基于EPON的宽带网接入技术.doc

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1、基于EPON的新型宽带接入技术研究A New Broadband Access Technology Based on EPONXXX（中国民航大学通信与信息系统 研一）摘要：FTTH（Fiber to the Home）是将光网络单元（ONU）安装在住家用户或企业用户处，是 FTTx 的一种接入方式，是最靠近用户的光接入网应用类型。EPON是 PON 技术中技术最成熟，应用最广的一种，以其成本低、维护简单、容易扩展、易于升级，提供非常高的带宽，服务范围大，带宽分配灵活，使得 FTTH商用成为一种可能，并成为未来 45 年我国电信产业发展的一个新亮点。本论文首先对近几年来宽带接入及其相关领域出

2、现的新概念、新技术和新系统作了一个简单介绍，其中概述了光接入网的拓扑结构和应用类型，以及 FTTH 中点对点，点对多点的两种技术模式。其次，对组建 FTTH 可以用到的几种技术如 APONE、PON、GPON 等作了较为详细的论述和比较，分析了其中的关键技术,如 OLT 的测距，带宽的分配，快速比特同步等。并阐述了选用 EPON 实现 FTTH 的理由。接下来，作者通过自己亲自参加的辽宁石油化工大学教师公寓接入校园网工程规划、部署及工程实施，详细介绍了用 EPON 实现 FTTH、FTTB 的宽带接入技术理论，设备构建及工程测试等具体工作。并结合实际情况，解决了现场施工中存在的其它问题，通过各

3、种专业测试，该工程完全满足技术指标要求。关键词：FTTH EPON 宽带接入网 基于以太网的无源光网络Abstract: FTTH (Fiber to the Home) is the optical network unit (ONU) installed on the home user or business user, is a FTTx access, is the closest to the users application of the type of optical access network. FTTH is being promoted in China, at th

4、e same time, with the gradual maturity of PON technology, particularly EPON (Ethernet Passive Optical Network) is the PON technology in the most mature technology, the most widely used one by IEEE802.3EFM (Ethernet for the First Mile) Put forward. It is its low cost, simple maintenance, easy expansi

5、on, easy upgrade, to provide very high bandwidth services, bandwidth allocation and flexible, making FTTH may be a business and become the next 4 to 5 years of Chinas telecom industry development The new bright spot. EPON is the use of so-called passive optical network (PON) topology of the realizat

6、ion of carrying a variety of business Ethernet signal transmission in the form of a network, that is, the PON fiber-optic transmission of the changes in the length of the Ethernet frame signal, the basic principles of APON with a similar structure and G. .983 on the basis of trying to retain the ess

7、ence of the APON - physical layer PON, and Ethernet to replace the ATM as a data link layer protocol. So as to provide a greater bandwidth, lower cost and wider operational capacity of the new combination.Keywords: EPON; Broadband access; Fiber to the home; Ethernet Passive Optical Networks1 引言由于Int

8、ernet 业务的爆炸式增长，作为用户与核心网之间桥梁的接入网由于带宽限制成为用户与核心网之间的“瓶颈”。普通的ADSL技术无法提供长距离及高速宽带等系列服务，已渐渐无法满足用户需求。可提供全业务、高速率的FTTH（光纤到户）光接入网就成为了宽带接入网的最有效的解决方案。本文研究了FTTH的构成与实现，详细阐述了光接入网的构成及各个组成部分。重点介绍了实现FTTx的关键技术。2 用 PON 实现 FTTH 的技术2.1 PON 接入技术简介PON 就是指带无源器件的光纤网络。无源光纤网络与有源光纤网络之间的区别在于它以一对光无源分路器取代了有源光纤网络中的远端光纤设备（ROLT）。其采用的传输

9、协议为TDMA或TCM方式。无源光纤网络的传输距离及容量受到一定限制，它的优越性在于不需要机房，降低了维护的工作量与费用。PON 接入技术采用了无源分光器，因而大大简化网络结构、节省了宝贵的光纤资源，下面就典型的 N 个节点的接入进行一下比较与分析。传统的光纤接入方式普遍采用点到点的接入方式，如图2.1。图2.1 点对点方式：需要 2N 个收发模块，光纤总长度为 N*(D1+D2)局端的 OLT 代表架式光收发模块，假设接入 N 个节点，那么需要 2N 个光收发模块，假设光纤长度分为 D1 和 D2 两段，那么光纤的总长度为 N*（D1+D2）。采用 PON 方式的点到 N 点接入方式如图2.

10、2所示。图2.2 PON 方式：需要N+1个收发模块,光纤数量为（D1+N*D2）总体来看，PON 技术的关键是在线路中引入了无源的分路器，这使得系统设备的理论成本和线路成本均可以较传统的P2P技术有较大幅度的优化，还可以增强OAM能力和QoS水平；另外，由于分路器是无源器件，维护简单，环境适应能力强。2.2 EPON（Ethernet PON）EPON 就是利用无源光网络（PON）的拓扑结构实现承载多种业务的以太网信号传输的一种网络形式，即PON光纤中传输的是长度变化的以太网帧信号，其基本原理是在与 APON 类似的结构和 G.983 的基础上，设法保留了 APON 的精华部分物理层 PON

11、，而以以太网代替 ATM 作为数据链路层协议。从而构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能力的新的结合体。EPON 采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网上提供多种业务。目前，IP/Ethernet 应用占到整个局域网通信的 95%以上，EPON 由于使用上述经济而高效的结构，从而成为连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。10Gbit/s以太主干和城域环的出现也将使 EPON 成为未来全光网中最佳的最后一公里的解决方案。 在一个 EPON 中，不需任何复杂的协议，光信号就能准确地传送到最终用户，来自最终用户的数据也能被集中传送到中心网络。在物理层，EPON 使用 1000BAS

12、E的以太 PHY，同时在 PON 的传输机制上，通过新增加的 MAC 控制命令来控制和优化各光网络单元(ONU)与光线路终端(OLT)之间突发性数据通信和实时的TDM 通信，在协议的第二层，EPON 采用成熟的全双工以太技术，使用 TDM，由于ONU 在自己的时隙内发送数据报，因此没有碰撞，不需 CDMA/CD，从而充分利用带宽。另外，EPON 通过在MAC 层中实现 802.1p 来提供与 APON 类似的 QoS。2.2.1 EPON 的网络结构一套典型的 EPON 系统由OLT，ONU/ONT，POS 组成。如图2.3所示。OLT 位于根节点，通过 ODN 与各个ONU相连，在下行方向，

13、OLT 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（Gigabit Ethernet）。将来 10Gbit/s 的以太网技术标准定型后，OLT 也会支持类似的高速接口，为了支持其他流行的协议，OLT还可支持 ATM, FR 以及 OC3/12/48/192 等速率的 SDH/SONET 的接口标准。OLT 通过支持 E1 接口来实现传统的 TDM 话音的接入。在 EPON 的统一网管方面，OLT 是主要的控制中心，实现网络管理的主要功能。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。ONU 放在用

14、户驻地侧，接入用户终端。图2.3 EPON网络结构2.2.2 EPON 的层次模型对于以太网技术而言，PON 是一个新的媒质。802.3 工作组定义了新的物理层。而对以太网 MAC 层以及 MAC 层以上则尽量做最小的改动以支持新的应用和媒质。EPON的层次模型按照2003年1月发布的IEEE 802.3ah Draft 1.3 规定如图2.4。EPON 系统通过一条共享光纤将多个 DTE 连接起来，其拓扑结构为不对称的基于无源光分路器的树形分支结构。MPCP 就是使这种拓扑结构适用于以太网的一种控制机制。EPON 作为 EFM 讨论标准的一部分，建立在 MPCP（Muti-Point Con

15、trol Protocol多点控制协议）基础上，该协议是 MAC control 子层的一项功能。MPCP 使用消息，状态机，定时器来控制访问 P2MP（点到多点）的拓扑结构。在 P2MP 拓扑中的每个ONU 都包含一个 MPCP 的实体，用以和 OLT 中的 MPCP 的一个实体相互通信。作为 EPON/MPCP 的基础，EPON 实现了一个 P2P 仿真子层，该子层使得 P2MP 网络拓扑对于高层来说就是多个点对点链路的集合。该子层是通过在每个数据报的前面加上一个 LLD（Logical Link Identification）逻辑链路标识来实现的。该 LLID 将替换前导码中的两个字节。

16、PON 将拓扑结构中的根结点认为是主设备，即 OLT；将位于边缘部分的多个节点认为是从设备，即 ONUs。MPCP 在点对多点的主从设备之间规定了一种控制机制以协调数据有效的发送和接收。系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送，位于OLT的高层负责处理发送的定时、不同ONU 的拥塞报告、以便优化PON系统内部的带宽分配。EPON 系统通过 MPCPDU 来实现OLT与ONU之间的带宽请求、带宽授权、测距等。MPCP 涉及的内容包括ONU发送时隙的分配，ONU的自动发现和加入，向高层报告拥塞情况以便动态分配带宽。MPCP多点控制协议位于MAC Control子层。MAC Contro

17、l向MAC 子层的操作提供实时的控制和处理。图2.4 EPON的层次模型2.2.3 EPON的工作原理1. 信号复用 EPON 系统采用 WDM 技术，实现单纤双向传输（强制）。图2.5 EPON工作原理为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术：2. 下行数据流采用时分复用（TDM）技术； 从局端接口单元发送的信号按时分复用依次送到各个用户单元。图2.6 EPON中的下行数据流3. 上行数据流采用TDMA技术图2.7 EPON中的上行数据流在图 2.6中下行数据采用广播方式从 OLT 发给多个 ONU，根据 IEEE802.3 协议，这些数据包是不定长的，最长可以达到

18、 1518 字节。每个包携带的信头唯一标识了数据需要到达的是 ONU1、ONU2 还是 ONU3，此外有一些包是发给所有的 ONU，称为广播包，还有一些包是发给一组 ONU 的，称为多播包。数据流通过分束器后分为 3 路独立的信号，每路信号都含有发给所有特定 ONU 的数据包。当 ONU 接收到数据流时，只提取发给自己的数据包，将发给其他 ONU 的数据包丢弃。例如，在图2.6中 ONU1 接收到了数据包 1、2、3，但只将数据包 1 发送给终端用户。 图2.7显示上行数据流采用时分复用技术，每个 ONU 都分配一个传输时隙。这些时隙是同步的，因此当数据包耦合到一根光纤中时，不同 ONU 的数

19、据包不会产生干扰。例如，ONU1 在第 1 个时隙传输数据包 1，ONU2 在第 2 个没有占用的时隙传输数据包 2，ONU3 在第 3 个没有占用的时隙传输数据包 3。 ONU 发给 OLT 的上行业务流使用时分复用技术，每个 ONU 在特定的时隙传输，避免传输冲突。2.2.4 EPON中的关键技术1. 系统同步 系统同步是指由于 EPON 上行为多点到一点的拓扑结构，每个 ONU 发送时隙必须与 OLT 的系统分配的时隙保持一致，以防止各个 ONU 上行数据发生碰撞。ONU侧的时钟应与 OLT 侧的时钟同步。EPON 时钟同步采用时间标签方式。在 OLT 侧有一个全局的计数器，下行方向 O

20、LT 根据本地的计数器插入时钟标签，ONU 根据收到的时钟标签修正本地计数器，完成系统同步；上行方向 ONU 根据本地的计数器插入时钟标签，OLT 根据收到的时钟标签完成测距。 2. ONU 的自动识别ONU 自动加入目的是通过系统的自动运行，不需人工干预的完成对新 ONU 的发现和注册，使新 ONU 能够自动加入到 EPON 系统而不影响其他 ONU 运行。EFM对解决注册冲突提出了两种方案：1) 随机延迟时间发生注册冲突时，发生冲突的 ONU 仍然每次都响应注册授权，但是在响应开窗时随机延迟一定时间（但必须保证 ONU 随机延迟后的应答仍然可以落在开窗内）。采用随机延迟时间的方法可以缩短

21、ONU 加入系统的时间，但是需要增大注册开窗的长度，这样会降低系统的带宽利用率。2) 随机跳过开窗发生注册冲突时，发生冲突的 ONU 随机跳过若干个注册授权后才重新响应。如果注册授权的周期为 1s，那么发生冲突的 ONU 可随机延时 18s(系统可配置)，然后继续等待注册授权。采用随机跳过开窗的方法比随机延迟时间需要多花一些时间，但是不需增大注册开窗，不会影响系统的带宽利用率。3. EPON 中 TDM 业务的传输尽管数据业务的带宽需求正快速增长，但现有的电路业务还有很大的市场，在短期内仍将发挥其巨大的作用，在今后几年内仍是业务运营商的主要收入来源。所以在 EPON 系统中承载电路交换网业务，

22、将分组交换业务与电路交换业务结合有利于 EPON 的市场应用和满足不同业务的需要。因此现在大家谈论的 EPON实际都是考虑网络融合需求的多业务系统。EFM 对 TDM 在 EPON 上如何承载，在技术上没有作具体规定，但有一点是肯定的就是要兼容的以太网帧格式。如何保证 TDM 业务的质量实际上也就成为多业务 EPON 的关键技术之一。4. EPON 中信息安全的考虑 根据 IEEE 802.3ah 规定，EPON 系统物理层传输的是标准的以太网帧，对此，802.3ah 标准中为每个连接设定 LLID 逻辑链路标识，每个 ONU 只能接收带有属于自己的 LLID 的数据报，其余的数据报丢弃不再转

23、发。不过 LLID 主要是为了区分不同连接而设定，ONU 侧如果只是简单根据 LLID 进行过滤很显然还是不够的。为此IEEE 802.3ah 工作组从 2002 年下半年起召开几次的会议，专门讨论有关 EPON 的链路安全性的问题，包括研究 APON 的 G.983 建议中搅动机制，802.1x 协议等，会议中另一个主要议题就是关于安全性的问题是单独放在 EPON 中解决，还是放到整个802 体系中解决。最终会议决定单独成立一个任务组结合 EPON 的具体情况，负责整个 802 体系的安全性问题的研究和解决。2003 年 1 月份以原 EPON 安全小组的主要成员为主的新的工作组已经召开会议

24、，将在尽量保证以太网体系架构的基础上，结合 802.1x、802.10 等已有以太网关于安全性的协议，加强和完善 EPON 和其他以太网应用的安全性。5. EPON 中的以太网管理 对于以太网来说，第一英里接入是一个全新的应用。一个完整的新的电信级的管理被要求。和传统的局域网不同，在第一英里的终端用户不是按照以太网业务提供者的要求而配置的，第一英里包括局端设备（OLT）和远端设备（ONU），因此，局端设备必须要有能力监测业务提供网络和用户驻地网之间的物理链路和设备的一些重要的信息。EFM 工作组已经决定提供的 OAM 功能包括：远端错误指示，远端环回，链路监视。OAM 的消息通道，采用长度/类

25、型域为 8809 的慢协议帧传送 OAM消息。 6. 关键协议多点控制协议（MPCP） 在采用点对多点(P2MP)通信的网络设备中，主单元和从单元之间要采用点到多点控制协议(MPCP)来实现数据的有效传输。EPON 系统是一种典型的点到多点传输/接入设备，采用 MPCP，可以实现一个可控制的网络配置，如 ONU 的自动发现，终端站点的带宽分配及查询，监控等。MPCP 协议在 MAC 控制层实现，除 802.3 的 31 子句定义的消息外，还要引入5条新的控制消息：GATE，REPORT，REGISTER_REQ，REGISTER，REGISTER_ACK。 采用 MPCP 可以优化网络资源，如

26、：利用测距，可以实现多个 ONU 共享传输线路，提升了带宽利用率：ONU 可以报告其带宽需求，使网络管理者根据情况进行动态带宽分配(DBA)。 通过 P2P 仿真，MPCP 可以和现有的以太网兼容，传统的以太网帧格式仍然被保留，对等层之间的通信可以由网桥来控制，生成树算法可以用来消除环路。MPCP协议的实现过程如图2.8所示。图2.8 MPCP 协议的实现过程MPCP 消息帧（MPCPDU）结构是 64 字节的 MAC 控制帧。其结构如表2.1所示。表2.1 MPCPDU结构7. 动态带宽分配（DBA） 带宽分配分为静态和动态两种，静态带宽由打开的窗口尺寸决定，动态带宽则根据 ONU 的需要，

27、由 OLT 分配。DBA 技术是 MAC 层技术关键，它直接关系到上行信道的利用率和数据时延。TDMA 方式的最大缺点在于其带宽利用率较低，采用DBA 可以提高上行带宽的利用率，在带宽相同的情况下可以承载更多的终端用户，从而降低用户成本。另外，DBA 所具有的灵活性为进行服务水平协商（SLA）提供了很好的实现途径。 实现带宽动态分配的关键在于如何获得 ONU 的实际状态，各种 DBA 算法获得ONU 状态的手段不同，目前 MAC 层争论的焦点就是 DBA 算法和 802.3.ah 标准中是否确定统一的 DBA 算法。目前的方案是基于轮询的带宽分配方式，即 OLT 采用轮转的方式对各 ONU 进

28、行轮询，ONU 在传输的有效数据流中嵌入其缓冲区内等待以太数据包发送请求控制信息，OLT 对各个 ONU 大小不一的带宽请求信息按照限定最大发送窗的分配方案分别进行授权。动态带宽分配算法就是实时地（ms/s 量级）改变 EPON 的各 ONU 上行带宽的机制。EPON 中如果用带宽静态分配，对数据通信这样的变速率业务很不适合，如按峰值速率静态分配带宽则整个系统带宽很快就被耗尽，带宽利用率很低，而动态带宽分配使系统带宽利用率大幅度提高。通过 DBA，我们可以根据 ONU 突发业务的要求，通过在 ONU 之间动态调节带宽来提高 PON 上行带宽效率。由于能更有效地利用带宽，网络管理员可以在一个已有

29、的 PON 上增加更多用户，终端用户也可以享有更好的服务，如用户可以用到的带宽峰值可以超过传统的固定分配方式的带宽。 根据 EPON 的特点及 ITU-T的G983 建议，可以得出对动态带宽分配设计的具体要求有：业务透明；高带宽利用率；低时延和低时延抖动；公平分配带宽，健壮性好，实时性强。动态带宽分配采用集中控制方式：所有的 ONU 的上行信息发送，都要向 OLT 申请带宽，OLT 根据 ONU 的请求按照一定的算法给予带宽（时隙）占用授权，ONU 根据分配的时隙发送信息。其分配准许算法的基本思想是：各 ONU 利用上行可分割时隙反映信元到达的时间分布并请求带宽，OLT 根据各 ONU 的请求

30、公平合理地分配带宽，并同时考虑处理超载、信道有误码、有信元丢失等情况的处理。ONU 可能经常要断开（特别是在 FTTH 情况下），已经断开的 ONU 不应再占用网络带宽。解决这个问题的方法有：使新的请求在许可信号后的 RTT+t 时间内到达；如果请求（k个）丢失了就意味着ONU已经断开；下次询问此 ONU 前先等待 1 分钟。这样可使断开 ONU 只占用大约 0.0005%的PON带宽。在 PON 中，在传输会聚层上用流量容器来存储管理上行带宽分配的业务流，使PON 段带宽利用率得到提高。分析表明，采用 DBA，最大的带宽利用率可达 80%，没有 DBA 时只有 40%。平均传输时延无 DBA

31、 时为 100ms，而用 DBA 时为10ms。3 实际系统的设计与实现假设现有一项某大学教师公寓的校园网宽带接入网络工程，要求一方面教师公寓可以接入互联网，一方面可以接入到教育网 CERNET。学校要求每户至少 10M 带宽接入。该教师公寓的情况如下：小区分为三个区域：A 区：高档别墅区，共有 20 栋楼 40 户；B 区：多层区，该区共有 15 栋 7 层高住宅楼共计 388 户；C 区：为 6 栋高层建筑，计 570 户。小区共计 998 户。小区楼盘较为集中，距学校的中心机房大约 1.5km。小区与学校的分布如图3.1。学校图书馆新机房及老机房距该小区分别为 1.5 公里和 2 公里，

32、分布放置两台学校核心网络交换机华为的 S8016。教师公寓的多层及高层公寓目前已经完成楼内的语音及数据的电缆综合布线。图3.1 学校分布图3.1 确定工程方案针对这样的实际情况，对 A 区的 20 栋别墅实现 FTTH光纤到户，对 BC 区的 21 栋楼实现 FTTB 光纤到楼接入。针对用户群上网多为家庭上网，重保级别不是很高，故本次方案不与考虑双设备，双路由保护。该工程只选择上联至图书馆中心机房的核心交换机华为 S8016。3.2 采用EPON接入EPON 技术特点之一是组网非常灵活，承载业务全面。下面介绍一下 EPON 的组网方式。根据 ODN（光分路器）的布放及层次可以组成树形网、星形网

33、和链型网拓扑结构。图3.2a 星型图3.2b 树形图3.2c 链型星形网络结构简单，易于设计与工程施工，便于网络升级扩容及障碍处理，目前被广泛采用。 树形网络，如图 3-2b，采用多级分光器实现，设计复杂，各级分光器耦合后最终分光比取决于各级分光比的乘积。如第一级为 1:2 ，第二级为 1：8 。则末级分光比为 2*8=16，设计时，光强度可以参照 1：16 分光器设计。这种组网结构非常适合复杂的节点分布，能最大限度的节省光纤资源。缺点是不利于设计施工，障碍判断困难。 链型网络，如图 3-2c，采用多级 1：2 的分光器，可以将所经过的节点接入，适合分散的节点接入。依据 ODN 的几种分布方式

34、的技术特点，结合教师公寓实际，考虑日后的带宽升级及以后的维护管理，我们采用星形网络拓扑结构，在小区内确定一个合适的地点新建室外光纤配线箱，放置分光器，汇聚所有的节点光纤。如图 3-4，根据楼盘分布及光缆管道实际，选择一个光缆管道的汇聚点新建光缆配线箱放置 ODN，同时考虑尽量在小区中心，我们将光配线箱放置在 C1#楼的东侧。该位置既是光缆管道的中心，又是小区的中心。图3.3 公寓楼盘及光缆管道分布每栋楼到光纤配线箱放 3 芯光纤（考虑到日后的扩容，本次工程只用一芯），光缆敷设。根据实际情况，小区的 40 户别墅用户采用 FTTH 方式接入，其他多层用户如果采用单独的 HTTB 方式，目前的设备

35、厂家一般只提供最多 24 口的 ONU，这样对于高层公寓每楼洞需提供 96 个信息点计算，则至少需要 4 台 ONU，楼道机柜较大，不易安装。并且由于业务开通率目前还不高，共享上行带宽充裕，因此，在高层及多层采用 FTTB+LAN 方式接入是性价比最高的一种方式。如果日后用户带宽不够的话，可以采用增加 ONU 及减小分光器分光比的方法来提速。如图3.4。图3.4 FTTB+LAN系统结构3.3 工程部署由上面的工程分析我们采用了结合方式对多层及高层公寓进行了交换机部署，本次工程采用了中兴公司的二层以太网交换机S2852（48个100M全速FE，4个电口 1000M 上联）及 S2824（24

36、口全速 FE），具体分配及布置如图3.5。图3.5 FTTB+LAN接入交换机分布将局端设备 ZXA10 C200 放置在学校新图书馆的网络机房内，光分路器放置在靠近楼宇的光交接箱中进行分路，用户光纤再分别拉到用户家中，入户光纤在单元内打孔入户后，通过塑料扣板布光纤到“FTTH 智能终端盒”。在“FTTH 智能终端盒” 出 5 类线连接到用户终端设备。3.3.1 系统总体架构图3.6 系统整体架构3.3.2 局端设备局端OLT设备采用的是中兴公司的ZXA10 C200设备，该设备是一款中等容量，体积紧凑的高密度无源光接入局端设备，在 3U 高度的插箱内，可以插入5个PON 板，每个 PON 板

37、4个或2个PON 口，提供最大640个ONT，并且后期可以提供每个PON板8个PON 口，使 3U 的用户数量达到1280个ONT，用户集成度达到业内领先。设备支持 IEEE802.3ah EPON 标准，同时在设备体系结构上支持对符合ITU G.984 GPON 线卡的支持能力，后期开发的 GPON 线卡可以直接插入C200机框内。3.3.3 分光器及布放 对于教师公寓 B 区及 C 区采用 FTTB+LAN 方式接入，采用1个1:32分光器， 1个1:16分光器和一个1:8分光器构建。光分路器放置在靠近楼宇的光交接箱中进行分路。到楼道后进入楼道第 1 层的楼道一体机柜中每栋楼根据实际需求配

38、置一个或 2 个机柜。C 区别墅为光纤入户，光缆由地下管道分出室外皮线式入户软光缆，接入用户客厅中的墙壁光纤连接面板中。 考虑每个 EPON 口可以提供的带宽以及 ONU 数量及光纤分布。使用一个 1：32 分光器与一个 1：8 分光器负责接入 A 区用户的 ONU；使用一个 1：8 分光器接入 C4、C5、C6 三个楼的 ONU，使用一个 1：16 的光分器接入 C1、C2、C3、B11、B12、B13、B14、B15 号楼；使用一个 1：16 的分光器接入 B1 至 B10 号楼。如图3.7。图3.7 分光器部署3.3.3 远端设备ONU 采用的是中兴公司的 FTTx 系列产品 ZXA10

39、 D40，单提供4FE的100M电口。ONU设备放置在别墅区的用户家里，表3.1是OLT对于各点的配置。表3.1 各楼PON口配置3.4 工程部署分析3.4.1 下联方案本次工程在机房部署一套 ZXA10 C200 设备，提供 8 个 PON 口。C200 布置于学校新图书馆的 4 楼校园网机房内，机房距教师公寓住宅大约在 1.5 公里左右，本次工程使用 5 个 PON 口，可以覆盖 21 栋多层的 FTTB 覆盖及 20 栋别墅的 FTTH 覆盖，如后期存在其它小区的 FTTB、或全球眼、网吧、企业客户等 FTTx 建设需求时，可以利用 C200 上剩余 PON 口，或直接进行插板扩容即可，

40、同时也便于分摊 OLT 设备投资成本。从学校图书馆机房至小区间可铺设 12 芯或 24 芯主干光缆至分光器，分光器至每栋楼光配线箱可铺设 4 芯或 6 芯配线光缆，每台 ONU 只占用其中 1 芯，剩余光缆可用于后期小区扩容或做为备份光缆使用。图3.8 下联网拓扑图对于楼道内 ONU 设备，置于小区楼道的 BAN 箱中。高层和多层用户 ONU 下联相应的 2 层以太网交换机，本工程采用的是中兴公司的 S2826（24 口）和 S2852（4 千兆，48 百兆）交换机，每栋楼内采用 5 类或超 5类缆入户。这些设备及用户配线模块都统一安装在位于楼内一楼的一体式机柜中，本次工程机柜由专门厂家定做，

41、该机柜要具有一定的安全防盗功能，以保证设备不受破坏。3.4.2 上联业务网络方案在整个解决方案中，ZXA10 XPON OLT 作为所有业务的汇聚点，将用户业务经过PON网络汇聚后，通过上联端口接入到上层业务网络中。连接图如图3.9。图3.9 OLT系统连接图系统相关配置方式如下：1. 网管配置：需要配置网管使用的 trap 服务器地址，网元网管 IP 地址分配应与网管服务器和 trap 服务器在同一网段，或通过路由方式能相互访问；2. 业务配置：1) 采用端口 VLAN 隔离方式来区分业务分类和业务等级，对不同的业务端口配置成不同的 VLAN 优先级，SS 端口最高，互联网业务端口最低； 2

42、) 不同的上联业务端口的业务数据进入网元时，在进入网元交换前，先完成 VLAN 和优先级的转换，在网元内的数据根据转换后的VLAN 和优先级进行交换和转发。所有业务在系统内到达 ONT 之前均带有 VLAN TAG。 3) 相应的，由 ONT 上联的业务带有相应的 VLAN 优先级，使之在系统交换中转发到相应的业务端口输出，在上联端口出去的数据包转换成其进入网元时的对应形式。3.5 工程细节3.5.1 设备安装及调试 试点中 OLT 采用-48V 直流供电，机房内采用 UPS 确保 OLT 供电安全。ONU 全部采用交流 220V 供电，后备电源为可选； 光缆全部采用 G.652；光纤的接头全

43、部采用 SC/APC 接头，方便工程实施；1：32 分路器采用平面波导式，分路器安装在小区绿化带的光缆交接箱中，在光缆交接箱中预留空间以便安装光分路器；由于试点范围较小，因此在工程计算中不再考虑距离因素，只对光功率进行计算确保设备正常开通；ONU 的供电、室内布线问题: BC 区由楼道内的竖井取电，A 区光纤入户，由该用户家中供电，在用户家中由用户自己布电话线、5 类线、同轴线到相应的终端设备。3.5.2 计费与网管数据业务采用 PPPOE 方式，以便利用局方现有资源，减少设备投资。 电话业务由程控交换机计费，与现有窄带接入网相同。4 结论光纤入户给用户提供丰富宽广的接入服务，这巨大的诱惑是光

44、纤接入技术不断发展和成熟的推动力。通过对光纤接入技术发展史的研究，通过对各种光纤接入技术理论分析比较，可以得出是目前光纤接入技术最具商用价值的接入方式之一。EPON接入技术先进，接入方式组网灵活，投资成本低，可以提供完善的服务质量保证。综上所述，光纤入户给用户提供丰富宽广的接入服务，这巨大的诱惑是光纤接入技术不断发展和成熟的推动力。通过对光纤接入技术发展史的研究，通过对各种光纤接入技术理论分析比较，显示了技术在光纤接入方面的巨大优势。在实际工程应用中，采用 EPON 技术，解决了传统方案无法解决的问题，而且实际设备运行可靠，投资成本低，应用前景广阔，应大力推广商用。参考文献1 胡保民，刘德名，

45、黄德修. EPON：下一代宽带接入网.光通信研究2 韦乐平. 电信网的发展和演进趋势J. 电信技术，2001(1):1-43 （美）Glen Carty. 宽带网络. 北京：人民邮电出版社，2003：215-2174 唐纯贞. 电信网与电信业务. 北京：人民邮电出版社，2003：2152175 朱祥华. 现代通信基础与技术. 北京：人民邮电出版社，2004：107-1286 陶智勇,周芳，胡先志.综合宽带接入技术. 北京：北京邮电大学出版社，2002：15-187 C Qiao，M.Yoo.Optical Burst Switching(OBS):A New Paradigm for and

46、Optical Internet. J High Speed Network， Special Issue on Optical Networking， 1999.8(1):69-84.8 (美)Lillian Goleniew. 电信技术基础. 北京：人民邮电出版社，2003：2572739 ITU-T Recommendation G.983.1-1998, Broadband optical access systems based on passive optical networks (PON) S.10 邬贺铨. 宽带接入网 J .中国数据通信，2002(1)：1-511 张中荃. 接入网技术. 北京：人民邮电出版社，2004：100149 12 徐荣,龚倩,张海光. 城域光网络. 北京：人民邮电出版社, 2003:379380 13 Huangfu Wei. Research on Some Problems of ATM-PON and ATM-over-SDH, Thesis for Doctordegree D. April 2001.