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1、 智能小区EPON 技术方案建议书 湖南智能小区EPON技术建议书长沙威普讯通信技术有限公司2012年2月9日目 录1EPON技术简介31.1EPON工作原理41.2EPON网络架构51.3EPON实施FTTH建设的优势62智能小区项目7项目需求72.1.1住宅用户接入网72.1.2监控安防报警系统72.1.3停车管理系统82.1.4巡更管理系统82.2组网方案82.2.1FTTB接入网82.2.1.1 ODN建设方案102.2.1.2 OLT设备112.2.1.3分光器112.2.1.4ODN建设方案建议112.2.1.5入户112.2.1.6光通道损耗计算122.2.2停车管理系统162.
2、2.3巡更管理系统163项目综合所需设备184综合网管方案195威普讯EPON设备介绍201 EPON技术简介无源光网络（PON）的概念由来已久，它具有节省光纤资源、对网络协议透明的的特点，在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时，以太网（Ethernet）技术经过二十年的发展，以其简便实用，价格低廉的特性，几乎已经完全统治了局域网，并在事实上被证明是承载IP数据包的最佳载体。随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升，以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进，逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合，便产生了以太网无源光网络（EPON）。它同时具备了以太网和PON的
3、优点，正成为光接入网领域中的热门技术。目前IPTV业务已逐渐成熟，各大电信运营商目前都在进行网络改造以便支持视频业务的开展，已经开展IPTV业务的哈尔滨网通在2005年中的6个月内时间就发展了5万多电视用户，无疑给广电带来强大的竞争压力；广电总局于2006年3月CCBN会议上也提出了广电网络的未来出路就是“高清”和“交互”，但由于高清电视业务受到各方面如节目源、网络等等的限制，目前难于大规模应用。所以在高清电视还没有出现之前，数字电视的关键业务将是互动电视. 从模拟到数字化的改造，实现广电的数字化整体平移，策略上应该首先进行互动电视的平移，并逐步实现全面数字化的转移。众所周知，广电系统在视频业
4、务、网络资源和用户资源方面有突出的优势，但是目前广电网络是一张单向的网络,而构建互动电视平台需要高带宽双向网络来支撑，所以广电网从单向网改造为交互网已是迫在眉睫。在过去几年里面，一种是利用有线铜轴电缆上网的技术主要是CMTS+CM方案，国际标准为DOCSIS1.0,1.1,2.0,现在最新的为DOCSIS3.0；另一种是采用以太网的方式解决。但由于上述两种方式存在着种种不足之处，在广电一直未得到大规模的商用。光纤作为传输高速率、大容量、多业务的最佳媒质，目前光缆的价格和寿命已经远优于电缆，并且设备的适应性和带宽扩展性更是电缆不可及，FTTX技术的成熟和需求的增长为广电系统提供了新的发展契机，广
5、电在光纤网络资源和入户线路资源方面占有很大优势，选择FTTX技术来发展双向网络已越来越多的被证实和采用。目前实现FTTX的最佳方案是EPON技术，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，同时EPON点到多点的网络结构也类似广电网络结构； EPON网络不但可以独立组网，实现基于IP的数据、话音和视频业务，还可以通过WDM技术在同一个光网络中实现1550波长的有线节目传输；通过EPON系统可以将HFC系统升级改造为一个全交换的网络平台，使HFC网络真正成为三网合一的网络。1.1 EPON工作原理对于以太网技术而言，PON是一个新的媒质。802.3工作组定义
6、了新的物理层，而对以太网MAC层以及MAC层以上则尽量做最小的改动，以支持新的应用和媒质。GEPON技术是一种宽带综合接入技术，它延用了以太网和TDM的一些特性。从网络分层协议上来看，GEPON属于第二层的协议。GEPON系统通过一条共享光纤将多个DTE(数据终端设备)连接起来，为不对称的基于无源光分路器的树形型分支结构。而MPCP（Muti-Point CONUrol Protocol，多点控制协议）是使这种结构适用于以太网的一种控制机制。GEPON建立在MPCP基础上，该协议是MAC 控制子层的一项功能，其涉及的内容包括ONU发送时隙的分配、ONU的自动发现和加入，向高层报告拥塞情况以便动
7、态分配带宽。MPCP使用消息、状态机、定时器来控制访问P2MP（点到多点）的拓扑。在P2MP拓扑中的每个ONU都包含一个MPCP的实体，用来和OLT中的MPCP的一个实体相互通信。作为GEPON/MPCP的基础，GEPON实现了一个P2P仿真子层，该子层使得P2MP网络拓扑对于高层来说就是多个点对点链路的集合。该子层是通过在每个数据报的前面加上一个LLD（Logical Link Identification，逻辑链路标识）来实现的。该LLID将替换前导码中的两个字节。PON将拓扑中的根结点认为是主设备，即OLT；将位于边缘部分的多个节点认为是从设备，即ONUs。MPCP在点对多点的主从设备之
8、间规定了一种控制机制以协调数据有效的发送和接收。系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送，位于OLT的高层负责处理发送的定时、不同ONU的拥塞报告，以便优化PON系统内部的带宽分配。GEPON系统通过MPCPDU来实现OLT与ONU之间的带宽请求、带宽授权、测距等。GEPON在MAC层中实现802.1P来提供QoS证保。GEPON就是通过这些简单成熟的协议来提供声音、视频和数据服务，控制和优化各ONU与OLT之间突发性数据通信和实时的话音通信。1.2 EPON网络架构一个典型的EPON系统由OLT、ONU、ODN组成。 OLT放在中心机房，ONU为用户端设备。ODN是光配线网，主要
9、由一个或数个分光器来连接OLT和ONU，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoSSLA的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。分光器是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个分光器的分线率为2、4、8、16和32，并可以多级连接。在EPON中，OLT到ONU间的距离最大可达20km。EPON的网络结构如图所示。EPON网络结构图EPON系统包含测距、带宽分配、时钟提取、同步及ONU认证等几个主要关键技术。随着EPON技术的不断发
10、展，目前已经在国际和国内市场具备成熟应用条件。1.3 EPON实施FTTH建设的优势在信息化发展日新月异的今天，最终用户的需求已经由最初的语音和上网业务扩展到视频、数据等多种业务，后续还会进一步扩展到包括HDTV、视频通信等Multi-play业务。业务的发展尤其是视频类业务的逐渐推广，对网络带宽和稳定性、传输距离等要求越来越高。近年来，宽带光接入FTTX特别是FTTH相关技术及其应用发展迅速，已经成为国际范围内的热点之一。FTTH技术具有容量大、传输距离长、抗电磁干扰、维护成本低等优点，是未来宽带接入网的发展方向。无源光网络EPON技术作为FTTH点对多点的实现技术之一，是千兆以太网技术与无
11、源光网络（PON）技术的结合。从运营角度分析，采用EPON进行FTTH建设有如下优势：与现有以太网的兼容性高。以太网技术是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定补充，基本上是与其兼容的。EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。提供更高带宽、更远距离和更广的覆盖。EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道，目前可以提供上下行对称的1.25Gbit/s的带宽，带宽利用率也得到很大提高，比目前的接入方式如ISDN、ADSL都要高得多。另外，EPON系统可提供20KM以内的远距离接入，具有长距离、广覆盖的特点。有效降低C
12、APEX和OPEX。EPON作为一种点到多点网络，网络层次简化，组网灵活，大量节省主干光纤和光收发器，以太网本身的价格优势使EPON具有无法比拟的低成本优势。另外，EPON属于无源光学网，网络中无有源电子器件，这意味着基于有源设备存在的潜在故障在EPON系统中大大降低，因而维护成本将显著降低。 由于网络组件数量少，因此故障点也将相应减少，进而运营支出也会最大程度地降低。目前，EPON技术已成熟，系统运行稳定，最适合当前主流市场需求。而且，随着光纤器件和技术的不断发展，使过去困扰FTTH的成本和工程的困难已经一去不返，光纤到户的巨大优势得到了施展的机会。正是基于以上因素的考虑，在本次项目中选择采
13、用先进的EPON技术进行FTTH接入建设。2 智能小区项目小区共有28栋楼。其中住宅用户1240户，楼面停车场4个，地下停车场2个，监控点192个。巡更信息点548个。项目需求智能化小区建设包含接入网，监控安防，停车管理系统和楼宇对讲系统。要求小区整个信息化工程都通过EPON来完成传输，集中信息到小区中心机房，实现集中可视，可管。2.1.1 住宅用户接入网要求采用FTTB光纤到楼层方案，EPON系统同时支持语音、数据、CATV三种业务。2.1.2 监控安防报警系统监控安防客户端采用模似转数字，或直接的数字设备，通过EPON网络连接到小区机房。2.1.3 停车管理系统 小区共有4个地上停车场，2
14、个地下停车场。2.1.4 巡更管理系统信息点548个 2.2 组网方案 OLT是EPON的局端设备，放置于小区机房，上行接三层交换设备。PSTN电话网，在三层设备上接入小区管理系统，以便在统一平台管理接入网通讯系统，监控安防系统，巡更管理系统和停车管理系统。 2.2.1 FTTB接入网 接入网项目采用EPON接入FTTB方案，局端采用威普讯的WPX-E8220T设备，放置位置在小区机房内；WPX-E8220T以对上承接INTERNET和PSTN电话网，接入网PON口下通过WDM设备，插入电视网CATV信号。客户端采用WPX-E8025U端设备作为ONU终端，安装在楼层的信息箱中。由ONU分发各
15、信息， 实现电话，CATV业务，Internet信息的接入。本次项目组由OLT连接光纤到每栋楼。由中心机房OLT的PON出光纤直接到楼栋相对中间的位置，在交接箱置放1：32的分光器，由分光器直连用户楼层ONU，完成光纤到楼层的布线。网络示意图如下：图解：WPX-E8220T作为二层光接入设备应用，是EPON的局端设备。OLT端接入三种业务：下行：1：IP宽带数据（Internet）业务。OLT 连接数据通讯服务商接入宽带信息，双向传输数据通讯业务。2：PSTN服务。OLT 上联软交换平台，双向传输电话语音信息。3：在PON口下，外置WDM（波分复用器）对上承接CATV 1550nm波长信息。通过合波器把CATV的1550nm的信号复用到光纤上。注：CATV广播为单向传输。上行：EPON网络将终端送上来的不同类型业务解调成以太业务，送入不同网络，为用户提供高速上网、IPTV业务，PSTN电
