广电宽带网络技术-讲座.pptx
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1、广电宽带网络技术广电宽带网络技术讲座讲座目录三类技术方案比较三类技术方案比较EPONEPON技术技术EOCEOC宽带接入技术宽带接入技术目前广电网络双向改造主要采用:CMTS+CM:上海、深圳、太原、泉州 FTTB+LAN:杭州、宁波、柳州、嘉兴 FTTH+EOC:南阳、淄博、青岛一、三一、三类技术方案比较类技术方案比较优点:优点:利用现有的CATV网络提供双向通信,适合稀疏模式网络覆盖区域;大面积覆盖低开通率情况下成本较低,少量前期投入即可在全网进行业务受理;技术标准及产品比较成熟;缺点:缺点:需要对HFC光电传输链路部分进行双向改造 噪声汇聚效应影响系统的带宽和性能,同轴缆及接头质量要求较
2、高,后续维护工作量较大;CMTS下行通道带宽有限,38Mbps,可开通用户数较少;可承载业务有限,大带宽业务无法满足,无法提供全业务承载;后续系统扩容成本巨大;产业化程度不高,可供选择的设备及系统数量较少。1、CMTS+CM接入方案接入方案优劣势分析优劣势分析:FTTB+LAN方案中,早期光传输链路部分主要采用光收发器方式;EPON技术是近几年迅速走向成熟应用的新技术,价格快速下降。从技术先进性、投资成本、发展趋势等方面综合评估后,我们得出的结论是EPON技术更加优良,故此,方案中主干线光链路部分采用EPON技术。优劣势分析:优劣势分析:优点:优点:运营商不承担用户终端的投入,网络未来升级改造
3、方便;网络接入带宽:1000M到小区,100M到楼道,10M到户,接入带宽高,可扩充性好,可以承载全业务运营;采用外交互方式,不占用同轴电缆的频率资源,光传输采用EPON技术,传输链路中实现没有有源设备,维护方便,二张网同时运营,单网故障相互不影响。目前的LAN产品异常丰富,价格也非常低;EPON产品支持厂家众多,相关产品兼容性好,价格也在大幅降低。缺点:缺点:需重新入户施工,施工量及施工难度都较大;二张网络分开运营,维护人员素质要求高。五类线入户更适合没有网络的公司,像“长宽”、“聚友”这些公司来做。2、EPON+LAN技术方案(技术方案(FTTB+LAN)EOC技术指的是一类技术,我们在后
4、面将详细介绍。这里以MOCA为例来比较三类技术。该方案主干线采用EPON技术,充分利用原有线网光纤资源,OLT部署在分中心,ONU部署到光接收机与用户电放大器。在光接收机或用户放大器后接近用户的点(根据现有HFC网络的不同而采取不同方式),插入POC局端设备,在终端用户购置相应的POC终端设备,通过目前的有线电视网络,实现网络的双向化。优劣势分析优劣势分析优点:优点:充分利用现有网络上的同轴电缆、分支分配器资源,入户施工难度小,节省建网成本;在小光站直接带用户的环境下,施工量大幅减少,改造速度快;基于Cable,基本不受同轴网络上的噪声对系统传输质量的影响,降低了工程施工中同轴电缆系统质量的要
5、求;终端设备成本较低。3、EPON-EOC技术技术目录三类技术方案比较三类技术方案比较EPONEPON技术技术EOCEOC宽带接入技术宽带接入技术11二、EPON技术 EPON概念概念lPON:即无源光网络。是一种点到多点的光纤接入技术,它由局侧的OLT(光线路终端)、用户侧的ONU(光网络单元)以及ODN(光分配网络)组成。所谓“无源”,是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源,全部由光分路器等无源器件组成,因此其管理维护的成本较低。lEPON:就是基于以太网技术的无源光网络。12 EPON概念(续)概念(续)最初最初PONPON标准是基于标准是基于ATMATM的,并由的,并由ITU/F
6、SANITU/FSAN定义定义了相应了相应G.983G.983建议,即建议,即APONAPON。目前则有两个颇为引人注目的新的目前则有两个颇为引人注目的新的PONPON标准:标准:l l其一是由其一是由ITU/FSANITU/FSAN负责制定的用来替换负责制定的用来替换APONAPON标准标准的的GigabitPONGigabitPON(GPONGPON)标准,)标准,l l其二是由其二是由IEEE802.3ahIEEE802.3ah工作组负责制定的工作组负责制定的EthernetPONEthernetPON(EPONEPON)标准。)标准。13 EPON概念(续)概念(续)IEEE1998I
7、EEE1998年发布完千兆以太网标准后,致力于研年发布完千兆以太网标准后,致力于研究如何支持三种接入网拓扑以及相应的物理层:究如何支持三种接入网拓扑以及相应的物理层:l la.a.铜线上以太网(铜线上以太网(EoVDSLEoVDSL),在),在750m750m上传送上传送10Mbit/s10Mbit/s;l lb.b.点到点光纤上的以太网,在最长点到点光纤上的以太网,在最长80km80km上传送上传送1000Mbit/s1000Mbit/s;l lc.c.点到多点光纤上的以太网(点到多点光纤上的以太网(EPONEPON),在最长),在最长20km20km上传送上传送1000Mbit/s1000
8、Mbit/s。此外,该工作组还将定义以太网的运行、管理、此外,该工作组还将定义以太网的运行、管理、维护(维护(OAMOAM),使它具有远端故障显示、远端环回),使它具有远端故障显示、远端环回和链路监测等功能。和链路监测等功能。14 EPON概念(续)概念(续)目前,目前,IP/EthernetIP/Ethernet应用占到整个局域网通信的应用占到整个局域网通信的95%95%以上。以上。EPONEPON由于使用了经济和高效的结构,是由于使用了经济和高效的结构,是连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。10G10G以太主干和城域环的出现也将使以太主干和城
9、域环的出现也将使EPONEPON成为未来成为未来全光网中最佳的最后一英里的解决方案。全光网中最佳的最后一英里的解决方案。15EPON原理原理16EPON原理(续)原理(续)按按ONUONU安放的位置,可以将安放的位置,可以将EPONEPON分为三种接入方式:分为三种接入方式:l lFTTH/FTTOFTTH/FTTO:ONUONU安置在用户家中或办公室中,即安置在用户家中或办公室中,即 光纤入户,此时光纤入户,此时ONUONU称为称为ONTONT;l lFTTBFTTB:ONUONU安置在楼棟或楼棟单元,即光纤到楼;安置在楼棟或楼棟单元,即光纤到楼;l lFTTCFTTC:ONUONU安置在街
10、边,即光纤到街边;安置在街边,即光纤到街边;l l除了除了FTTH/FTTOFTTH/FTTO是光纤入户外,从是光纤入户外,从ONUONU到用户采用到用户采用双绞线或铜轴电缆接入用户。双绞线或铜轴电缆接入用户。17 EPON原理(续)原理(续)一套典型的一套典型的EPONEPON系统由硬件和软件两大部分构成:系统由硬件和软件两大部分构成:1 1)硬件部分主要包括有源网络设备和无源光分配)硬件部分主要包括有源网络设备和无源光分配网两大部分。网两大部分。l l有源设备包括:光线路终端有源设备包括:光线路终端OLTOLT、光网络单元、光网络单元/光光网络终端网络终端ONU/ONTONU/ONT。l
11、l无源光分配网:由局端到用户端的光纤和无源光无源光分配网:由局端到用户端的光纤和无源光分配器组成。称为无源光网络分配器组成。称为无源光网络/光分配网光分配网PON/ODNPON/ODN。18 EPON原理(续)原理(续)a a)光线路终端)光线路终端OLTOLT:l lOLTOLT位于根节点,通过位于根节点,通过PON/ODNPON/ODN与各个与各个ONUONU相连。相连。l l在下行方向(即向在下行方向(即向ONUONU方向),方向),OLTOLT提供面向无源提供面向无源光纤网络的光纤接口;光纤网络的光纤接口;l l在上行方向(即向城域骨干网方向),在上行方向(即向城域骨干网方向),OLT
12、OLT将提供将提供GE(GigabitEthernet)GE(GigabitEthernet)接口,将来,接口,将来,OLTOLT也会支也会支持持10Gbit/s10Gbit/s以太网的高速接口。以太网的高速接口。l lOLTOLT通过支持通过支持E1E1接口来实现传统的接口来实现传统的TDMTDM话音的接入。话音的接入。l l在在EPONEPON的统一网管方面,的统一网管方面,OLTOLT是主要的控制中心,是主要的控制中心,实现网络管理的主要功能。实现网络管理的主要功能。19 EPON原理(续)原理(续)b b)PON/ODNPON/ODN:由光纤:由光纤+无源光纤分配器组成。它是一无源光纤
13、分配器组成。它是一个连接个连接OLTOLT和和ONUONU的无源设备。的无源设备。c c)ONUONU:放在用户驻地侧,接入用户终端设备。:放在用户驻地侧,接入用户终端设备。20 EPON原理(续)原理(续)在网络层次结构中在网络层次结构中EPONEPON增加了增加了MPCPMPCP(多点控制协(多点控制协议)协议功能,它是议)协议功能,它是MACMAC控制子层控制子层MAC-CMAC-C的一部分的一部分内容,如下图所示。内容,如下图所示。MPCPMPCP是是MACMAC控制层的组件,控制层的组件,MPCPMPCP主要完成两种功能:主要完成两种功能:ONUONU自动发现、注册和测自动发现、注册
14、和测距。距。Physical Network LLCMACPhysical Network LLCMACMAC-CEthernetEPON21 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON的光纤网络结构的光纤网络结构:OLT OLT和和ONUONU之间的无源光网络可以灵活组建成树形,之间的无源光网络可以灵活组建成树形,环形,总线形,以及混合型。环形,总线形,以及混合型。树型拓扑树型拓扑22 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON的光纤网络结构的光纤网络结构:总线型拓扑总线型拓扑23 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON的光纤网络结构的光纤网络结构:环型全保护的拓扑结构环型全保护的
15、拓扑结构24 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON的光纤网络结构的光纤网络结构:主干路带保护的树型拓扑主干路带保护的树型拓扑 25 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON的光纤网络结构的光纤网络结构:主、支路带保护的树型拓扑主、支路带保护的树型拓扑26 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON传输距离:传输距离:OLTOLT到到ONU/ONTONU/ONT的最远距离受两个因素影响:的最远距离受两个因素影响:l l第一、它由光线路终端(第一、它由光线路终端(OLTOLT)的发射光功率、)的发射光功率、ONUONU的光接收灵敏度和的光接收灵敏度和ODNODN的损耗决定。的损耗决定
16、。l l第二、是光网络单元第二、是光网络单元ONUONU同时发射的风险。因为光同时发射的风险。因为光网络终端共享光纤馈线和光线路终端的端口,所网络终端共享光纤馈线和光线路终端的端口,所以,所有的设备都必须有一套复杂的算法以避免以,所有的设备都必须有一套复杂的算法以避免一个以上的一个以上的ONUONU同时发射。如果发生了同时发射的同时发射。如果发生了同时发射的情况,就会导致业务流发生碰撞,影响大多数业情况,就会导致业务流发生碰撞,影响大多数业务无法继续。务无法继续。l lPONPON标准将这个最大距离定为标准将这个最大距离定为20km20km。27 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON传
17、输距离:传输距离:l l对对PONPON来说,在选择光分路器的位置时必须考虑来说,在选择光分路器的位置时必须考虑OLTOLT和和ONUONU之间的最大距离限制。光分路器到之间的最大距离限制。光分路器到OLTOLT的的距离决定了距离决定了ONUONU到分路器的距离。二者之和不能超到分路器的距离。二者之和不能超过过20km20km。l l两个例子:一个是分路器距离两个例子:一个是分路器距离OLT 19kmOLT 19km,因而其,因而其服务半径只有服务半径只有1km1km;二是光分路器距离;二是光分路器距离OLT10kmOLT10km,因而其服务半径为因而其服务半径为10km10km。在两个服务区
18、域内都有。在两个服务区域内都有3232个个ONUONU。28 EPON原理(续)原理(续)这就导致需要进行复杂的权衡,并且需要评估下列情况:这就导致需要进行复杂的权衡,并且需要评估下列情况:*如果在如果在ONUONU的服务半径内少于的服务半径内少于3232个用户,每用户个用户,每用户分摊的分摊的OLTOLT成本就很高。成本就很高。*如果在如果在ONUONU的服务半径内多于的服务半径内多于3232个用户,仅仅为个用户,仅仅为了支持第了支持第3333个用户,就需要增加个用户,就需要增加OLTOLT端口,结果导致端口,结果导致每用户分摊的每用户分摊的OLTOLT成本陡增。成本陡增。*如果在如果在OL
19、TOLT的的20km20km服务半径以外有新客户,就需服务半径以外有新客户,就需要在一个新地点安装一个完整的要在一个新地点安装一个完整的OLTOLT设备,结果导致设备,结果导致每用户分摊的每用户分摊的OLTOLT成本非常高。成本非常高。因此,在规划设计因此,在规划设计EPONEPON网络的时候,一定要预先网络的时候,一定要预先将网络覆盖的用户合理地按将网络覆盖的用户合理地按1 1:32/6432/64进行分配,使其进行分配,使其不出现上述情况。不出现上述情况。29 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON系统的信号传输:系统的信号传输:EPONEPON采用单纤波分复用技术采用单纤波分复用技
20、术l l上行上行1310nm 1310nm;下行;下行1490nm 1490nm;l l数字数字/模拟电视模拟电视1550nm 1550nm;数据发数据发送送数据接数据接收收光发送光发送器器光接收光接收器器ONU 1ONU 2ONU 3OLT光发送光发送器器光接收光接收器器数据发数据发送送数据接数据接收收1:n无源光无源光分路器分路器介质介质接入接入逻辑逻辑介质介质接入接入逻辑逻辑波分波分合路合路波分波分合路合路30 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON系统的信号传输:系统的信号传输:l l下行方向(由下行方向(由OLTOLT到到ONUONU)采用广播方式,每一个)采用广播方式,每一个
21、ONUONU将接收到所有下行信息,根据其将接收到所有下行信息,根据其MACMAC地址提取地址提取有用信号。有用信号。l l上行方向(由上行方向(由ONUONU到到OLTOLT)采用时分方式共享系统。)采用时分方式共享系统。为了避免数据碰撞和公平的信道共享,采用为了避免数据碰撞和公平的信道共享,采用OLTOLT分分配静态或者动态带宽的方式,给每个配静态或者动态带宽的方式,给每个ONUONU分配一个分配一个时间没有重叠、时隙可变的传输窗口,用于时间没有重叠、时隙可变的传输窗口,用于ONUONU数数据的传递。据的传递。31 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON系统的信号传输:系统的信号传输:
22、l l为了实现时隙的管理,为了实现时隙的管理,IEEE802.3ahIEEE802.3ah中采用了多点中采用了多点控制协议(控制协议(MPCPMPCP),采用),采用ReportReport和和GATEGATE两个两个MACMAC控制消息来实现。控制消息来实现。OLTOLT发送发送“门(门(GATEGATE)消息)消息”给给ONUONU用来分配时隙,而用来分配时隙,而ONUONU采用采用“报告(报告(ReportReport)消息消息”向向OLTOLT获取时隙或者请求时隙。通过接入控获取时隙或者请求时隙。通过接入控制机制将各个制机制将各个ONUONU有序接入。有序接入。l lEPONEPON的
23、上、下行信息速率均为的上、下行信息速率均为1Gb/s1Gb/s(由于其物(由于其物理层编码方式为理层编码方式为8B/10B8B/10B码,所以其线路码速率为码,所以其线路码速率为1.25Gb/s1.25Gb/s),由一根光纤采用波分复用实现全双),由一根光纤采用波分复用实现全双工通信。其结构示意图如下图所示。工通信。其结构示意图如下图所示。32 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON系统的信号传输:系统的信号传输:33 EPON原理(续)原理(续)EPONEPON网络每用户平均带宽:网络每用户平均带宽:l l在在EPONEPON中,因为所有用户终端共享中,因为所有用户终端共享OLTOLT
24、和光纤,所和光纤,所以每个用户终端的可用带宽也是共享的。可共享以每个用户终端的可用带宽也是共享的。可共享的总带宽取决于分光器的分支比。例如,的总带宽取决于分光器的分支比。例如,EPONEPON的的分支比为分支比为1:321:32时,每个时,每个ONUONU的平均可用带宽是的平均可用带宽是32Mb/s32Mb/s。l l当需要提高带宽时,当需要提高带宽时,EPONEPON可以降低光分支比来提可以降低光分支比来提高每用户的带宽。例如,高每用户的带宽。例如,EPONEPON的分支比从的分支比从1:321:32降降到到1:161:16,可使每用户的带宽增至,可使每用户的带宽增至64Mb/s64Mb/s
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