GEPON无源光网络解决方案

GEPON无源光网络解决方案摘要本文简要介绍了EPON无源光网络技术，描述了UT斯达康GEPON产品的特点及其高带宽、多业务接入承载网络全面的解决方案关键词EPONGEPON前言随着Internet用户数量的快速增长，IPTV业务、各类互联网互动业务如视频会议、视频聊天、网络游戏、BBS贴图等应用的出现，对网络带宽提出了越来越高的要求。随着光纤成本的下降，“有源无源一体化”的光纤接入网已成为一种趋势。当前，光纤建设在“核心网”部分已基本完成，正在向接入网推进，最终将实现FTTH的全网光纤化。作为光纤接入网的重要解决方案，GEPON（以太网+无源光网络）得到国内外运营商和厂商的支持和认可，以其远远高于现有接入技术的带宽向终端用户提供可靠的数据、话音和视频通信。一、EPON技术简介相比于EPON，APON由于技术复杂、成本高、带宽有限等特点限制了其应用，而EPON以以太网代替ATM作为数据链路层协议，具有更大带宽、更低成本和更适应数据业务传输的特点，可以更彻底地解决宽带接入的问题。一个典型的EPON系统由OLT（光线路终端）、ODN（光分配网络）、ONU/ONT（光网络单元）和EMS（网元管理系统）组成。其网络结构示意图如图一所示。图一EPON结构示意图EPON采用点到多点结构、无源光纤传输方式，上、下行速率目前可达到1Gbit/s，因此也称GEPON（本文后面的章节将统一称之为GEPON）。二、UT斯达康GEPON设备UT斯达康推出了世界领先的GEPONBBS1000产品系列，为运营商提供了理想的最后一公里FTTH解决方案。BBS1000系列产品是业界第一款同时具备L2/L3交换功能的GEPON设备，利用FTTH/FTTB/FTTC光纤网络为各种用户，如家庭用户、网吧用户、企业用户等，提供最大带宽达到1Gbps的传输平台，无源分光器光网络结构也节省了运营商光缆线路投资，方便地实现高带宽IP数据以及IPTV业务的传送。BBS1000产品一面世便获得了大规模的商用，这无疑将为运营商的网络建设带来一轮新的革命。BBS1000产品主要由OLT、ONU以及分离器构成，OLT可提供四个千兆上行接口，连接IP城域网、IPTV网络以及NGN网络。ONU提供到住宅用户和企业客户的最后一公里宽带接入。OLT同时提供8个千兆下行接口，分离器可提供最大32个光分支，因此一套BBS1000系统最大可支持256个用户，传输距离可达20km。三、UT斯达康GEPON方案的介绍BBS1000系列产品提供了集高速数据、视频及语音业务于一体的综合接入解决方案，网络结构简单，为增值业务提供了无限的可能。BBS1000系列产品对时延敏感的业务，如TDM、VOIP以及IPTV等提供了QoS保障机制；灵活的动态带宽分配（DBA）可以设置用户的最小带宽保证以及最大允许带宽，满足了不同业务对带宽的不同需求；BBS1000系列产品还提供了IGMPProxy以及IGMPSnooping组播功能，可以方便实现组播控制，从而很好的满足了IPTV组播业务的开展。方案一：数据业务的接入BBS1000系列产品主要提供最终用户1Mbps~1000Mbps高带宽的数据业务接入，OLT上行接口可以是携带二层VLAN信息的千兆接口，也可以实现VLAN终结，提供三层上行千兆接口，满足了IP城域网不同应用的需求。BBS1000系列产品数据业务的接入与现有宽带用户的数据接入方式类似，用户的认证可以通过目前网络中的BRAS设备来完成，也可以采用OLT内置的802.1x的认证方式，这样认证方式的选择可以更加灵活。方案二：语音业务的接入OLT可将语音和数据业务划分到不同的VLAN，并指定OLT两个上行千兆接口分属于不同的VLAN。这样GEPON系统业务流中的数据业务从OLT的一个千兆接口分流到IP数据网；语音业务流通过OLT的另外一个千兆接口接入到PSTN网络中。ONU设备内置了IAD的功能，通过普通电话接口可以直接提供VOIP语音业务。语音业务解决方案一：内置V5接口如图二所示，OLT内置媒体中继控制网关VOIPGW，VOIPGW通过V5接口连接PSTN网络，呼叫处理由PSTN交换机实现，VOIPGW通过MGCP等协议接入ONU，用户VOIP话音的终结是由VOIPGW来完成的。该接入方式在用户数量不多的情况下具有网络结构简单、实施方便以及成本低的特点，可以迅速地开展VOIP语音业务。图二语音接入（内置V5接口）语音业务解决方案二：NGN网络如图三所示，话音业务接入到NGN网络的TG、SG，通过E1/SS7连接到PSTN网络。该方案在解决基本语音业务接入的同时，考虑到了未来对多业务的支持能力，可以提供丰富的增值业务。该方案更能适应中长期的语音和多媒体发展需要，网络的容量和业务能力可以根据NGN业务发展战略和业务量的递升做平滑升级。图三语音接入（NGN网络）语音业务解决方案三：TDM业务的接入BBS1000系列产品支持TDM业务，可以满足企业大客户多业务的接入需求，主要提供对银行、公安等用户的专线接入以及企业用户PBX的E1接入，此外，为满足大容量TDM业务的需求，OLT可以提供STM-1/OC-3接口，通过SDH网络可实现E1/T1端到端的透明传输，如图四所示。图四TDM接入方案三：视频业务的接入视频业务方案一：有线电视模拟传送BBS1000系列产品通过WDM技术利用第三波长（1550nm）来实现模拟视频业务的广播传输，从而实现CATV业务在GEPON系统中的传送，业务实现如图五所示：图五CATV接入OLT端通过EDFA模块对来自有线电视网的光信号进行放大，再通过WDM合波器将GEPON的两个波长（1310nm和1490nm）和EDFA发送过来的1550nm波长复用在一起。ONU端通过WDM分波器将1550nm波长分离出来并进行光电转换和放大，提供RF接口连接电视机。视频业务方案二：IPTV业务的接入随着IPTV视频组播、点播业务的全面展开，对接入承载网络提出了更高的带宽需求，标清IPTV带宽至少需要2Mbps以上，高清IPTV带宽至少需要6~8Mbps以上（MPEG4视频格式）。如果一个家庭拥有多个IPTV终端，这时需要的带宽将成倍增加。考虑到各类网络互动业务，如视频会议、视频聊天、网络游戏、BBS贴图等需求，接入网的上行带宽需求也会不断增长，因此IPTV接入承载网络的上下行带宽要求将会越来越高。现有的用户接入方式主要为各类铜缆接入，受限于铜缆的传输特性，它的传输距离和带宽已经很难满足日益增长的需求，另外铜缆也易受环路电阻、线路衰耗、串音干扰、噪声、电话干扰的影响，难以保证IPTV信号传输的质量，而且有源网络的维护也是个很大的问题。GEPON可提供1Mbps~1000Mbps的上下行对称高带宽，对每个IPTV用户的带宽可进行动态分配；同时在整个接入链路上支持全程的QoS保证，保障了IPTV业务的质量；GEPON网络接入覆盖范围长达20Km，消除了各类铜缆接入的距离限制，此外，BBS1000系列产品支持OSPF，BGP，RIP，PIM-SM，PIM-DM，IGMP等组播协议，可以方便实现组播控制，从而很好的满足了IPTV业务的开展。图六IPTV业务接入基于GEPON的IPTV解决方案组网如图六所示，ONU的上联接口需要VLAN来区分不同的业务:即一个VLAN标识宽带上网业务，另一个标识IPTV业务。GEPON网络通过VLAN来区分宽带上网业务与IPTV业务。在GEPON的上联端口上要求至少提供两个GE端口,一个支持IPTV业务，另一个支持宽带上网业务。GEPON设备GE上联端口通过L2数据网或MSTP传输网，连接到AR（IPTV接入控制点）,作为IPTV业务接入控制点；传统的宽带上网业务仍然由BRAS设备来终结。四、GEPON的网络管理GEPON的网管支持命令行方式和图形界面方式，OMC-D是UTStarcom公司为GEPON推出的EMS系统，能提供运营商级的网元管理FCAPS，故障管理、配置管理、计费管理、性能管理、安全管理以及网络故障诊断和管理功能。五．小结GEPON接入网络是链路层的以太网和物理层的PON技术的完美结合，具备无源光网络结构的独特优势以及以太网的低成本优势。GEPON网络提供了一个具有低成本、高带宽、多业务、高可靠性的接入承载网络解决方案，满足了人们对带宽日益增长的需求。随着IPTV、网络各类互动业务的市场驱动、FTTH光纤到户时代的来临，GEPON技术必将迎来巨大的市场发展空间。