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面向全业务PON的应用模式分析

2013-07-02李玮张娅

科学导报·学术论坛 2013年6期
关键词:接入网

李玮 张娅

[摘要]在现代光纤网络的发展来看,DXVDM等新技术应用使得主干网络有了突破性的发展,但网络瓶颈就在常说的“最后一公里”,即主干网与局域网及家庭用户之间的一段,但PON技术的发展为FTTH提出了主要的解决方案,本文即主要分析在面向全业务下PON技术的主要应用模式。

[关键词]接入网;PON;全业务

一、引言

现有光纤网络主要解决基站电路需求,其覆盖范围、分布特点与终端业务用户相去甚远。以基站为中心的接入网不能满足集团客户接入需求。采用PON等光纤接入技术启用星形网络拓扑提供大客户专线、家庭业务和WLAN的接入。根据预测客户分布以及现有光纤线路资源确定光纤覆盖区域;区域内选择条件较好的点作为业务接入点;业务接入点到城域汇聚节点光纤尽可能成环;业务接入点至末端接入点间光纤环形、链形、星形结构都可采用,但到重要业务的末端接入点光纤应采用环形;末端接入点之间光纤环形、链形、星形结构都可采用。

一、有线接入网中的PON技术

(一)选择PON为关键技术

采用PON为代表的光纤接入技术提供大客户专线、家庭业务和WiFi热点无线宽带覆盖,并由FTYC/B/F+LAN/WiFi向FTTH逐步过渡。

GPON与EPON都是源于A/BPON技术。

GPON由ITU-T制定,更关注运营商需求和发展,EPON由IEEE制定,更关注厂家实现。

GPON效率(约90%)高于EPON(约70%),GPON速率高于EPON,支持下行/上行不对称(更符合宽带接入模式),GPON支持更大的分光比从而减少PON端口数和主干光纤数。

运营能力(OAM和可靠性):GPON支持全部五大网管功能和50ms主干光纤保护倒换,EPON可支持故障指示、环回和链路监测。

(二)全业务接入网建设思路及原则

接入层须为话音、Intranet专线、Internet专线和电路出租专线提供有力支撑,为客户提供全业务解决方案,存在多种接入技术,包括MSTP、xPON、L2/CE等,但各种业务的传送属性和接口制式都不尽相同,因此目前没有一种技术能够完美的统一接入层的承载。

1)MSTP:语音业务和电路出租专线业务都要求电信级的传送质量,MSTP/MPLS具备高可靠性、高QOS的传送特性,是当前电信级接入层的必然选择,解决2G/3G基站的薄覆盖及高质量语音、电路出租专线业务的承载。

2)xPON以其高带宽、低成本,维护方便,是适合公众、个人、家庭和2G/3G基站深度覆盖的宽带接入技术,代表未来宽带接入的发展方向。

(三)xPON的OLT的部署位置分析

建设初期,OLT宜采用集中设置的原则,在局端机房(传输汇聚节点)设置OLT节点覆盖一定区域内的零散FTTH/O应用用户,以及FTTB/C应用用户;随着用户规模的扩大,初期应用OLT叠加设置在汇聚机房;远期应用OLT逐渐下移,远期目标将其设置在全业务接入点。

二、PON设备形态需要考虑的问题

不同建设场景对PON设备形态要求的影响:

农村场景:需要IAD端口多、DSL端口少的ONU设备,为了节省投资提高设备利用率,需要能支持IAD和DSL业务板灵活混插的ONU设备。

城区住宅场景:不同实装率和渗透率对ONU设备形态要求不一致。

工业园区和酒店等场景:要求ONU设备提供几十、上百线的IAD端口而对宽带口的需求为一个或几个,主要是企业内部网络由自己组建不同:实装率和渗透率对ONU设备形态要求的影响,实装率低的地区,希望厂商提供较少端口的ONU设备;宽带渗透率低的地区,要求ONU设备提供的IAD端口和LAN/DSL端口比例能灵活配制。

城市住宅区,中高低层各类楼宇对ONU设备形态要求的影响;低层板楼由于住户少,需要较少端口的ONU设备。

高层楼宇,为了便于设备的集中维护,希望选择端口密度高的ONU设备。

盒式设备与支持业务板灵活混插的插卡式设备之间的成本差异。

三、PON设备形态初步建议

城区住宅FTYB+LAN建设模式下,ONU设备形态建议:能提供满足要求的系列化产品:宽带接口支持8-48个多种选择,IAD与宽带接口比例支持4:1、2:1、1:1几种选择,最好能够通过同一套设备配置不同的板卡实现,即简单的插卡式设备。

FTYx+DSL建设模式下,ONU设备形态建议:城区住宅,能提供满足要求的系列化产品:宽带口支持24-128个,IAD与宽带接口比例支持4:1、2:1、1:1几种选择。农村,能够提供支持几十、上百口IAD,且IAD端口与端口数可灵活配置的ONU设备。

总之,要求内置DSL端口的ONU设备能够支持IAD和DSL业务板的灵活混插,满配时支持的IAD容量超过100线,目前,传统综合接入设备厂家可通过综合接入设备出PON上联口满足上述要求。

酒店、工业园区FTTB+LAN建设模式下,ONU设备形态建议:高IAD端口、低FE/GE端口:IAD端口达几十-100线以上,FE/GE端口1-4个。

目前,仅个别厂家可提供相关产品,且只能支持一个FE接口,支持FE和IAD灵活混插的设备目前仅在开发计划中

四、PON的应用模式分析

(一)基站接入的应用

从网络层面来看,BSC/RNC以上的核心网络,传送的业务以ATM和IP业务为主,承载业务量大,覆盖用户多,需要提供完善的保护能力,传输层适合采用成熟的MSTP(多业务传送平台)技术;从RNC/BSC到末端基站,业务主要以接入、汇聚为主,主要呈星形分布,传送的业务以E1(含IMA)为主,在这个层面上,PON技术较为适合。

从基站建设来看,对于城市密集区域、中心商业区,基站业务较为重要,现有的基站基本已经采用SDH环网技术建设了传送网,这时,引入PON的技术主要用于该区域的宽带接入用户,基站业务无需切换到PON网络上;对于新建基站,以及小区/楼宇覆盖的微蜂窝基站,可以采用PON技术组网,既符合PON星形组网的特征、节省网络建设成本,又可以通过光纤向下延伸,扩大对重要客户的宽带接入业务的覆盖。

随着3G的发展,数据业务的比重越来越大,移动网络向着全IP化方向发展,PON技术可以在单芯光纤上提供多条E1和IP数据连接的特性,可进一步满足移动业务的未来发展需要。

(二)大客户接入

在ONU侧,对于写字楼中小型商业用户,可通过多以太口ONU接入,实现基于端口的限速,配合EPON的SLA功能,可满足客户端的QOS要求和运营商的投入产出比要求;对于大型客户,可通过单口千兆ONU实现用户接入。

在OLT侧,可工作于三层模式(连接城域路由设备),也可工作于二层模式(直接连接MPLSPE设备)。

该模式的优势在于:带宽大大提升,相对于PDH、SDH/MSTP接入方式,EPON可提供给用户最高千兆的可用带宽;全程可管理,可按照不同客户需求提供不同的服务水平;扩展性好,一台OLT可覆盖半径20公里内的大客户,树型拓扑决定了灵活性比环形拓扑要好的多;投入产出比高,相对于PDH、SDH/MSTP设备,EPON设备当前的价格就已经具备足够的竞争力,并且随着成本的下降,竞争力会更强,而PDH、SDH/MSTP产品的价格已经趋向稳定;可通过端口1+1备份等保护方式为可靠性要求高的客户提供保护。

(三)网吧接入

该模式的优势在于:将零散网吧收归到统一的接入网络之内,统一管理、维护;网吧提速:相对于传统光纤收发器方式,带宽大大提升,并灵活可调;节省大量光纤资源,同时便于扩展,灵活接入新建网吧;在接入网屏蔽不安全流量和不稳定因素、保证城域网安全。该应用模式在当前已经非常成熟,国内部分运营商已经开始了广泛的试用以及商用。

(四)无线热点覆盖

WLAN和WiMAX作为无线热点覆盖的两种代表技术,关键区别在于覆盖范围的不同。对于酒店、商场、机场等局域场合,可通过WLAN的方式实现热点接入;对于城域范围的无线覆盖,可以通过WiMAX完成。PON与WLAN和WiMAX相结合,可以低成本、高灵活性地实现宽带无线接入的热点覆盖

(五)农村信息化

区域覆盖:在这种应用模式下,OLT产品设置在镇中心机房,上行接入城域IP网络县级节点,下行通过ONU到各行政村,然后通过下挂MSAG产品实现数据、语音业务的综合承载。在OLT上行侧,可通过不同的上行连接IP城域网。

该应用模式的优势在于:单光纤到村、节省大量光纤资源以及施工成本;PON+MSAG模式,提供农村通信一站式解决方案;运营、维护成本低。

基站下挂:此种方式依托农村移动基站,可靠近用户,光纤距离更短,因此在网络建设的速度上和成本上都更具优势。

(六)视频监控

EPON应用于城域视频监控,可以在城域IP网POP点下设置OLT设备,基于EPON传输的长距离,可以对较大区域进行覆盖。

该应用模式的优点如下:节约光纤资源;覆盖距离远,实现低成本的大范围覆盖;中间设备(接入网中心设备到监控点之间)无需维护,无需额外电源供应;带宽足够大,扩容简单;不受环境噪音(电磁波)的干扰;安全,不易窃听和侵入。

五、结束语

PON技术能够对多种业务提供很好支持,同时引入了更多来自电信业界的网管和运维思想。PON技术的优势在于,能够减少主干光纤资源占用,节约投资;网络结构灵活,扩展能力强;无源光器件故障率低,不易受外界环境干扰;业务支持能力强等。

参考文献

[1]王莹.丁鹏.面向全业务不同场景的PON接入模式研究[J].邮电设计技术.2012年11期

[2]周洁娟.李昶.PON接入网络规划探讨[J].电信工程技术与标准化.2010年05期

[3]王飞;赵旭川.PON技术在FTTX中的应用探讨[J].硅谷.2011年13期

[4]张春凌.PON接入技术应用及网络建设[J].中国科技信息.2011年07期

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