EPON 技术光接入网解决方案
( 2008/11/26 11:30 )
本文关键字: 接入网 10, 网络 35, 整合 2, 电信 2, 运营商 7, ADSL1, LAN1, 全光网络 1, ASON1, IP5,
MSTP1, MPLS1, 融合 2, IPTV9, VoIP3, EPON7, 光纤接入 2, FTTH2, PON3, 宽带 2, 增值业务 2, 流
媒体 1, 三网合一 1, 互联网 1, NGN1, 网络电话 1, VOD2, 机顶盒 1, 视频点播 1, 宽带接入 2, Qos1, 光
纤 6, 光网络 1
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。
本次建成的网络可以提供足够的带宽,实现高质量的数据接入业务、IPTV 流媒体业务。
网络要具备良好的扩展和升级能力,在未来可以有效支持三网合一的业务需求。
光纤接入网络支持的业务包括:
互联网接入:提供普通 Internet 接入,对浏览页面、上传下载等普通应用有足够的带宽
保证。
VoIP:面向未来的 NGN,提供网络电话业务。
IPTV/VOD:可以实现各种单播或组播方式的视频业务,包括 PC 或机顶盒方式的 IPTV
业务、视频点播(VOD)业务。
小区宽带接入网方案
本方案使用 SALIRA2550OLT 和 SALIRA3300 系列 ONU 建设小区宽带,系统在可靠
性、标准适用性、安全性、扩展性、SLA&QoS、可管理性等方面有充分保证和全面考虑,
基于这个平台有效开展数据接入业务以及基于 IP 的话音、数据和视频业务。
网络拓扑结构
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。由于小区楼数较多,本方案主要考虑住户的接入,后期商业、学校、
机关的接入问题可根据实际情况调整。
局端 OLT 配置方案
考虑到该小区总用户数多,此次设计采用 SALIRA 电信级中心站设备 OLT2550,该设
备为 10U 设计,插卡式结构,计划安装在小区内的中心机房。设备满配置可提供 28 个下行
PON 光口、28 个上行 GE 口。该 OLT 能够提供最大 28Gbps 接入容量。满足该小区宽带
接入和以后的 IPTV 业务开展需要。
PON ODN 网络方案
本次工程中心 OLT 安装在小区内,所以采用 1 次分光,采用 1∶16 分光器,分光器考
虑采用地埋方式或者小区内光交接箱内,分光器出来光纤到楼栋,在楼栋安装箱内成端,按
照该楼栋户数配置的 ONU3346 的数量配置纤芯数,每台 ONU3346 配置 2 条纤芯(1 芯主
用,1 芯备用)。多楼栋的楼考虑两个楼栋共用 1 台 ONU3346,光纤到 1 号楼栋,2 号楼
栋使用 5 类线直接穿管到达。
ONU 部署方案
工作初期目标是为客户提供数据接入服务,后期目标为客户提供 IPTV 和 IP 增值业务,
本着实用和经济的原则,计划采用盛立亚 ONU3346 部署 FTTB,光纤到楼栋,采用壁挂式
接头箱,内置 ONU3346,ONU3346 出 5 类线到用户家。ONU3346 为 24FE 接口用户端,
为高密度经济型用户端。
扩展接入方案
EPON 系统具备良好的可扩展性,只要针对小区当前网络规划的情况,增加分光器/板卡
等设备,可方便快捷实现对网络的扩展,且不会对现有业务造成任何影响。例如,针对本方
案,可以对该小区部分高端客户提供 FTTH(光纤到户)接入以及迅速接入周边客户(只需要部
署分光器到该用户之间的光纤即可)。
由于目前没有具体的需求,本方案中暂不针对这种方式进行设计和配置,可根据具体要
求在进一步沟通后进行规划。
方案特点和优势
使用 SALIRAEPON 平台可以充分实现数据接入网的设计目标,非常适合本次方案的需
求,由上面的网络设计可以看到 EPON 作为数据接入解决方案的主要优势:点到多点的网络
拓扑结构在逻辑结构上是星形的连接,即每个 ONU 都是直接连接到局端设备,避免网络的
非平衡结构,相比传统的点对点或环状的网络有更强的接入能力和扩展能力,能节省大量干
线光纤,减少投资。从管理的角度来看,采用一套中心管理系统对整个网络进行管理,避免
传统接入网管理能力差、分开管理的缺点,同时,能够管理到 ONU 端端口,为维护、故障
排除提供了很大的便利。从维护的角度看,无源光网络采用无源器件,大大减少网络故障点
和外围机房配套设施。从网络建设角度来看,采用 EPON 平台能够做到分期投资,在运营过
程中逐步扩容,不浪费任何资源,增加投资回报率。从运营商市场竞争角度看,借助
SALIRA2000 平台能够快速部署和扩展的特点,运营商可以更快更灵活地满足用户需求。
作者:吴朝宗 来源:人民邮电报
[编辑本段]
GPON 和 EPON 适应场景分析
全业务运营时代的到来,各种增值应用层出不穷,用户对个性化的业务需求也出现猛增
现象。毋庸置疑,高清晰 IPTV、视频监控等在内的多种增值多媒体服务,将成为运营商收入
的重要来源,同时,也必将对运营商构建全业务宽带网络提出新的要求。
EPON 和 GPON 系统可通过一套接入平台提供普通电话、软交换语音、宽带数据、模拟电
视、IPTV、E1 专线接入等多种业务,实现光纤入户,多网融合。基于具体应用来看,在 FTTH
上主要用 GPON 实现业务应用,这主要是针对企业用户,他们的带宽需求比较高,而且支付
能力较强。相对来说,在 FTTB/FTTC 上,侧重于用 EPON 实现业务应用,适用于家庭用户,
资费比较低。“如果需要提供的业务都是 IP,或对 TDM 业务的要求不高,EPON 是最佳选择。
如果要兼顾 TDM 业务与 IP 业务,尤其是对 TDM 有更严格要求时,GPON 会更有优势。”
专家指出。
业务一 企业用户 PK 结果:GPON
企业客户主要是中小企业和网吧等,其带宽需求一般相对较高,一般超过 2Mbit/s,典
型需求为 10Mbit/s 甚至 100Mbit/s,业务需求以 IP 业务为主,辅以 E1 语音专线或 POTS
业务,可以承受较高的资费。此外,企业客户对系统的可用性和维护质量要求较高,这样就
对 PON 设备的长时可用性和运营商的运维部门提出了较高的要求。而企业用户正是看到了
GPON 相对 EPON 来说上下行传输速率高,而且安全级别高的优势,因此一般侧重于使用
GPON 方式为企业用户提供网络视频会议等个性化服务,以及传统语音业务。目前,在欧美
等国家,面向企业用户大力加速 GPON 商用进程是运营商的共识。
业务二 家庭用户 PK 结果:EPON、GPON
家庭用户包括高端家庭用户(别墅、高档公寓)和普通家庭客户,业务需求以 IP 业务为主,
辅以 POTS 业务。目前,家庭用户对带宽的需求逐渐加大,特别是随着 IPTV、视频通信等
多种高带宽增值业务的陆续出现,将使得运营商接入带宽的升级压力剧增,正在大力发展
FTTx。
但是需要注意到,由于高端家庭用户和普通家庭用户对资费的承受能力存在一定差异,
因此采用 PON 技术为家庭用户提供高带宽接入服务时需要区分客户类型来采用 FTTH 或
FTTB/C 等不同的网络结构。对于别墅区和高档住宅小区,考虑到用户对资费的承受能力较
强,可以采用 GPON 直接实现 FTTH,一步到位解决客户对 IP 数据、视频和话音的多种业
务需求。对于普通家庭用户,采用 EPON+LAN 或 EPON+DSL 实现 FTTB,在提供高带宽的
同时可大幅降低网络建设成本,满足普通家庭用户对低资费高带宽的要求。AT&T,Verizon
等运营商利用 GPON 针对高级小区大力推广高清 IPTV 业务。而在国内,中国电信也在大力
推广 EPON,针对普通家庭用户提供各种家庭网络解决方案。
业务三 农村信息化建设 PK 结果:EPON
农村信息化业务接入点分散,一般沿公路呈链状分布,单点用户较少,用户带宽需求低,
而且用户的支付能力比较低,因此,采用 EPON 技术成为一种比较适宜的方式。此外,由于
农村的网络建设起步较晚,大多采用成熟的以太网方案,而源自以太网技术的 EPON 在这方
面具有天然的优势。采用 EPON 技术不但解决了农村的电话通信需求,而且针对以后农村的
发展能够提供宽带数据业务、CATV 和 IPTV 等综合业务。
业务四 视频监控 PK 结果:EPON、GPON
随着“平安城市”项目的大量启动,城市监控、交通监控等一系列远程视频监控组网需求
大量出现,视频监控、视频通信等业务已经成为运营商获取利润的新兴业务。
视频监控业务对上行带宽需求较大,一般超过 3Mbit/s,终端设备数量大并且在一个区
域内呈分散分布,对接入网络的扩展性要求高。此外,由于此类业务主要用于公共安全防护
和行业应用,客户对 QoS 的要求较高,但对成本不很敏感。由于 EPON 和 GPON 均能满足
这些需求,因此,在建设视频监控系统时,可根据不同的应用场景选择 EPON 或 GPON 方
式。目前,烽火、爱立信等都推出了基于 EPON 或 GPON 的视频监控解决方案。
业务五 移动基站回传 PK 结果:GPON
基站到控制器的接口,一般采用 E1 和 ATMSTM-1 接口,3G 基站业务传输所需的接口
类型,一般为 1~4 个 E1,或 FE(10/100M)接口。E1 接口是语音业务必需的,显然 EPON
产品不能满足需要。即使有其他的 EPON 产品能提供 E1 接口,但 EPON 的底层以太网的传
输协议决定了其 E1 业务的实现是一种仿真的格式,其接口的技术特性指标能否满足电信级
的应用存在不确定性。因此,采用 EPON 方式实现基站回传是不可行的。相对的,采用 GPON
作为移动基站与控制系统之间的传输系统,一方面可以在基站侧提供多业务的接入,除了基
站本身传输需要的 E1 链路,而且可以提供数据 IP 接口,为移动运营商发展基站周边的其他
数据以及固定电话用户提供了传输基础;另一方面,在 3G 移动通信中,数据业务的比例越来
越高,需要的链路资源也越来越多,越来越灵活,GPON 可以在单芯光纤上提供多条 E1 和
IP 数据接口,完全满足传输需要。目前,爱立信、上海贝尔阿尔卡特等都推出了 GPON 技术
实现移动回传的解决方案。
资料介绍
PON
PON(无源光网络)
PON(无源光网络)是指 ODN(光配线网)中不含有任何电子器件及电子电源,ODN
全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网
络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT),以及一批配套的安装于用户场所的光
网络单元(ONUs)。在 OLT 与 ONU 之间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者
耦合器。
IPTV 简介
IPTV 即交互式网络电视,是一种利用宽带有线电视网,集互联网、多媒体、通讯
等多种技术于一体,向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。
用户在家中可以有两种方式享受 IPTV 服务:(1)计算机,(2)网络机顶盒+普通电视机)。
它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势,充分有效地利用网络资源。IPTV 既不同
于传统的模拟式有线电视,也不同于经典的数字电视。因为,传统的和经典的数字电
视都具有频分制、定时、单向广播等特点;尽管经典的数字电视相对于模拟电视有许
多技术革新,但只是信号形式的改变,而没有触及媒体内容的传播方式。
IPTV 关键技术
IPTV 是利用计算机或机顶盒+电视完成接收视频点播节目、视频广播及网上冲浪
等功能。它采用高效的视频压缩技术,使视频流传输带宽在 800Kb/s 时可以有接近 DVD
的收视效果(通常 DVD 的视频流传输带宽需要 3Mb/s),对今后开展视频类业务如因特
网上视频直播、远距离真视频点播、节目源制作等来讲,有很强的优势,是一个全新
的技术概念。
传统电视播放存在的问题传统的电视是单向广播方式,它极大地限制了电视观众
与电视服务提供商之间的互动,也限制了节目的个性化和即时化。如果一位电视观众
对正在播送的所有频道内容都没有兴趣,他(她)将别无选择。这不仅对该电视观众来说
是一个时间上的损失,对有线电视服务提供商来说也是一个资源的浪费。另外,目前
实行的特定内容的节目在特定的时间段内播放对于许多观众来说是不方便的。一位上
夜班的观众可能希望在凌晨某个时候收看新闻,而一位准备搭乘某次列车的乘客则希
望离家以前看一场原定晚上播出的足球比赛录像。现在看来是不可能的。
IPTV 的特点及应用
IPTV 是利用宽带有线电视网的基础设施,以家用电视机作为主要终端电器,通过
互联网络协议来提供包括电视节目在内的多种数字媒体服务。特点表现在:
1)用户可以得到高质量(接近 DVD 水平的)数字媒体服务。
2)用户可有极为广泛的自由度选择宽带 IP 网上各网站提供的视频节目。
3)实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互动。IPTV 采用的播放平台将是新一代
家庭数字媒体终端的典型代表,它能根据用户的选择配置多种多媒体服务功能,包括
数字电视节目,可视 IP 电话,DVD/VCD 播放,互联网游览,电子邮件,以及多种在
线信息咨询、娱乐、教育及商务功能。
4)为网络发展商和节目提供商提供了广阔的新兴市场。目前我国通信事业正在迅
猛地发展,用户对信息服务的要求越来越高,特别是宽带视频信息。可以说中国已基
本具备了大力发展 IPTV 的技术条件和市场条件。
一般所说的 IPTV 与数字电视,既有相似点,又有区别。烽火网络公司的技术专家
从以下方面阐述了二者的异同。
1.技术体系
IPTV 系统又叫交互电视,它的系统结构主要包括流媒体服务、节目采编、存储及
认证计费等子系统,主要存储及传送的内容是以 MP-4 为编码核心的流媒体文件,基
于 IP 网络传输,通常要在边缘设置内容分配服务节点,配置流媒体服务及存储设备,
用户终端可以是 IP 机顶盒+电视机,也可以是 PC。
有线数字电视的广播网采取的是 HFC 网络体系,与传统的模拟有线电视网络体系
架构相同,而开展新型的交互式业务情况下(如 VOD),网络体系会有所不同。有线
数字电视 VOD 系统主要包括 VOD 服务、节目采编、存储及认证计费系统,主要存储
及传送的内容是 MP-2TS 流,采用 IPOVERDWDM 技术,基于 DVDIP 光纤网传输,
与 IPTV 的分布式架构不同,有线数字电视 VOD 系统采用的是集中式的服务架构,在
HFC 分前端并不需要配置用于内容存储及分发的视频服务器,只需要放置 DWDM 接
收机及 GAM 调制等设备即可,大大降低了系统的运营成本及管理复杂度,用户终端是
数字机顶盒+电视机。目前国内已经基本形成数字电视产业链,出现了众多的数字电
视机顶盒制造商、前端设备制造商、系统集成商。
2.业务内容
IPTV 有很灵活的交互特性,因为具有 IP 网的对称交互先天优势,其节目在网内,
可采用广播,组播,单播多种发布方式。可以非常灵活地实现电子菜单、节目预约、
实时快进、快退、终端帐号及计费管理、节目编排等多种功能。另外基于 Inter 网的其
它内容业务也可以展开,如网络游戏、电子邮件、电子理财等。
有线数字电视采用广播方式,如果要实现视频点播必须将原来的 HFC 广播网络进
行双向改造。一般情况下,只开通有关生活资讯的交互频道。如果数字电视要支持视
频点播时,也是通过 CALBEMODEM 进入的 IP 网络来支持,实际上就是 IPTV,杭州
的数字 IPTV 系统正是这个模式。从提供的内容服务上看,有线数字电视不如 IPTV。
3.主要优势
IPTV 的主要卖点是交互,及 Inter 网内业务的扩充。IPTV 还可以非常容易地将电
视服务和互联网浏览、电子邮件,以及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能结
合在一起,在未来的竞争中处于优势地位。
数字电视的卖点主要为高清的图像质量。
4.用户群
两者的市场用户群都是家庭用户,只是一个依托有线,一个依托宽带,给用户带
来的利益类似。