基于EPON的光纖通信接入網(wǎng)模式研究

江蘇十方通信股份有限公司 李惠軍

1.引言

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的快速發(fā)展，人類社會已經(jīng)進(jìn)入到了“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，金融證券、物流倉儲、工業(yè)控制、電子政務(wù)、電子商務(wù)等均引入了互聯(lián)網(wǎng)分布式管理系統(tǒng)，各大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商也開發(fā)建設(shè)了云平臺和大數(shù)據(jù)中心，比如百度云、騰訊云和阿里云，都可以為客戶提供海量的高清晰視頻、大型網(wǎng)絡(luò)游戲，同時(shí)對網(wǎng)絡(luò)通信需求的帶寬越來越高，傳統(tǒng)的ADSL、同軸電纜等無法滿足大數(shù)據(jù)通信需求，誕生了光纖通信模式，利用光信號提供大帶寬的承載數(shù)據(jù)和語音，滿足人們通信需求[1]。

2.EPON技術(shù)

光纖通信組網(wǎng)模式很多，根據(jù)應(yīng)用場景不同，可以劃分為EPON、BPON、GPON、WPON等，EPON是當(dāng)前使用最為廣泛的一種組網(wǎng)方式，其可以將光纖網(wǎng)絡(luò)劃分為四個組成部分，分別是饋線光纜子系統(tǒng)、配線光纜子系統(tǒng)、入戶線光纜子系統(tǒng)、光纖終端子系統(tǒng)。EPON采用ITU-TG.984.x傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，提高數(shù)據(jù)和語音傳輸帶寬[2]。目前，EPON網(wǎng)絡(luò)作為一種最為進(jìn)行的光纖通信技術(shù)，已經(jīng)成為移動、聯(lián)通和電信等運(yùn)營商的骨干網(wǎng)絡(luò)，支持多種數(shù)據(jù)給事傳輸。EPON網(wǎng)絡(luò)通信還采用了先進(jìn)的動態(tài)帶寬分配、控制傳輸協(xié)議和多點(diǎn)通信集成接入仿真技術(shù)，根據(jù)高清晰視頻、大網(wǎng)絡(luò)游戲等高帶寬需求的業(yè)務(wù)分配通道，利用時(shí)分多址等技術(shù)完成帶寬資源分配[3]。

隨著移動5G技術(shù)的誕生，基于EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開始得到更多應(yīng)用刺激，其承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅速上升，接入的用戶數(shù)以億計(jì)，激發(fā)了產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力。在市場需求的強(qiáng)烈刺激下，EPON光網(wǎng)通信技術(shù)得到了較大改進(jìn)，涌現(xiàn)了更多的新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，比如窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）、車聯(lián)網(wǎng)、寬帶物聯(lián)網(wǎng)（eMTC）等，這些新的業(yè)務(wù)需求意味著EPON光網(wǎng)通信需要提供更高的上下行速率，擴(kuò)大系統(tǒng)容量，提高移動通信資源利用率。因此，為了滿足新業(yè)務(wù)、多用戶需求，EPON光網(wǎng)通信也開始引入更多新技術(shù)，比如128QAM調(diào)制技術(shù)，提供一個全雙工的通信模式，上下行線路都是對稱的，速度可以達(dá)到1.25Gb/s，經(jīng)過多年的應(yīng)用和改進(jìn)，速度已經(jīng)達(dá)到了10Gb/s，有效提升光網(wǎng)通信的上行速率，為穩(wěn)定發(fā)展和應(yīng)用EPON光網(wǎng)通信做出了強(qiáng)有力的支撐[4]。

3.EPON在光纖通信接入網(wǎng)中的應(yīng)用

EPON網(wǎng)絡(luò)在光纖通信接入網(wǎng)應(yīng)用時(shí)擁有四個組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分別是光纖到戶（FTTH）、光纖到樓（FTTB）、光纖到街（FTTC）、光纖到辦公室（FTTO），這四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用于不同的業(yè)務(wù)場景，涵蓋了家庭、辦公樓、辦公室、商業(yè)中心等，通過對這四種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，光纖通信接入網(wǎng)如圖1所示[5]。

圖1 EPON網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

（1）FTTC模式

FTTC模式可以將光纖部署到每一個街道，適用于每一個中心局到距離家庭或辦公室一千英尺以內(nèi)的路邊光纜的安裝和使用，能夠有效地利用FTTC同軸電纜或其他介質(zhì)，可以把信號從路邊傳遞到家中，也可以實(shí)現(xiàn)一個辦公室的管理，F(xiàn)TTC能夠有效地代替普通舊式電話服務(wù)，只需要通過一條線就可以完成高清晰視頻、大型網(wǎng)游、多媒體等其他行業(yè)的通信業(yè)務(wù)。FTTC可以將ONU部署在商業(yè)街、道路兩旁，為路邊的商戶提供數(shù)據(jù)接入服務(wù)，可以減少銅纜鋪設(shè)的長度，同時(shí)提高光纖資源利用率[6]。目前，農(nóng)村寬帶通信發(fā)展迅速，每一個村莊都位于路邊，這樣就可以提高數(shù)據(jù)操作的服務(wù)能力。

（2）FTTB模式

FTTB模式可以將ONU放置在大樓內(nèi)，然后利用LAN、Cable、ADSL等方式接入到每一個用戶。FTTB作為一個連接模式，其可以為用戶提供強(qiáng)大的光信號，辦公樓內(nèi)部能夠提供強(qiáng)大的配線箱，實(shí)現(xiàn)光纖信號的接入和服務(wù)，在辦公室大樓或公寓大廈內(nèi)部，利用同軸電纜、雙絞線、光纖信號實(shí)現(xiàn)信號的分撥，也可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，是一種功能強(qiáng)大的光通信接入模式。

（3）FTTO模式

FTTO模式能夠?yàn)橛脩籼峁┮环N寫字樓的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，能夠?yàn)橛脩籼峁?qiáng)大的操作支撐，提供一種良好的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，將ONU部署于辦公室，然后構(gòu)建一個強(qiáng)大的小型局域網(wǎng)。FTTO運(yùn)營起來之后，運(yùn)營商可以針對客戶實(shí)現(xiàn)密集的操作服務(wù)，經(jīng)過合適的分支后連接到機(jī)房設(shè)備，針對CBD等用戶進(jìn)行密集的大型商業(yè)寫字樓操作，可以直接將EPON的OLT的設(shè)備放置到大樓機(jī)房，光纜垂直部署之后，再通過合適的分支將光纖連接到最終用戶。FTTO到ONU設(shè)備需要提供1-4個FE接口，同時(shí)為用戶提供1-2個E1接口，也可以提供4～8個POTS接口，滿足FTTO用戶網(wǎng)絡(luò)連接需求。

（4）FTTH模式

FTTH是一種光纖直接到家庭的通信模式，能夠把光網(wǎng)絡(luò)單元安裝在企業(yè)用戶處，實(shí)現(xiàn)住家用戶的操作和服務(wù)，也是光接入系列中除FTTD外最靠近用戶的光接入應(yīng)用類型，顯著特點(diǎn)是能夠提供更大帶寬，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)格式、速率、波長和協(xié)議的透明性，能夠接入到局端與用戶之間的傳輸載體，實(shí)現(xiàn)有源通信接入和無源通信接入。FTTH應(yīng)用模式主要包括兩種，分別是集中分光和分散分光。集中分光可以將光分路器放置于小區(qū)機(jī)房、光纜交接箱、局端機(jī)房中，集中分光更加有利于維護(hù)，在前期業(yè)務(wù)未全部開通的情況下可以節(jié)省設(shè)備投資。分散分光可以將光分路器放置于樓內(nèi)、樓外、掛桿安裝的分纖箱中。分散放置的光分路器更靠近ONU和接收機(jī)，能節(jié)約更多的光纜資源、城市管道資源。數(shù)據(jù)雙向平臺的分光不宜超過2級，廣播平臺的分光不宜超過3級，以便保證數(shù)據(jù)通信的完整性。

4.結(jié)束語

EPON網(wǎng)絡(luò)利用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議，融入了帶寬動態(tài)分配、多點(diǎn)控制等技術(shù)，具有帶寬高、分配靈活、速度快等優(yōu)勢，同時(shí)利用先進(jìn)的光網(wǎng)管理技術(shù)，使得OLT、ODN、ONU等光網(wǎng)單元更加容易組網(wǎng)。EPON網(wǎng)絡(luò)根據(jù)不同的應(yīng)用場景，開發(fā)了FTTX系列的具體場景接入模式，誕生了FTTH、FTTB、FTTC、FTTO等接入網(wǎng)絡(luò)，更好的滿足住宅小區(qū)、大中型企業(yè)、小規(guī)模企業(yè)、商業(yè)廣場和寫字樓應(yīng)用光纖通信，滿足人們高清晰視頻、大型網(wǎng)游等需求，具有重要的作用和意義。

[1]張輝．廣電雙向網(wǎng)絡(luò)從EPON+EoC到FTTH光纖入戶的演進(jìn)探討[J]．科技視界,2017,20(19)∶114-116．

[2]柏杰．關(guān)于廣電EPON+EOC雙向網(wǎng)絡(luò)向FTTH過渡和演進(jìn)的思考[J]．西部廣播電視,2017,5(3)∶247-249．

[3]顧志彪．農(nóng)村有線電視雙向網(wǎng)絡(luò)從EPON+EOC到FTTH光纖入戶的演進(jìn)研究[J]．?dāng)?shù)碼世界,2017,5(3)∶90-90．

[4]卜建榮,吳磊．六合廣電FTTB結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中EPON光分路器設(shè)計(jì)思路[J]．中國有線電視,2010,12(10)∶1193-1195．

[5]沈銀玲．FTTH及FTTO推進(jìn)方面的思路和建議[J]．中國電子商務(wù),2013,17(15)∶55-55．

[6]張學(xué)斌,賈文章,潘寧,等．FTTx策略化綜合接入平臺及其應(yīng)用[J]．中國有線電視,2017,11(03)∶361-366．