２．５　Ｇｂｉｔ／ｓ或６２２　Ｍｂｉｔ／ｓ）　

的ＳＤＨ传输设备。传输设备上行连接到ＳＤＨ城域网，通过　

ＳＤＨ城域网络连接到ＰＳＴＮ、ＡＴＭ／ＤＤＮ／ＦＲ、ＶＰＮ等各种业　

务网络，传输设备下行连接交换系统、宽带接人系统（如　

ＡＤＳＬ／ＡＤＳＬ２＋等）。根据用户需求以专用机房为核心向用户　

延伸　

图１

写字楼组网结构　维普资讯 http://www.cqvip.com 专题：ＰＯＮ与ＦＴＴＨ　

大、中、小型企业的组网方案各不相同，分别如下：　（１）小型企业组网方案　

运营商直接利用大厦机房的语音交换机提供直线电话　

或者模拟中继线路，通过ＤＳＬＡＭ或者ＬＡＮ提供宽带业务。　

对于部分有专线需求的客户，则在机房和用户侧增加一对　

ＨＤＳＬ　ｍｏｄｅｍ实现光缆接人。　

（２）中型企业组网方案　

无论是语音中继线还是数据线路。中型企业对ＦＥ、Ｅ１　

线路的使用量都较大，小型客户的组网方案不能满足其需　

求。必须在客户侧建设能够提供ＦＥ、Ｅ１接口的设备，ＳＤＨ　

传输设备、ＨＤＳＬｍｏｄｅｍ或光ｍｏｄｅｍ都可以满足这些要求，　

但由于这两种设备接口较少，因此需要的设备数量多，且无　

法管理，建设、维护的成本都比较高。而ＳＤＨ传输设备成本　

相对较高。　目前．针对业务量不大的中型客户采用光ｍｏｄｅｍ或　

ＨＤＳＬｍｏｄｅｍ接人。对于业务量较大的中型客户采用光传　

输设备接人。　

（３）大型企业组网方案　

大型客户需要使用ＦＥ、Ｅ１、４５　Ｍｂｉｔ／ｓ、１５５　Ｍｂｉｔ／ｓ￣、　

６２２　Ｍｂｉｔ／ｓ甚至２．５　Ｇｂｉｔ／ｓ线路，运营商常提供ＳＤＨ传　

输设备作为接人手段来满足大量数据业务需求。　

从运营经验来看，以上的网络结构比较有利于运营的　

管理。而目前还有一种普遍的情况是：由于机房建设周期　

长，大厦内的客户又急需电信服务，因此只能在用户端建设　

小型ＳＤＨ传输设备。随着大厦内客户逐渐增加，用户端的　

小型传输设备也逐渐增加，分散的ＳＤＨ传输设备分布在大　

厦内无法收敛。占用大量宝贵的外线光缆资源，使得原本就　

紧缺的光缆更加紧张。　２．３存在的问题　

对于新型的运营商，在现有写字楼组网时面临的尴尬　

问题主要有：　

・中心机房建设困难。由于大部分写字楼没有预留富　

余机房，因此机房从洽谈、选址到建设，势必影响网　

络的建设和业务的开展。　

・大量消耗外线光缆。如果没有中心机房，分散的ＳＤＨ　

传输设备分布在大厦内将无法收敛。占用大量宝贵　

的外线光缆资源。　

・用户设备种类复杂。实现统一网络管理比较难。如上　

所述客户端有光ＳＤＨ传输设备、光ｍｏｄｅｍ、ＨＤＳＬ　

ｍｏｄｅｍ等。其中光ｍｏｄｅｍ和ＨＤＳＬ　ｍｏｄｅｍ无法实现　

黧　网管监控，如果出现故障则很难排查。　

・基础网络建设成本高。机房面积根据大厦的面积和　

用户数折算，一般５Ｘ１０　ｍ２的大厦，机房面积为　

２０—３０　ｍ２，机房的租金、电费、维护费等，每年需　

要大约１０万元人民币。　

・设备成本。传输设备、ＤＳＬＡＭ设备和交换设备以及　

用户侧设置的ｍｏｄｅｍ、ＨＤＳＬ　ｍｏｄｅｍ，／］￣型ＳＤＨ传输　设备，总成本约为１５０万元人民币。　

３　ＥＰＯＮ用于商务楼宇的应用测试　

根据以上写字楼的业务需求，中国电信制定了ＥＰＯＮ　

的业务应用测试方案，以探讨ＥＰＯＮ在写字楼的应用，并观　

察ＥＰＯＮ在业务提供、技术成熟度、建设成本等方面能否替　

代现有写字楼接人的方案。　

３．１测试内容　

针对商业客户对语音、数据、互联网业务的需求，对以　

下业务进行了测试：　

・普通电话业务。直接用ＯＮＵ或者ＯＮＵ＋ＩＡＤ承载电　

话业务。　

・普通宽带业务。直接用ＯＮＵ或者０ＮＵ＋ＬＡＮ承载宽　

带业务。　

・宽带专线业务。直接用ＯＮＵ承载百兆以内的专线接　

人互联网，提供基于ＦＥ、Ｅ１接口的各种速率的接人。　

・数据专线业务。直接用ＯＮＵ承载百兆以内的点对点　

专线，提供基于ＦＥ、Ｅ１接口的各种速率的接人。　

具体测试内容如下：　

・Ｅ１电路仿真功能和性能测试。　

・点到点专线测试。　

・互联网接人专线测试。　

・ＯＮＵ提供语音和ＯＮＵ＋ＩＡＤ测试。　

・保护测试。　

・０ＬＴ带宽分配测试。　

・网管测试。　

本次测试的网络拓扑结构如图２所示。涉及的主要设　

备为：　

・０ＬＴ设备。吉比特能力的ＯＬＴ设备，单板可支持２个　

ＰＯＮ。最大可接人６４个ＯＮＵ／用户，单框可接人　

１　０２４个ＯＮＵ／用户。　

・ＯＤＮ（光配线网络）设备。分路比为１：４、１：８、１：３２的　

３台ＯＤＮ设备。

　维普资讯 http://www.cqvip.com ＝囊　老霜　

・ＯＮＵ。综合业务办公ＯＮＵ（支持４ＦＥ＋４ＥＩ＋８ＰＯＴＳ接　

口）、综合业务家庭ＯＮＵ（支持２ＦＥ＋２ＰＯＴＳ＋ＣＡＴＶ　

接口）等６台ＯＮＵ设备。　

・带ＭＳＴＰ功能的ＳＤＨ传输设备２台，数据交换机　

２台，ＩＡＤ　２台。　

・测试设备。ＨＰ　３７７１８　ＳＤＨ分析仪两台，ＳｍａｒｔＢｉｔｓ　

６００ＥＯＴ分析仪１台。　

测试拓扑结构如图２所示．由于有时ＯＮＵ与ＯＤＮ间　的距离很短，可以忽略，所以图中用０　ｋｍ表示。　

３．２测试结果　

（１）Ｅｌ电路仿真功能和性能测试　

Ｅ１电路仿真功能对时延、抖动、误码进行了测试．双向　

时延为３　ｍｓ左右；容限符合模板，输出抖动峰值为０．０１０　

ＵＩ：６４　ｈ无误码。　ＥＰＯＮ和传输设备的互通。ＯＬＴ的１５５　Ｍｂｉｔ／ｓ光口均　

可与所用华为、Ａｌｃａｔｅｌ传输设备１５５　Ｍｂｉｔ／ｓ光口互通：ＯＬＴ　

的２　Ｍｂｉｔ／ｓ　Ｅ１口均可与所用华为、Ａｌｃａｔｅｌ传输设备Ｅ１口　

互通。　（２）点到点专线测试　

ＯＬＴ内部点到点专线．ＯＬＴ之间的点到点专线．ＯＬＴ通　

过传输网后的专线均能互通，且限速精度为５％。左右。　

（３）互联网接入专线测试　

ＯＬＴ上联交换机、路由器及ＭＳＴＰ设备均能实现互通．　

通过网管可以分别对ＯＮＵ上下行业务进行冁速，限速精度　

服　互联网　

软交换　路由　在５‰左右．且交换机可以根据ＶＬＡＮ标签将业务分发到　

不同的ＦＥ端口。ＭＳＴＰ设备可根据ＶＬＡＮ标签将业务映射　

到不同的时隙，并将业务分发到不同的ＦＥ端口，但部分厂　

家的ＭＳＴＰ不能识别ＶＩＡＮ标签，需远端设备支持ＶＩＡＮ。　

（４）普通电话业务测试　

通过ＯＮＵ提供的ＰＯＳ口直接连接电话．测试性能良　

好。ＯＮＵ＋ＩＡＤ电话业务和数据业务可同时接通．ＯＮＵ通过　

ＭＡＣ地址区分语音业务和数据业务，对语音业务加上　

ＶＬＡＮ标签，与数据业务透传，互不影响，语音质量优良。　

（５）保护测试　

传输设备与ＯＬＴ间的光缆中断．主用到备用的倒换时　

间为１３　ｍｓ左右；备用到主用的恢复时间为１０　ｍｓ左右。　

ＯＬＴ与ＯＮＵ间的光缆中断．主用到备用的倒换时间在　

２　Ｓ左右；备用到主用的倒换时间在２　ｍｓ左右，主用到备用　

的倒换时间没有达到传输设备倒换时间小于５０　ｍｓ的要　

求，但是２　ｓ的中断时间不会影响用户的使用感受。　

ＯＤＮ与ＯＮＵ间的光缆中断．主用到备用的倒换时间　

在２　ｍｓ左右；备用到主用的倒换时间在２　ｍｓ左右。　

ｆ６）９ｏＳ测试　

通过ＯＬＴ观察收包情况．高优先级速率可得到保　

证，低优先级只能使用剩余带宽．高优先级与低优先数　

据包数量比为８：１。证明ＥＰＯＮ系统可支持ＶＬＡＮ和　

ＬＬＩＤ优先级。　

（７）０ＬＴ带宽分配测试　

Ｑ　ｌ　ｒ、＼、　备用光纤Ｉ卜　ｋｍ５００６＿０７　

５００６．０６　路　５００６．０６　

Ｅ１　

５００６　０　７　ＰＣ　．—　

图２　ＥＰＯＮ应用测试拓扑结构　维普资讯 http://www.cqvip.com

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EPON技术的光接入网解决方案

EPON技术的光接入网解决方案

EPON技术的光接入网解决方案

目前，接入网网络面临一系列技术和业务模式的革命和挑战，用户业务需求的变化和行业整合带来新的竞争局面，传统电信运营商采用的是ADSL或者LAN接入，但对于新的业务需求，传统方式已经不能满足，而且网络改造的成本高昂，作为广电网络运营商来说，怎样建设新型接入网络，具备开展多业务的能力，具备网络扩展的潜力，这是目前网络建设需要认真考虑的。只有建设能够满足未来多业务需求的基础网络，才能在新的市场竞争环境中获得发展机会。

当前，通信网络的发展有两个方向，一是传输层面呈现全光网络的发展趋势，从核心层的ASON技术到接入层的FTTP技术，无不预示网络承载向光的演化；另外是以IP为核心的业务整合，Internet的发展使IP成为最理想的业务承载协议，MSTP、RPR、MPLS等技术无不是传统传输网络和包交换网络互相借鉴和融合的结果，IPTV、VoIP的快速发展同样也说明了IP承载的发展方向。接入网系统的网络建设要把握技术和市场两个方面的发展趋势，选择合理的技术建设接入网络。

EPON作为一种新兴的接入网技术，非常适合光纤接入网络(FTTB/FTTH)建设，从运营商的角度来看：无源的特性可以降低建设、管理和运营成本，提高投资回报率，增加新的赢利机会；EPON网络的体系结构非常适合接入网建设，使运营商可以快速有效地开展业务并易于进行网络扩展；E-PON提供的高带宽将满足用户对网络带宽日益增长的应用需求，使运营商开展多业务有可靠的网络资源保证；EPON网络的兼容性良好，可以和现有网络很好地融合；EPON在提供上述优点的同时，还具有其他FTTx技术无可比拟的经济性，可以减少投资和长期建设成本。

需求描述

某小区部署数据接入网，初期提供数据接入服务，同时为IPTV做准备，时机成熟时给客户提供IPTV服务，为客户提供高品质的网络服务。

小区内共有7个标段248幢楼房，含690个住户单元，共计9108个住户。另有商业、学校、机关等大楼若干。初期为用户首先提供宽带上网业务，后期需要开展IPTV、VoIP和其他数据增值业务。本方案中主要考虑住户的接入，商业、学校、机关等今后根据实际情况调整。

EPON的光接入网解决方案

EPON的光接入网解决方案

EPON的光接入网解决方案

目前，接入网网络面临一系列技术和业务模式的革命和挑战，用户业务需求的变化和行业整合带来新的竞争局面，传统电信运营商采用的是ADSL或者LAN接入，但对于新的业务需求，传统方式已经不能满足，而且网络改造的成本高昂，作为广电网络运营商来说，怎样建设新型接入网络，具备开展多业务的能力，具备网络扩展的潜力，这是目前网络建设需要认真考虑的。只有建设能够满足未来多业务需求的基础网络，才能在新的市场竞争环境中获得发展机会。

当前，通信网络的发展有两个方向，一是传输层面呈现全光网络的发展趋势，从核心层的ASON技术到接入层的FTTP技术，无不预示网络承载向光的演化；另外是以IP为核心的业务整合，Internet的发展使IP成为最理想的业务承载协议，MSTP、RPR、MPLS等技术无不是传统传输网络和包交换网络互相借鉴和融合的结果，IPTV、VoIP的快速发展同样也说明了IP承载的发展方向。接入网系统的网络建设要把握技术和市场两个方面的发展趋势，选择合理的技术建设接入网络。

EPON作为一种新兴的接入网技术，非常适合光纤接入网络(FTTB/FTTH)建设，从运营商的角度来看：无源的特性可以降低建设、管理和运营成本，提高投资回报率，增加新的赢利机会；EPON网络的体系结构非常适合接入网建设，使运营商可以快速有效地开展业务并易于进行网络扩展；E－PON提供的高带宽将满足用户对网络带宽日益增长的应用需求，使运营商开展多业务有可靠的网络资源保证；EPON网络的兼容性良好，可以和现有网络很好地融合；EPON在提供上述优点的同时，还具有其他FTTx技术无可比拟的经济性，可以减少投资和长期建设成本。

需求描述

某小区部署数据接入网，初期提供数据接入服务，同时为IPTV做准备，时机成熟时给客户提供IPTV服务，为客户提供高品质的网络服务。

小区内共有7个标段248幢楼房，含690个住户单元，共计9108个住户。另有商业、学校、机关等大楼若干。初期为用户首先提供宽带上网业务，后期需要开展IPTV、VoIP和其他数据增值业务。本方案中主要考虑住户的接入，商业、学校、机关等今后根据实际情况调整。

EPON技术的应用分析

EPON技术的应用分析

EPON技术的应用分析

一、EPON简介

EPON（以太无源光网络）是光纤接入网的主流技术，也是一种宽带综合接入技术，它延用了以太网和TDM的一些特性。从网络分层协议上来看，EPON属于L2的协议。具有高带宽、低成本、易维护、易扩展、等特点。一个典型的EPON 系统由

OLT、ONU、POS组成。

OLT（Optical Line Terminal光线路终端l）放在中心机房或模块局，它可以作为一个L2交换机或者L3路由器。在下行方向，它提供面向无源光纤网络的光纤接口；在上行方向，OLT将提供了GE接口。OLT还支持ATM, FR以及OC3/12/48/192等速率的SDH/SONET的接口标准，同时通过支持E1接口来实现传统的TDM话音的接入。

ONU（Optical Network Unit）又叫光网络单元，放在用户驻地侧（CPE），EPON中的ONU主要采用以太网协议。可以实现了成本低廉的以太网第二层交换甚至是第三层路由功能，并且可以通过堆叠实现高带宽的共享和大范围的用户接入。

POS（Passive Optical Splitter）是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备。它的功能是分发下行数据和集中上行数据。无源分光器的部署相当灵活、适应环境广。一般一个POS的分光比为8、16、32、64、128等，并可以进行多级连接。

EPON技术主要应用方式是FTTX，作为中国电信“光进铜退”的解决方案，它可以很好的实现现有业务（宽带、电话、IPTV等）的接入和现有网络（IP网、交换网、传输网等）的融合。

二、EPON的网络应用模式

1、EPON+DSLAM

EPON+DSLAM方式可以很好解决“最后一公里”问题，缩短宽带用户线的距离，也可作为DSLAM下移的解决方案。这种模式下，光纤敷设到小区或DSLAM，小区内采用ONU+DSLAM方式，也可采用ONU+DSLAM集成方式，利用小区内的铜缆资源就可以开展DSLX业务。这种方式旧小区改造和未进行以太网布线的

EPON技术浅析及应用

EPON技术浅析及应用

EPON技术浅析及应用

随着电信市场竞争的日益激烈，现有的以铜缆为传输介质、基于非对称数字用户线(ADSL)技术为基础的宽带接入建设模式将不能适应未来开展高清视频、安全监控等高速率带宽业务的需求。“光进铜退”作为实施网络转型和固网宽带化的有效措施，在提高接入带宽，提升网络对业务的支撑能力，增强运营商的核心竞争能力方面将发挥重要作用。作为接入网新技术，基于以太网技术的无源光网络(EPON)有效缓解了当前铜缆被盗严重、价格上涨较快、建设成本不断增加的状况。

2EPON技术介绍

2.1EPON概述

IEEE802．3ah工作小组从2001年11月开始进行基于以太网的无源光网络（EPON）的标准化工作。

EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。

2.2EPON结构原理

一个典型的EthernetoverPON系统由OLT、ONU、POS（ODN）组成。其系统结构如图2-1所示。

图2-1EPON系统结构图

OLT（OpticalLineTerminal）放在中心机房，ONU（OpticalNetworkUnit）放在网络接口单元附近或与其合为一体。POS（PassiveOpticalSplitter）是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。

OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。根据以太网向城域和广域发展的趋势，OLT上将提供多个Gbit／s和10Gbit／s的以太接口，支持WDM传输。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。