《基于epon的fttx接入网建设关键问题探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于epon的fttx接入网建设关键问题探讨（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于基于 EPON 的的 FTTx 接入网建设关键问题探讨接入网建设关键问题探讨 蒋 铭，沈成彬，王成巍，杜 喆 (中国电信股份有限公司上海研究院 上海 200122）摘要 基于 EPON 的 FTTx 技术具有带宽高、可靠性高、维护成本低、技术成熟等优点， 已成为近期各大电信运营商推进“光进铜退”的重要技术。OLT 融合了接入、汇聚、交换 功能，使 EPON 技术的引入改变了传统的电信接入网络的架构，打破了传统接入网和汇聚 网络明晰的分界线，并且改变了传统的接入、数据、软交换 3 个专业各自为政的局面，因 此如何建设和部署可运营的 EPON 接入网是个非常重要的问题。本文对基于 EPON 的
2、 FTTx 接入网中 OLT 设备的网络定位、语音业务组网方式、综合化的网络管理架构 3 个关 键问题进行了详细分析。 关键词 EPON；网络融合；语音业务；网络管理1 概述基于 EPON 的 FTTx 技术具有用户接入速率高、覆盖范围广、良好的 QoS 保证能力 和组播业务支持能力的特点，能够同时支持高速上网、语音、IPTV、TDM 专线甚至 CATV 等多业务综合接入，实现真正的 Multi-Play。目前，EPON 技术已经成熟，市场上 EPON 产品比较丰富，设备形态也比较齐全， OLT 有机架式和盒式，ONU 有单住户单元（SFU）和多住户单元（MDU,既有以太网接口 的 MDU，也
3、有 DSL 接口的 MDU）以及支持 TDM 业务的单商户单元（SBU）和多商户单 元（MTU） ，能够满足不同场景的应用需求。“光进铜退”是实施固网宽带化和宽带转型的重要举措，主要包括 FTTH、FTTB、FTTN 等建设模式。各运营商一般综合考虑网络的投资与收益、对客户的 吸引力、日后维护、投资风险等方面的因素选择最合适的宽带建网模式。一般来讲，新建 区域以 FTTB（PON）LAN 建设方式为主，在改造区域应不改变小区原铜缆接入网络， 原来用五类线覆盖的小区原则上用 FTTB（PON）LAN 方式，原来用双绞线覆盖的小区 用 FTTB（PON）DSL，或者 FTTN（PON）DSL 方式
4、部署。在农村区域应以 FTTN（PON）DSL 方式为主建设。在高档的住宅区和别墅区积极推进 FTTH 建设方式。 “光进铜退”改变现有的以铜缆接入为主的建设模式，将光纤尽可能向用户端延伸，很大 程度上提升了接入网的业务能力。采用 EPON 技术是各大运营商推进“光进铜退”时的首 选实现方式。OLT 融合了接入、汇聚、交换功能，使 EPON 技术的引入改变了传统电信接入网络 的架构，打破了传统接入网和汇聚网络明晰的分界线，并且改变了传统的接入、数据、软 交换 3 个专业各自为政的局面，因此 OLT 的上联模式、语音业务的提供与承载方式、网络 运行维护方式、业务配置都需要深入探讨。 2 OLT
5、的网络定位根据现有宽带接入网的汇聚交换机部署方式、本地网地域范围、用户规模、BRAS 数量和容量、EPON 技术特点，目前基于 EPON 的 FTTx 接入网中 OLT 的上联方式主要有 图 1 所示的 3 种。OLT 等同于 DSLAM/园区交换机：OLT 一般放置于小区机房或者端局，通过 A 类/B 类汇聚交换机直接连接 BRAS/SR。由于 OLT 的网络位置等同于 DSLAM，所以一 般 OLT 的上联业务为单层 VLAN。这种方式适用于覆盖的用户数少、上联端口流量较小， 或者纯 FTTH 的小区覆盖。OLT 等同于 B 类汇聚交换机：OLT 一般放置于端局或者中心局，通过 A 类 汇
6、聚交换机连接到 BRAS/SR。OLT 覆盖的用户数较多（数千到数万） ，其上联业务一般为 双层 VLAN，适用于在多级汇聚结构的城域网中采用大中型机架式 OLT 实施以 FTTB/C 模 式为主的场合。OLT 等同于 A 类汇聚交换机：OLT 一般放置在中心局或者端局，其网络层 次等同于 A 类汇聚交换机。OLT 覆盖的用户数较多（数千到数万） ，其上联业务一般为双 层 VLAN，而且 OLT 要执行业务分流功能（把上网业务和 IPTV、VoIP 业务分别分流到不 同的上联口，以连接各业务网络） 。OLT 直接连接 BRAS/SR，适合于大容量 OLT 设备实施 FTTB/H 且每用户流量较
7、大的情况。同一个城域网内，由于地区发展不平衡和机房位置差异，因此可能同时存在上述 3 种 OLT 部署方式。目前，运营商在部署 FTTx 网络时综合考虑已有城域网的规划、投资回 报率以及用户开通率等因素，主要采用前两种方式。在 OLT 等同于 DSLAM/园区交换机方式中，OLT 只是一种接入设备，不具备汇聚 功能，在 OLT 与 BRAS/SR 之间存在着 L2 网络，网络层次较多，使得业务配置复杂度和 维护难度增加，不符合网络扁平化发展趋势，不建议在网络中规模部署。OLT 等同于 B 类汇聚交换机方式，能够覆盖较多的用户（可达 12 万用户） ，对城 域网的改动较小，简化网络层次，不需要额
8、外投资。另外，OLT 集中放置与广覆盖能大规 模减少接入节点，进而降低机房投资和运维成本。考虑到 OLT 设备能力、综合组网成本、 现网维护指标要求等方面因素，现阶段应以这种组网方式为主。如果上联带宽不足，则可 以通过增加 OLT 到 A 类汇聚交换机的上联接口的方式进行扩容，尤其适合于网络建设初 期用户开通率低的情况。从网络扁平化发展趋势来看，第三种方式的网络结构最简化，没有中间的汇聚节点， 有利于降低综合组网成本，提高网络可靠性，是最终的目标模式。但是，目前的 OLT 设备 在交换能力、MAC 地址容量和 10 GE 的上联端口能力方面略显不足，不具备 A 类汇聚交 换机的功能要求。另外，
9、在 FTTx 网络部署初期，小区的成熟期需要 23 年，用户的开通率较低，且缺少高带宽的业务，因此现阶段不适合普遍采用第三种方式组网。综合考虑今后一段时间的 FTTx 建设模式、业务需求、综合成本、网络可靠性等方 面，OLT 与二层汇聚网融合是 FTTx 网络发展的必然趋势，因此现阶段 FTTx 网络建设中 OLT 的网络位置应等同于 B 类汇聚交换机。随着 FTTx 的高分光比、长距离技术成熟， OLT 设备达到了高密度、大容量、强安全性、高可靠性的要求，则无需为 OLT 覆盖范围 内的用户再建汇聚网，通过 OLT 可以直接接入用户，OLT 等同于 A 类汇聚交换机。3 EPON 系统中语音
10、业务的组网方案随着光进铜退的逐步推进，电信运营商整个接入网建设模式将出现结构性变化， FTTx 网络将提供包括语音在内的“三重播放（Triple-Play） ”业务。随着各运营商“光进 铜退”策略的部署，铜缆基本不会再进行大规模铺设，有些电信公司为了解决铜缆偷盗问 题甚至通过回收铜缆来降低成本。因此，新建区域一般不再采用新建铜缆的方式提供传统 的语音业务，而采用 VoIP 方式提供语音业务，一般是通过在 ONU 上内置语音处理模块为 用户提供语音业务，这种方式改变了传统接入网中语音业务和数据业务独立提供、分离管 理的局面。宽带接入网建设和改造时通过 ONU 内置的语音模块提供语音业务，需综合考
11、虑协 议特点、业务提供能力、软交换设备处理能力等因素，在不同的应用场景需选择合适的协 议，如 FTTB 场景下采用 H.248 协议，FTTH 场景下一般选择 SIP，但由于 SIP 无法提供拍 插簧相关的语音增值业务，因此在有明显业务需求的区域，FTTH 场景下也应选择 H.248 协议。结合电信运营商软交换核心网络的现状，基于 EPON 的 FTTx 网络建设中语音业务 的承载方案也有差异，实现方式主要分为两大类：第一类是将 ONU 视为不可信终端，经 过 BAC 设备收敛后接入软交换核心；第二类将 MDU 视为可信终端，类似 AG 的组网方式， 由 OLT 直接接入所处的物理/逻辑的软交
12、换网络中。第一类方案，BAC 设备很好地解决了 接入安全性问题，收敛 ONU 和 SS 之间的心跳消息，减少软交换中的网关消耗，适宜 FTTH 场景下使用。第二类方案，语音业务通过软交换的专网接入软交换核心网络中，适 宜用户数量较多的 FTTB 场景下使用，但是这种方案在实际组网中存在如下几个问题。现有软交换交换机接口板卡处理能力存在瓶颈：每个直联到软交换上的语音 模块与软交换之间都有心跳消息交互，如果有大量的 MDU 的语音业务直接联上软交换， 则需占用大量的软交换板卡，交换机接口板卡处理能力将可能成为瓶颈。单板承载的话务量一定的条件下，每个软交换交换机能够容纳的网关数量有 限，从而限制了整
13、网中 MDU 的数量。MDU 的用户端口少，规模部署后，MDU 的网关节点会更多，软交换的操作 维护、数据配置、设备管理负担也会相应加大。MDU 设备在业务可用性保障方面还无法达到 AG 设备要求，如双上联保护、 断电保护等。因此，在规模部署基于 EPON 的 FTTx 网络后，应提升软交换设备的能力，强化 EPON 系统内的保护机制，满足将来大规模部署 EPON 设备的要求。综上所述，FTTH 场景下的 SFU 或者家庭网关设备提供语音业务时，采用 SIP，并 应经过 BAC 设备收敛后进入软交换网络。FTTB/FTTN 场景下的 MDU 设备可视为可信终 端，采用 H.248 协议，组网采
14、用类似 AG 的模式，语音业务通过软交换专网接入软交换核 心网络。 4 综合化的网络管理架构FTTx 网络是个综合接入平台，支持包括语音、数据、视频、专线等多种业务和应用， 覆盖了目前电信网上的大多数专业领域，包括线路、接入、交换、数据、传输等，该网络的维护必须采用多专业综合维护模式，需要各专业的维护部门密切配合。为了满足运营管理和业务布放的要求，需建设 EPON 的 EMS。考虑到 EPON 系统中 业务与承载之间的紧耦合性，EPON 网管系统应对 EPON 设备进行多专业的综合化维护管 理，不做专业区分。EPON 网管除管理 EPON 接口相关的内容外，还负责业务层功能的管 理(主要包括
15、OLT 和 ONU 的数据业务和内置在 ONU 中的语音处理模块)，实现集中监控、 集中操作，同时提供告警、性能等信息的收敛功能。为了降低网络管理系统建设投资，提高运维效率，应针对每个厂商建设统一的 PON 网管平台进行集中管理，维护单位（比如区局营维中心）设置 EPON 远程维护终端，采用 客户端倒拖模式执行相关的系统管理操作。由于 EPON 网管进行多专业的综合管理，因此 必须采用分级、分权、分域的管理架构，网管中心统一为每个操作员分配特定的操作权限 和管理范围，划分各级网管人员不同的管理权限，达到不同职责划分的目的。EPON 网管系统应提供与计费系统和“97”系统（BSS） 、运营支撑系
16、统（OSS）之 间的接口，以满足业务受理与发放、停复话、申告处理及故障诊断等流程的需要。综合告 警系统接口点设置在网管中心，采用 CORBA 接口与集中告警系统对接。PON 网管还可以 提供与交换综合网管系统间的接口，以实现软交换管理系统对 MDU 中语音业务的配置、 故障诊断、性能统计等功能。EPON 网管系统应配置相应的安全功能，主要包括服务器和数据库的冗余配置和可 靠的备份机制，操作员认证机制和权限管理，日志管理功能等，以满足大型网络管理系统 的可靠性要求。从管理和维护角度来看，MDU 设备放置于电缆交接箱或者楼道旁，MDU 承载的用 户较多，且 MDU 的数量众多，要求网管系统能够快速、高效地对 MDU 设备进行远程的 管理维护，因此管理协议主要采用 SNMP，以实现更强大、更完善的管理功能。在网络建 设和业务发放阶段，要求网管系统高度智能化，实现零接触的业务配置，具备较强的离线 配置功能，MDU 能够即插即用，快速配置，批量配置和升级。在网络运行监控和故障检 测阶段，要求网管和 EPON 设备具有强大的故障定位、光链路故障检测
