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1、GPON+EPCN网络规划及应用撰稿人：XXX二O一O年八月摘 要目前，三网融合已经日渐成为人们关注的网络技术变革的热点，接入网的融合更是首当其冲。从现阶段接入网技术发展看，基于GPON技术的FTTH组网方案无疑是未来接入网三网融合的最佳方案，但是，在广电、电信运营商各自为阵的情况下，FTTH的组网方案单用户接入成本过高，暂时无法大规模推广。目前，急需一种低成本的过渡方案，来满足带宽要求相对较低的县城、村镇区域的接入网融合需要；并且，这个方案最好能给广电与电信运营商的合作提供一个切入点。本文将在对GPON技术、EPCN技术进行综合研究的前提下，提出GPON+EPCN组网方案作为接入网融合的过渡
2、方案，制定GPON+EPCN网络规划意见，并通过工程实例对GPON+EPCN方式组网方案进行验证。关键词:三网融合；接入网；GPON；EPCN；网络规划目 录摘 要III目 录V第一章 GPON技术简述11.1 PON基本原理11.2 GPON技术优势3第二章 EPCN技术综述42.1 EOC技术4 2.1.1 有线网双向改造技术简介4 2.1.2 EOC技术对比42.2 EPCN技术原理及结构5 2.2.1 EPCN体系结构5 2.2.2 EPCN传输原理62.3 EPCN技术特色7 2.3.1 组网能力7 2.3.2 高带宽和带用户能力8 2.3.3 业务承载与QOS8 2.3.4 安全部
3、署8 2.3.5 设备管理9 2.3.6 网络运维9第三章 GPON+EPCN组网方案及网络规划103.1 GPON+EPCN组网方案103.2 FTTCab网络规划11 3.2.1 网络规划的主要内容11 3.2.2 接入用户容量分析11 3.2.3 网络规划基本要求123.3 EPCN网络规划14 3.3.1 接入用户容量分析14 3.3.2 HFC网络改造要求153.4 EPCN设备功能要求16 3.4.1 系统功能要求16 3.4.2 CC基本功能要求17 3.4.3 CB基本功能要求17第四章 工程实例-古田广电合作小区EPCN新建工程184.1 项目需求184.2 建设方案204.
4、3 主设备选择224.4 工程经济性分析234.5 工程实施情况244.6 业务性能测试24第五章 结束语26参考文献：26第一章 GPON技术简述1.1 PON基本原理PON采用点到多点的拓扑结构，下行采用广播方式、上行采用TDMA方式实现双向数据传输。一套典型的PON系统由OLT、ONU/ONT、POS/ODN组成，具体组成结构如图1-1。OLTONU光线路终端光网络单元 分光器PSTNInternetCATVONUONU分光器（ODN）图1-1 PON系统结构图l OLTOLT放在中心机房(CO， CentralOffice)，它可以是一个L2交换机或者L3路由器。在下行方向，它提供面向
5、无源光纤网络的光纤接口;在上行方向，OLT提供了GE接口、l0/100BaseT、10GBaseX、E1、STM1等接口标准，OLT通过支持El接口来实现传统的TDM话音的接入。PON数据下行时，OLT将数据包广播传输给PON上所有的ONU，每个包携带一个具有传输到目的地ONU标识符的信头；此外，有些包可能要传输给所有的ONU，或者指定的一组ONU，当数据到达ONU时，它接收属于自己的数据包，丢弃其他的数据包（如图1-2所示）。图1-2 PON 下行信息流分布PON数据上行时，利用TDMA技术，多个ONU的信号在经过不同长度的光纤传输后，进入光分配器的共用光纤，占据分配给它的指定时隙，以避免发
6、生相互碰撞干扰（如图1-3所示）。 图1-3 PON 上行信息流分布OLT作为PON的核心，主要实现以下功能:(1)向ONU以广播方式发送以太网数据。(2)发起并控制测距过程，并记录测距信息。(3)发起并控制ONU功率。(4)为ONU分配带宽。(5)支持PON的统一网管，OLT是主要的控制中心，实现网络管理功能。l ONU/ONT ONU/ONT(区别为ONT直接用户网络，ONU与用户之间还有其它的网络连接)放在用户驻地侧CPE(CustompremierEquipment)，PON中的ONU主要采用以太网协议，实现ONU对用户数据的透明传送。OLT到ONU之间可实现高速的数据转发。ONU/O
7、NT的主要功能:（1）选择接受OLT发送的广播数据。（2）响应OLT发出的测距及功率控制命令，并做出相应的调整。（3）提供多业务接口，对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT配备的发送窗口中向上行方向发送。（4）在部分ONU中实现了成本低廉的以太网二层交换甚至是三层路由的功能，这种类型的ONU可以通过堆叠来为多个最终用户提供很高的共享宽带。l POS/ODNPOS/ODN是无源光纤分支器，是一个连接OLT和ONU的无源设备。它的功能是分发下行数据和集中上行数据。无源分光器的部署相当灵活。由于是无源操作，几乎可以适应于所有环境。一般一个POS的分线率为8、16、32或64，并可以进行多级连接。1.
8、2 GPON技术优势目前，主流的PON技术主要是GPON技术和EPON技术，二者主要技术参数对比如下：(1)GPON支持多种速率等级，可以支持上下行不对称速率，上行不一定要达到1.25G/S以上的速率，EPON则只支持对称1.25G/S的单一速率。(2)EPON支持ClassA和B的ODN等级，GPON可支持ClassA、B和C，因此GPON可支持高达128的分路比和长达20km的传输距离。目前日本市场大量使用的分路比为1：32。(3)单从协议上比较，GPON标准是以G984.3体系结构为基础，而EPON则是以IEEE 802.3ah协议为基础。(4)ITU 在制定GPON 标准过程中沿用了A
9、PON 标准G.983的很多概念，与EFM制定的GEPON标准相比其标准更完善。但由于其增加了TC子层，因此也相应增加了一定的开销。(5)GPON 标准规定TC子层可以采用ATM和GFP两种封装方式，其中GFP封装方式适于承载IP等基于包的高层协议，对于为了支持ATM 业务而定义的ATM封装方式在以Ethernet为基础的GPON系统中可以省略ATM业务或者单独开发。(6)EPON在Ethernet上承载TDM业务的技术并不成熟，较难满足电信级的QoS要求，因此EPON为了能够承载TDM业务和语音业务必须设计新的MAC机制并增加新的软硬件。而GPON由于其设计的TC子层结构和ATM封装方式，能
10、够比较容易地支持TDM业务和语音业务。(7)相对较低的成本令EPON较早开始大规模商用。(8)GPON在效率及QoS上具有明显优势。综上所述，GPON在上下行带宽、距离/分光比均比EPON有优势，并且能良好地承载TDM业务和语音业务；虽然，目前，GPON设备单价比EPON略高，但随着GPON产业链的日益成熟，这种价格差距将很快消失；因此，本人认为GPON技术更具优势。第二章 EPCN技术综述2.1 EOC技术2.1.1 有线网双向改造技术简介目前有线电视双向改造主要有三种技术方案：一是采用CMTS方案；二是采用五类线直接入户方案（PON+LAN 方案）；三是采用同轴线缆入户方案（PON+EoC
11、方案）。CMTS方案在原有的HFC线路上传输上/下行数据，需要对原有的HFC线路进行改造。主要牵涉到放大器、光节点、分前端的设备更换及增加，部分需要更换电缆、接头等无源设备。对于未进行HFC网络改造的情况下，改造环节多、成本较高。对于已完成HFC网络改造， CMTS存在带宽低，上下行带宽不对称的缺点；导致单位带宽成本高，无法支撑后续宽带业务等多业务的提供。反向回传噪声问题，导致后期维护成本高、定位困难。从全球范围看，只有很少几家设备供应商，是逐渐边缘化的技术，这些问题导致了CMTS技术在双向网改造中竞争力不及PON。从目前的情况来看，在小区光节点以上部分充分利用原有光纤资源，采用PON技术来组
12、建最后1公里接入网络基本上是主流的选择方案，而对于最后100米的接入方案则存在较多争议。五类线入户方案，即采用PON+LAN方式。单从方案上看是最理想的方式，并且国内已经有部分城市实施了这一方案；但是由于五类线资源问题，这个方案只能是在局部有条件的地方获得突破，很多地区无法克隆这套方案。该方案可用于解决新建小区或者能比较简单布署五类线入户的地区。对于大多数广电来说，从小区光节点到用户端的同轴线资源是我们可以直接借用的，采用基于同轴线缆的入户方案是广电双向改造的较好选择。采用EoC技术可以很好的保护原有的同轴接入网资源，有效的节省投资。2.1.2 EOC技术对比EoC是在同轴电缆上传输以太网数据
13、的技术统称。根据早期区分习惯，EoC技术分为无源EoC和有源EoC。无源EoC技术是直接把以太网的基带信号通过无源器件耦合到同轴电缆中传输。该方案要求局端数据信号必须到楼道，从楼道到用户端CABLE网络必须为星型，EoC经过的CABLE网络不能有分支分配器；这些条件限制了无源EoC的应用范围，无法适用于广电常见的树型网络。而且，由于采用简单的信号耦合，无源EoC抗干扰能力差、对阻抗匹配要求高，CABLE线悬空会导致网络自环不可用等问题，实际使用中适应性比较差。有源EoC技术，现在业界方案多种多样，规模、成熟度不一，大多是基于调制技术。比如有：MoCA、HPNA、Homeplug1.0、WLAN
14、降频等技术，均将数据信号调制到能在CATV同轴网传输的某一频段上，然后将CATV信号和调制后的数据信号混合传输，下行方向传输CATV和数据调制信号，上行方向传输数据调制信号，为双向数字电视平台提供回传通道。但这些方案由于技术本身局限，对于广电双向网改造和宽带接入应用并不十分适用：如基于WLAN降频和MoCA技术的EoC设备存在高频衰减大，可能需要更换楼道分支分配器才能应用，支持用户数少等问题；基于HPNA、Homeplug1.0的EoC设备存在物理层速率低，不支持用户间隔离等。基于现有技术不足，H3C公司针对广电双向网络改造和家庭宽带接入应用提出了具有自主知识产权的EPCN技术。该技术也是属于
15、有源EoC技术范畴，但具有二大特色：一是有效解决了其他有源EoC的技术局限，通过物理层采用同轴线缆， 链路层采用以太网技术，引入点到多点通信控制技术，使得以太网在点到多点的同轴接入网中进行承载；二是通过专有技术解决CABLE网络从光节点到用户端跨越分支分配器、放大器等导致衰减大的问题，实现了单台CC网络集中器的最大覆盖，物理层速率、支持的最大用户数和抗干扰能力也得到很大提升。EPCN设备在广电双向网改造中实现了最大投资收益比，已开始广泛应用。2.2 EPCN技术原理及结构2.2.1 EPCN体系结构EPCN技术采用点到多点的用户网络拓扑结构，利用广电原有的同轴电缆实现数据、语音和视频的全业务接入。EPCN系统由CC网络集中器、CB网桥和分支分配器组成，CC集中器放在小区机房、小区光节点或者楼道内，CB网桥放在用户家里机顶盒上，两者之间由分支分配器组成的树型或者星型CATV网络相连。CC集中器除了提供网络集中和接入的功能外，还采用了VL
