光纤到楼接入方案的探索与实践

  摘要:在光纤接入领域中,根据光纤终结点的不同,有FTTB、FTTC以及PTTH等不同的建设模式,统称为FTTX。其中光纤到楼技术FTTB作为FTTH(光纤到户)的过渡模式,是双向网改造初期最为成熟、应用最为广泛的接入模式。本文从广电网双向改造的背景入手,根据FTTB的应用模式和场景,选取了几种经济高效、有利于广电运营商快速部署的方案,为广电在三网融合建设中提供新思路。
  关键词:光纤到楼;供电模式;综合网管
  1、 前言
  网络信息技术在三网融合时代得到了空前的发展,随着光通信技术的发展和规模商用,光纤 光缆和光收发模块的价格逐步降低;与此同时,普通宽带业务,包括未来的融合型业务对带宽都 提出了新的要求,带宽的提速成为当前运营商亟待解决的问题。同时业务的融合,包括宽带上 网、VoIP、高清视频等业务量剧增也促使光纤逐渐成为解决用户需求的必然之选,因此“光进铜 退”的改造思路逐渐成为各大运营商的主流建设模式。
  在国家政策层面,国务院提出了“三网融合”的概念,三网融合是指电信网、广播电视网、互 联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中,其技术功能趋于一致,业务范围趋 于相同,网络互联互通、资源共享,能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。总理主持召开国务院常务会议,决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合,会议上 明确了三网融合的时间表,即2010年-2012年重点开展广电和电信业务双向进人试点,探索形 成保障三网融合规范有序开展的政策体系和体制机制;2013年~2015年,总结推广试点经验,全面实现三网融合发展,普及应用融合业务,基本形成适度竞争的网络产业格局,基本建立适应三 网融合的机制和职责清晰、协调顺畅、决策科学、管理高效的新型监管体系。由此可以看出目前 正处在三网融合的关键时期,如何实现带宽的飞跃和业务的融合是网络融合的核心基础工作。
  而对于广电运营商而言,双向网改造无疑是目前建设思路的焦点。与电信运营商相比,广电 的网络入户覆盖率具有一定的优势,主要以家庭覆盖为主,用户在家中通过受众面广泛的高清电 视机能够简单地获取丰富信息,这是今后广电行业的发展趋势,也是下一代广播电视网(NGB) 的基本要求,因此如何将家庭用户的书房文化终端(PC电脑)成功转型为客厅文化终端(高清电 视机),是当前广电行业亟待解决的问题,也是在互联网行业激烈的竞争中取得先机的必经 之路。
  在广电运营商双向网改造项目进行中,可选择的技术有很多种,其中以EPON技术作为主要 的承载技术,延伸出像EPON + LAN、EPON +E〇C等多种解决方案,下文将根据FTTB所涉及的 技术,提出如何经济、高效建网的基本思路。
  《中国NGB自主创新发展战略研究报告》中明确指出“NGB支持三网融合基础业务和融合 创新业务,支持现有技术体制向高级阶段的平滑过渡”,在三网融合的大环境下,不但要满足现 有基础业务和融合业务如时移电视、视频点播,还要考虑网络的发展性,很多网络在设计时过多 的考虑造价问题,而忽略后期的升级规划,虽然这对于设计者来说增加了难度,但对于整个网络 的继承性和发展性是大有裨益的。
  那么在各种XP〇N标准中,技术的选择应该由三方面来确定:首先是行业标准的支持,通过 国家行业标准的制定来保障互联互通的实施;其次互通测试,包括ASIC芯片级互通测试和系统 设备互通测试,只有全面完善不同层面的互通性才能保证技术的良性循环发展;最后是产业链的 状态,目前EPON包括下一代10G EPON的产业链是良性发展的,主流EPON芯片供应商都推出 了具有互通性的ASIC芯片方案,在技术发展上不存在壁垒,同时EPON技术已规模商用多年,在 采购成本和维护成本上都大大低于其它xPON技术。因此在双向网改造初期,选择EPON作为 接人技术是合适的。
  2.1 EPON技术及发展
  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/Ethemet 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 人网最终用户的一种最有效的通信方法。l〇Gbps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EPOJV系统中,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。在物理层上,EPON使用1000BASE的以太PHY层,同时 EPON的传输机制通过新增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网技 术,使用时分复用并根据MPCP协议来控制ONU在自己的时隙内收发数据报,因此没有碰撞,从 而充分利用带宽。另外,EPON通过在MAC层中实现802. Ip来提供与APON/GPON类似的QoS 能力。
  下一代技术标准l〇G EPON技术是当前EPON网络的发展方向,趋向于大带宽、大分光比及
  长距传输,从运维的角度来看,EPON和10G EPON是一脉相承的,具有平滑演进,高效运维的特 点,相关的光器件技术也H益成熟,全球多家主流光器件厂家已经实现了规模供货,可以有效地 降低成本。
  在未来业务的支掙上,带宽的升级是基础层面,业务的继承性和网络的融合性属于更高层面 的规划。业务的继承性体现在业务对用户的透明度上,对于用户来说每一次网络升级改造应该 尽M保持原有的使用习惯和风格,同时享受更加优质的网络和服务,而不是对用户做强制性适 应;网络的融合性要求下一代EPON技术能够在已经形成的光接入网络构架上运作,保留原有 ODN,这样便可以重用现在正在建造的接人网而不必构建新的网络,既保证了现有资源的充分利 用,又能保证业务的快速部署。
  2.2光纤到楼的几种形式
  对于各大运营商而言,“光进铜退”不是一蹴而就的,而是分层、分批建设,广电运营商也不例外。
  FTTB( Fiber To The Building)即光纤到楼道,是一种基于优化光纤网络技术的宽带接入方 式。采用光纤到楼,五类线入户的方式实现用户的宽带接人便称为FTTB宽带接人网,这是一种 较为经济且实用的宽带接入方法。
  目前针对广电运营商来说,光纤到达的位置可以在光节点,亦可在楼道,根据实际的情况来 部署相应的光纤终端设备。其中EPON + LAN作为主要的接人模式,有如下集中典型的方案:
  2.2.1直驱型EPON + LAN接人
  在FTTB的应用场景中,EPON + LAN是最为典型的光纤到楼道的接人方式,整套系统采用 OLT + ONU接人,通过多端口 ONU的交换端口做为LAN接入,实现光纤到楼道、五类线人户的接人方式。
  ONU的系统硬件是由PON MAC层和PHY层采用分布式设计,PON接人模块是ONU的控制和管理核心,通过它来实现对网络交换模块的控制与配置,保证交换端口的正常运行。尽管ONU的以太网端口能够作为用户的五类线接人,但基于EPON的特性和用户安全考 虑,这些端口相互之间是二层隔离的,在手动关闭端口隔离后各个端口便能实现任意通信。
  2.2.2扩展型EPON + LAN接人
  目前已知的ONU最大端口数量为24个,由于受到端口数量的限制,在直驱型接人的基础之 上就产生了 EPON +交换机的扩展接人模式。
  ONU的交换端口直连交换机A的端口,实现端口扩展和多用户接入,在不超过EPON系统最大可用带宽的前提下,可以将交换机A的端口直连下一台交换机B,从而迅 速扩展用户数量,降低接人成本。
  在EPON系统中,OLT和ONU之间的交互采用OAM的方式实现,也就是说在EPON的综合 网管平台上能够实现对ONU的配置和维护,然而交换机和ONU分别属于两套不同的系统,在管 理平台上并不能直接管理到交换机,这就给交换机和终端用户的运维带来了诸多不便。因此 EPON +交换机在解决端口数量扩展问题的基础之上实现所有设备的统一网管。
  在目前可实现的方式中,RRCP很好的解决了 EPON系统和交换机系统统一网管的问题。 RRCP(Raiseccin Remote Control Protocol)是一种二层远端管理协议。该协议通过管理端与远端 设备的报文交互,实现对远端设备的管理。具体功能包括:自动发现设备、显示设备状态、显示设 备配置、修改设备配置以及拷贝设备配置等,同时,RRCP管理端支持同时管理多个设备,确保对整网的管理。
  4总结
  社会的进步、信息科技的发展和人类对信息业务的新需求打破了近百年来一直统治着电信 业的铜线用户线的一统天下。在向信息高速公路前进的过程中,接入网承接用户与核心汇聚网,是宽带网络建设中非常重要的一环。接人网作为承载业务直接面向用户网络,是体现运营商的 用户覆盖率和竞争实力的直接指标,同时也是广电网络的投资重点。而EPON + LAN作为楼道 接人的应用模式以其高品质、高带宽和高性价比的优势,已得到了绝大多数广电部门的认可。从 目前来看,用户需求的多元化将给众多的接入网技术提供应用的舞台,同时我们也期望有更全面 的接人网技术出现,去满足细分市场需求,将智能接人的价值更加充分地展现出来。
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