EPON+EOC三网融合毕业论文.doc

1、本 科 生 毕 业 设 计 (论 文)题目： 基于epon+eoc的三网融合技术the riple play technology based epon + ethernet over coax教学单位 _ 电气信息工程学院_姓 名 _ 辜靓涵 _ _学 号 _ 200731003007_ _年 级 _ 2007级_专 业 _ 通信工程_ _指导教师 _ 彭良福_ 职 称 _ 年 月 日 目 录摘 要引 言第一章 以太无源光网络（epon）技术1.1 epon概述61.2 epon工作原理71.3 epon关键技术101.4 epon 网络结构12第二章 ethernet over cable

2、技术2.1 ethernet over cable概述132.2 ethernet over cable的分类132.3 工作原理142.4 网络拓扑结构17第三章 基于epon+eoc的三网融合技术3.1 epon+eoc的概述183.2 epon+eoc技术的结合183.3 epon+eoc技术方案特点19第四章 基于epon+eoc的三网融合方案设计一需求分析20二. 方案设计22总 结38参考文献39附 录40致 谢41摘 要： epon和ethernet over cable作为新兴的网络接入技术 ，正逐步为广电系统所采纳，他的重要性也日益剧增。本文主要介绍了基于epon 和ethe

3、rnet over cable技术而实现的三网融合，并且以epon和ethernet over cable为研究对象，分别介绍了epon和ethernet over cable系统的特点、优势、关键技术、工作原理以及组网方式等。 本文通过对epon和ethernet over cable技术的分析，在此基础上重点提出一个基于epon + ethernet over cable技术结合起来实现的三网融合方案，该方案以某住宅小区为例，通过对小区的网络架构设计、硬件、软件、以及对功能的实现设计，满足了该小区420个用户的对话音、数据和广播电视等多种服务不同业务的需求，同时可满足技术先进性、安全性、可

4、靠性和灵活管理性。 关键词：三网融合 pon ； epon ；ethernet over cable abstract: 引 言 三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供话音、数据和广播电视等多种服务。 近年来随着信息行业的迅猛发展，我国在“十一五”规划中提出三网融合，及加强宽带通信网、数字电视网和下一代互联网等信息基础设施建设，并将三网融合作为“新一代信息技术”的重要组成部分正式纳入“十二五”规划，重点推进。 随着中国电信网、互联网和广播电视网的快速发展，三网融合在近几

5、年逐渐的走上前台。 epon+ethernet over cable三网融合实现技术呈现出良好的发展势头，也越来越受到人们的关注与青睐。 在现实生活中，人们对网络上各种业务类型以及业务量的需求日益剧增，不仅仅需要原有的话音通信、数据通信，还需要各种各样的丰富的信息通信方式，比如网络电视、视频会议、网络游戏、网络教育、电子商务等等，但是我们不可能将这些应用都一一建立独立的网络，这就需要我们提供开放性更好、灵活性更强的一张多功能网，将原来基于特定业务的网络进行融合。尤其是目前的通信网、计算机网、广播电视网基本上是根据特定业务量身定制的专门化网络，已经无法满足人们不断增长的信息需求。于是三网融合的理

6、念便应运而生。 在三网融合的将来，民众将可以使用电视遥控器打电话，在手机上看电视节目，在电视上上网看股票，随时根据自己的需要选择网络和终端，简单方便的完成通信、电视、上网等功能，享受到数字生活带来的便利。对于运营商来说，只需一种网络，只要一条入户线路，即可完成原来三种网络的功能，减少了重复建设，使得产业链上的企业分工更加明确，各司其职，各有专精，也可以更好的为用户提供服务。它不仅是将现有网络资源有效整合、互联互通，而且会形成新的服务和运营机制，并有利于信息产业结构的优化，以及政策法规的相应变革。融合以后，不仅信息传播、内容和通信服务的方式会发生很大变化，企业应用、个人信息消费的具体形态也将会有

7、质的变化。三网融合将会从根本上改变我国文化信息资源保存、管理、传播、使用的传统方式和手段，为知识创新和两个文明建设营造一个汲取文化信息的良好环境。 目前大部分的刚播电视网络仅仅基于单向传输功能，不能真正带动有线电视的突破性发展。现有未进行过改造的网络存在着网络陈旧、故障率高、维护量大、网络结构不合理、可靠性低、网络不可挂历、宽带不能适应新业务发展需求的问题。根据目前光纤已经敷设到小区甚至搂头，楼内已经敷设了同轴电缆的现状，采用epon+eoc技术将现有广播电视网络改造成既能够承载原有的传统电视业务，又能够承载交互数字电视（iptv）、高速数据上网、voip等业务的广播电视全业务网络是一种可行的

8、改造方案。 epon+eoc技术是在现有hfc网络基础上构造的适用于广电网络系统的数字带宽用户接入网络，它在不影响现有catv正常工作的前提下，以先进的调制解调技术，将以太网信号合成在同轴电缆中与原有的catv信号一起传输，用于承载ip的数据、语音和视频等业务。他以较少的改造成本和工程量将原来单项的catv网络改造成一个双向的、能够承载多种业务的双向宽带网络平台，具有良好的适应性和灵活组网方案。第1章 以太无源光网络（epon）技术1.1 epon概述（1） epon的发展图1.11 epon的发展 1987年英国电信公司的研究人员最早提出了pon的概念。1995年，fsan联盟成立，目的是要

9、共同定义一个通用的pon标准。1998年，itu-t以155mbit/s atm技术为基础，发布了g.983系列apon标准。2000年底，一些设备制造商成立了第一英里以太网联盟(efma)，提出基于以太网的pon概念即epon，并促成ieee在2001年成立第一英里以太网(efm)小组，开始正式研究包括1.25gbit/s的epon在内的efm相关标准。epon标准ieee 802.3ah已于2004年6月正式颁布。epon 就是一种新兴的宽带接入技术，它通过一个单一的光纤接入系统，实现数据、语音及视频的综合业务接入，并具有良好的经济性。因此epon 将成为一种主流宽带接入技术。由于epon

10、网络结构的特点，宽带入户的特殊优越性，以及与计算机网络天然的有机结合，使得全世界的专家都一致认为，无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。(2) 无源光网络技术概述 光纤接入从技术上可分为两大类：有源光网络和无源光网络 (pon，passiveopticalnetwork)。pon是一种纯介质网络由于消除了局端与用户端之间的有源设备，它能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备的故障率,提高系统可靠性,同时可节省维护成本。无源光网络技术是未来宽带接入的主流技术，是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的olt(光线路终端)、用户侧的onu(光网络单

11、元)以及odn(光分配网络)组成。一般其下行采用广播方式上行采用tdma(时分多址)接人方式，而且可以灵活地组成树形、星形和总线形拓扑结构。pon的优势：传输距离长、系统可靠性高、实现了接入网带宽质的飞跃。目前基于pon的实用技术主要有aponbpon、gpon、epon、gepon 其主要差异在于采用了不同的二层技术。（3） epon技术概述 epon（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了pon技术，在链路层使用以太网协议，利用pon的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了pon技术和以太网技术的优点：低

12、成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的服务重组、与现有以太网的兼容性、方便的管理等等。1.2 epon工作原理 光纤接入技术 光纤接入技术点到点（p2p）点到多点(p2mp)光纤以太网 apon/bpon epon gpon图1.21 光纤接入技术分类 单纤双向传输机制图1.22 epon单纤双向传输 -epon系统采用wdm（光波分复用）技术，实现单纤双向传输： 上行1310nm 下行1490nm 1550nm可选用于视频 -为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术： 下行数据流采用广播技术 上行数据流采用tdma技术 传输性能 上下行对称速率1.25g 传输距离最带可

13、达20km 帧结构 基于802.3帧格式 新增 llid ：用于在olt上标识onu图1.23 帧结构 epon 帧是在普通以太网帧格式上扩展而来，与普通以太网帧的主要区别在于epon对mac帧的前导码和起始定界符 (sfd) 这8各字节做了扩展，以支持p2mp网络拓朴，图为普通以太网帧格式。epon帧格式和普通mac帧不同的地方在于epon帧对前导码部分作了修改oltonu11onuonu图1.24 下行传输原理 epon下行信息流的分发 在onu注册成功后分配一个唯一的llid，在每一个分组开始之前添加一个llid，替代以太网前导符的最后两个字节。olt根据ieee802.3协议，将数据以

14、可变长度的数据包广播传输给所在pon上的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，或指定的一组onu。当数据到达onu时，它仅接受属于自己的数据包，丢弃其他的数据包。 epon上行信息流的分发oltonu11onuonu图1.25 上行传输原理 如上图所示 ， 采用tdma技术将对多个onu的上行信息组织成一个tdm信息流传送到olt。tdma技术是将合路时隙分配给每个onu，每个onu的信号经过不同长度的光纤传输后，进入光分配器的主干公用光纤，正好占据分配给它的一个指定时隙，以避免发生相互碰撞干扰。例如，onu-1信息包在第一个时间间隙传

15、输，onu-2信息包在第二个非重叠的时间间隙传输，而onu-3信息包在第三个非重叠的时间间隙传输。 1.3 epon关键技术 （1）系统同步 系统同步是指由于epon上行采用多点到一点的拓扑结构，每个onu发送时隙必须与olt的系统分配的时隙保持一致，以防止各个onu上行数据发生碰撞。onu侧的始终应与olt侧的时钟同步。epon的时钟同步采用时间标签方式。在olt侧有一个全局的计数器，在下行方向olt根据本地的计数器插入时钟标签，onu根据收到的始终标签修正本地计数器，完成系统同步；在上行方向onu根据本地的计数器插入时钟标签，olt根据收到的时钟标签完成测距。(2) onu自动识别 onu

16、自动加入目的是通过系统的自动运行不需人工干预就能完成对新onu的发现 和注册，使新的onu能够自动加入到epon系统而不影响其他onu运行。 （3）突发接收技术 epon上行为多点对一点的tdma通信方式，上行数据信号以突发方式到达olt。由于突发信号具有到达时间的不确定性和0码、1码在整个上行信道的不均衡性,而且由于各种原因造成各个onu到达olt信号的幅度也有不确定性,这就要求olt在很短的时间内(几比特)实现相位的同步,进而接收数据。目前已经提出一些突发同步技术,如关键字检测法、传统相关法、基于数据时延法、门控振荡法和改进门控振荡法等等。关键字检测法的基本原理是：用多相时钟对突发时隙的前

17、导码分别抽样判决，其后对各路数据与关键字相比较，选择使相关性最好的时钟定为同步的bit时钟 （4）帧动态带宽分配（dba）机制 动态带宽分配就是olt根据onu的实时带宽请求获取各onu的流量信息，通过特定的算法为onu动态分配上行带宽，保证各onu上行数据帧互不冲突。dba具有带宽效率高，公平性好、能够满足qos要求的优点。 （5）测距 因为epon采用点对多点拓扑结构、tdma技术实现信息传送。各个onu与olt之间的逻辑距离是不相等的。olt需要有一套测距功能来测试每一个onu与olt之间的逻辑距离，并据此来指挥onu调整其信号发送延时，使不同距离的onu所发送的信号能在olt处准确地复

18、用在一起。目前一般使用比较成熟的、数字计时技术的带内开窗测距法、突发接收。由于epon上行用tdma方式，对于olt来讲，存在多个信号源（onu）。onu与olt之间的距离不同以及线路特性差异将导致各onu的发送功率相同，olt接收时却各不相同，这就要求olt接收机能实现突发接收功能。为了防止数据时域碰撞，必须采用测距和时延补偿技术实现全网时隙同步，使数据包按dba算法的确定时隙到达。 （6）epon中tdma（时分复用）业务的传输 尽管数据业务的带宽需求正快速增长，但现有的电路业务还有很大的市场，在短期内仍将发挥巨大的作用，在今后几年内仍是运营商的主要收入来源，所以在epon系统中承载电路交

19、换网业务，将分组交换业务与电路交换业务结合起来，有利于epon的市场应用和满足不同业务的需要。也就是说，现在大家谈论的epon，实际上都是考虑网络融合需求的多业务系统。目前对tdm在epon上如何承载，在技术上没有作出具体的规定，但有一点是肯定的，就是需要兼容的以太网帧格式。如何保证tdm业务的质量，实际上也就成为多业务epon的关键技术之一。 （7）安全性 在传统的以太网中，对物理层和数据链路层安全性考虑甚少。因为在全双工的以太网中，是点对点的传输，而在共享媒体的csmacd以太网中，用户属于同一区域。但在点到多点模式下，epon的下行信道以广播方式发送，任何一个onu可以接收到olt发送给

20、所有onu的数据包。这对于许多应用，如付费电视、视频点播等业务是不安全的。mac层之上的加解密控制只对净负荷加密，而保留帧头和mac地址信息，因此非法onu仍然可以获取任何其它onu的mac地址；mac层以下的加密可以使olt对整个mac帧各个部分加密，主要方案是给合法的onu分配不同的密钥，利用密钥可以对mac的地址字节、净负荷、校验字节甚至整个mac帧加密。1.4 epon 网络结构光分路器语音网数据网视频网oltonuodnonuonuonuonu图1.4 epon系统结构图由以下三部分组成 ： l olt: 光线路终端l onu: 光网络单元 l odn: 光纤分布网olt:与核心多种

21、业务网络相连（pstn、ip等等）,将核心的多种业务数据综合后通过pon网络传输到用户端,将从pon网络传输来的数据处理后分发到核心的各种业务网络中去 .onu:与用户端的多种业务终端相连（交换机、pbx（电信专用分组交换机）、pc、电视、电话）.将多种业务数据处理综合后通过pon网络传输到局端.将从pon网络传输来的数据处理后分发到相应的用户端业务设备.odn:由光纤馈线和无源光分路器组成;树形或星型的网络拓扑结构;无源网络，不需要电源即可完成点到多点的分配和汇聚 .其作用是为olt和onu之间提供光传输通道 第二章ethernet over coax技术2.1 eoc概述 eoc即ethe

22、rnet over cable，以太数据通过同轴电缆传输。现有的eoc主要分为两大类：无源基带eoc和有源调制eoc。无源基带eoc由于只能适应星型网络，不适应现有树形广电同轴网络 。无源eoc的设备无需供电，该技术直接把以太网的基带信号耦合到同轴电缆中传输，其设备成本很低。从改造情况看，无源eoc改造必须具备两个条件：首先，局端数据信号必须到楼道；其次，eoc下行不能有分支分配器，且不能有额外干扰源。这两个条件，导致eoc技术的改造成本非常大，无法适用于广电的树型和星形的网络，除了利用电缆入户外，等于重建网络。 有源eoc则利用ofdm等技术把以太网信号调制到某个频段上，然后再耦合到同轴电缆

23、上传输，由于采取了一些适应catv网络特性的处理技术，所以能克服无源eoc的缺点，具有传输距离远，能跨越分支分配器，高带宽，支持qos，支持集中网管等优点。2.2 eoc的分类eoc技术有源eoc基带eoc低频eoc高频eochomopna标准homoplug标准同轴wi-fimoca降频wi-fi图2.1 eoc分类eoc分为调制和基带两种技术流派： l 调制eoc -调制eoc也称作有源eoc,即将数据信号调制后通过同轴电缆传输。它采用频分复用技术。 -有源eoc则利用ofdm等技术把以太网信号调制到某个频段上，然后再耦合到同轴电缆上传输，由于采取了一些适应catv网络特性的处理技术，所以

24、能克服无源eoc的缺点，具有传输距离远，能跨越分支分配器，高带宽，支持qos，支持集中网管等优点 -传输距离最大可达600m。l 基带eoc -通过无源器件对数据信号进行处理，数据信号由双极性信号（基于五类线传输）转换成单极性信号（便于同轴电缆传输），原有以太网数据信号的帧格式和mac层都没有改变，因为信号没有被调制，通常称作基带eoc。 -从改造情况看，无源eoc改造必须具备两个条件：首先，局端数据信号必须到楼道；其次，eoc下行不能有分支分配器，且不能有额外干扰源。这两个条件，导致eoc技术的改造成本非常大，无法适用于广电的树型和星形的网络，除了利用电缆入户外，等于重建网络。 -传输距离较

25、近通常在100m以内。 2.3 eoc工作原理(1)无源eoc工作原理 无源eoc是基于同轴电缆上的一种以太网信号传输技术。其原有的以太网信号的帧格式没有改变，改变的是从双绞线上的双极性（差分）信号转换成为适合同轴电缆传输的单极性信号。基带eoc传输技术基本原理： 利用有线电视信号在111860mhz频率传输，基带数据信号在120mhz频率传输的特性，可以使两者在一根同轴电缆中传输而互不影响。把电视信号与数据信号通过合路器，利用有线电视网络送至用户。在用户端，通过分离器将电视信号与数据信号分离开来，接入相应的终端设备。图2.2 基带eoc传输原理基带eoc技术原理如图所示: 主要由二四变换、高

26、/低通滤波两部分实现。由于采用基带传输，无需调制解调技术，楼道端、用户端设备均是无源设备。 现有的以太网技术是收发共两对线，而同轴电缆在逻辑上只相当于一对线，所以在无源滤波器中需要进行四线到两线的转换。(2)有源eoc传输原理 有源eoc系统的的上下行数据采用了不同的传输方式。这是专门为了适应cable网络共享媒质的特性而设计的。 每当sta上电后，sta会搜索cco，并在cco上注册自己的mac地址，同时，cco给每一个sta分配一个唯一的终端设备标识。图2.3 有源eoc传输原理 -下行方向，数据从cco到多个sta以时分复用技术（tdm）广播到各个sta。当数据信号到达sta时，sta根

27、据tei，在物理层上做判断，接收给它自己的数据帧，摒弃那些给其它sta的数据帧。举例，上图中，sta1收到包1、2、3，但是它仅仅发送包1给终端用户1，摒弃包2和包3。 -上行方向，采用时分多址接入技术（tdma）和载波检测多路复用（csma）传输上行流量。tdma面向连接，提供qos保障，确保带宽预留、高可靠性和严格的时延抖动控制。csma面向优先级，提供四级优先级。基于128位aes严格加密。 总结： 有源eoc的头端将onu输出的以太网数据信号对射频载波（该射频载波的频率与有线电视频谱不重叠）进行调制，已调制的射频载波与有线电视射频信号在eoc头端频分复用后，输入同轴分配网传输到用户。

28、用户的上传数据信号在eoc的用户端设备eoc-modem对上行射频载波进行调制后，通过同轴分配网上传到有源eoc的头端，在此解调为数据信号输出到oun，再由epon系统完成数据上传。2.4 eoc网络拓扑结构 如图所示， eoc（ethernet over coxial cable）设备，是一种利用同轴电缆承载以太网，解决最后一段距离“100m”问题的技术。 eoc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。 一个典型的eoc系统由cco（eoc头端设备）、sta（eoc终端设备）和分支分配器组成。cco类似一个集中器，放在小区机房或者楼道内，s

29、ta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。 cco除了提供网络集中和接入的功能外，还采用了vlan/qos技术，能够对用户的数据、语音和视频的全业务进行精细化管理，可以针对用户的的不同业务要求进行带宽分配和管理配置。 所有sta的上行数据都传递给cco，sta之间不能互相通讯。也就是各个用户之间的是隔离的，这可以有效避免相互之间的影响。 第三章 基于epon+eoc的三网融合技术3.1 epon+eoc的概述eponeoc技术可提供数据、视频、语音于一体的三种播放的综合承载，通过一张接入网提供过去多张网络的功能。该技术是在现有hfc网络基础上构造适用于光

30、电网络系统的数字带宽用户接入网络，他在不影响现有catv正常工作的前提下，以先进的调制解调技术，将以太网信号合成在同轴电缆中与原有的catv信号一起传输，用于承载基于ip的数据、语音和视频等业务，它以较少的改造成本和工程量将原来单项的catv网络改造成为一个双向的、能够承载多种业务的双向宽带网络平台，具有良好的适应性和灵活的组网方案。3.2 epon+eoc技术的结合综合了epon技术和eoc技术的优点，将epon技术和eoc技术相结合、统一网管、组成整体解决方案，可以为广电三网融合ngb的发展提供接入网络的最佳技术。1. epon+无源eoc方式的结合：l 通信信道质量：差，易受到电磁干扰，

31、噪声源继红l 适合网络结构：只适合星形网络l 传输距离：最大支持100ml 改造工程及难度：大，重新改造分配网络，入户施工，并且无法透传分支分配器l 运维成本：高2. epon+有源eocl 通信信道质量: 好，抗干扰能力强，信号传输稳定l 适合网络结构：星形、树形l 传输距离：最大支持600m epon+home plug epon+wifi epon+homepna epon+moca 现有的epon+eoc有多种结合的方式，可根据实际情况而定。由于eoc存在几种技术，所以这也区分了epon+eoc的不同方式灵活的结合。3.3 epon+eoc技术方案特点： 实现视频、数据、语音的三种终端

32、融合接入，支持有线电视网络双向改造 提供高接入带宽及灵活的用户带宽分配策略 基于优先级队列的业务感知qos保障 采用分步布置的方式，允许运营商按开通率的变化建设，结合gepon系统的分步建设特点，充分利用现有光纤 同轴资源，大幅度降低capex （capital expense初建资本投）无需升级当前的同轴网络，无需敷设新的电缆到每个用户家中 安装调试简单，施工人员可快速掌握，在短时间内即可完成安装工作 采用双层平面的架构实现系统的运营管理。设备层面可采用标准的 snmp ems（网元管理系统）实现管理，基于 802.1x 或 mac 地址过滤的方式实现设备验证。接入用户可通过 pppoe 或

33、 dhcp 等方式从管理系统获得接入认证 采用 ofdm等调制技术，解决了传统的 cmts 技术噪声汇聚等导致出线率低的 第四章 基于epon+eoc的三网融合方案设计一需求分析1. 设计目的： 为某小区设计三网融合实现方案2. 设计对象：该小区的7个住宅单元子区17，每个单元有6层，每层10个用户，即每个单元拥有60个用户。3. 设计目标：通过实现三网融合，将只需要一张网络覆盖该区的网络建设，实现语音网、 数据网、视频网共享一条物理介质传输到用户家中，满足用户的需求。4. 业务需求分析数据业务语音业务视频业务 三类业务： 5. 目前带宽需求种类语音业务视频业务数据业务iptv: 组播: ig

34、mp proxy, igmp proxy, 可控组播 qoscatv: 第三波长方式单播业务：web上网浏览业务,vod点播业务, ftp, 在线游戏等多播业务;：iptv，多点会议电视等广播业务 6. 设计原则： 在方案设计过程中，遵循如下设计原则： 7. 技术先进性 技术先进性主要体现在以下几个方面：l 在系统和设备选型上选择符合国际标准的、对技术的未来发展提供保证的产品；l 网络系统指标的前瞻性。网络技术发展迅速，现有技术和设备选择应能适应未来 一定时期内的应用要求。l 主要组网设备生命周期长，保证原有资源不浪费，网络规划设计要能适应升级的 要求。8. 安全可靠性l 对该网络的构造必须保

35、证用户端的安全性以及可靠性能l 设计、系统和设备选型，以及网络施工布线工艺均要充分做到抗干扰、防雷击、 无差错、不间断运行的技术要求，即在系统设计时，始终把安全可靠性放在第一 位。l 设计、规划适应考虑设备冗余、链路路冗余、技术指标冗余。9. 合理性及有效性 网络建设，既要着眼于现在，又要放眼未来，既要技术的先进性，又要充分考虑投资的合理性和使用有效性。 二. 方案设计 小区拓扑图 第一单元 第二单元 第三单元 第四单元 第五单元 第七单元 第六单元网络中心2km3km3km4km5km小于100m大于100m小于200m图4.1 小区拓扑5km 如上图所示，该小区每个单元距离网络中心都在10

36、km以内，第一单元距离网络中心2km，第二单元距离3km，第三单元距离3km，第四单元和第五单元距离4km，第六单元和第七单元距离都是5km。其中第四单元和第五单元距离在100m以内，第六单元和第七单元距离为200m以内。其他个单元之间距离均大于在600m。 技术分析为实现该小区三网融合方案，此处选择采用了fftb光纤到楼的接入方式，介于光纤作为远距离、传输高速率、大容量、寿命长、可靠性高、多业务的最佳媒质，采用光纤作为传输介质。l 传输系统采用pon系统局端采用epon点到多点技术，传输距离最大可达20km，仅需要一根主干光纤和一个olt光线分路器、一个1分3和一个1分4的光分配器、以及on

37、u光网络单元。该技术上下行均为千兆速率，高速带宽，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户加密需求的变化动态分配带宽。 -epon的基础架构：树形和星形结构图4.2 epon结构类 -epon技术支持: 长距离，高宽带(20km，1.25g)是epon的一大优点。光纤化的onu说，非常适合于fttb模式。epon系统所能提供的可调节的、有优先级和带宽保证的服务，将非常有吸引力。同时支持远端设备onu/ont的自动测距和自动加入，网络扩容便利，且局端设备和用户端设备为统一网管，对于运营商来可以大大降低运营维护费用。 epon是面向未来的技术，它是一个多业务平台，可以同时提供ip业务和

38、传统的tdm业务。qos可以完全保证，而且完全遵循ieee 802.3ah的标准。这不但使运营商在同一套传输平台上就可以根据用户的要求随时开通所需要的多种业务，而且非常容易向ip业务网络过渡。 对带宽的分配和保证都有一套完整的体系，epon可以通过diffserv、pq/wfq、wred等来实现用户级的sla。ms-epon可以根据需要对每个用户甚至每个端口实现基于连接的带宽分配(区别于普通交换机的基于端口的速率限制)，并可根据业务合约保证每个用户连接的qosl 当光纤接入到单元楼道后，最后“一百米”的接入用户技术 采用eoc技术来实实现接入到用户：根据事情情况决定用基带eoc或有源eoc。图

39、4.3 eoc传输系统 在现有光纤到楼的情况下，建议可以采用epon和eoc技术相结合为该小区建设新一代双向接入网： 采用epon技术实现光纤网双向接入，用eoc完成电缆网部分的双向接入，这样的接入系统完全可以满足用户对vod、iptv、voip、 internet接入等多功能互式业务的需求。 总体设计图4.4 总体结构 如图所示，epon系统的olt光线路终端设备将电话信号和数字信号进行合成，然后通过外置的合波器将catv信号经过光发射机转换成光信号后合成在一起通过一条主干光纤并且经过光分配器分流后传送到各个单元。 光纤到楼以后通过eoc系统的eoc局端设备将catv信号和ip数据信号混合输

40、出到有线电视分配网，实现共缆传输广播、电视节目和 ip 数据。eoc终端设备在用户侧分离有线电视catv信号和ip数据信号， 满足用户宽带接入和交互电视的需求。设备放在用户端，通过无源分配网上连局端设备或通过跨接放大器的中继设备上连局端设备。 具体设计 （一）小区到单元楼道设计：图4.5 epon系统结构 fftb-采用的epon技术如上图所示为该小区设计的epon的网络结构由olt、onu、odn组成：l olt(optical line terminal)是光缆终端设备，放在网管中心机房，它可以是一个l2交换机或者l3路由器，用於连接光纤干线的终端设备。在下行方向，它提供面向无源光纤网络的

41、光纤接口；在上行方向，olt将提供了ge(gigabitethernet)。将来10gbit/s的以太网技术标准定型后，olt也会支持类似的高速接口，为了支持其他流行的协议，olt还支持atm，fr以及oc3/12/48/192等速率的sdh/sonet的接口标准。olt通过支持e1口来实现传统的tdm话音的接入。在epon的统一网管方面，olt是主要的控制中心，实现网络管理的五大功能。如通过在olt上通过定义用户带宽参数来控制用户业务质量、通过编写访问控制列表来实现网络安全控制、通过读取mib库获取系统状态以及用户状态信息等，还能提供有效的用户隔离。l olt既是一个交换机或路由器，又是一个

42、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。l odn（optical distribution network） 是光配线网，其作用是为olt和onu之间提供光传输通道。 l onu(optical network unit)为用户端设备放置在用户端楼道内。一般包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器等。这里主要由两个光分配器来连接olt和onu，它的功能是分发下行数据并集中上行数据。它可以接入多种用户终端，同时具有光电转换功能以及相应的维护和监控功能。onu的网络端是光接口，

43、而其用户端是电接口。因此onu具有光/电和电/光转换功能。它还具有对话音的数/模和模/数转换功能。l splitter光分配器是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个splitter的分线率为2、4或8，并可以多级连接。在这里主要选用了一个1:3和一个1:4的光分路器。在epon中，olt到onu间的距离最大可达20km，如果使用光纤放大器（有源中继器），距离还可以延长，但是在该园区中并不需要，因为各单元到网管中心的距离均为10km以内。l epon系统对光网络单元odn的要求odn 所采用的光纤为g.652单模光纤，其上下行光链路的衰减值应不大于下表要求 表1 最大光链

44、路衰减值参考表 序号采用接口（换红蓝线路最长距离）1310nm时最大光链路衰减（db）1419nm时最大光链路衰减（db）11000base-px20u接口 （最大传输距离为20km）24/21000base-px20d接口 （最大传输距离为20km）/23.5 olt、onu配置如下：olt光模块采用px20标准，onu光模块采用px10标准。l 功率预算按照ieee802.3ah-2004的约定：olt侧发射功率大于2dbm，接收灵敏度-27dbm；对于onu发射功率大于-1dbm，接收灵敏度-24dbm，整个光链路的损耗上行24db，下行23.5db。epon上行1310nm和下行149

45、0nm波长在g.652光纤中的损耗约为0.3db/km。综上可见功率预算对于长距离epon来说是最为重要的因素。为了提高传输距离，除了减少线路插入损耗外，还可以采用光放大的手段来提高光功率预算，具体包括以下两类方法：光放大器和中继器。l 基于epon的业务epon网络服务所能提供给用户的业务主要包括：vod视频点播、互联网接入和vop等。l 用户带宽需求的确定宽带业务对下行带宽需求对上行带宽需求标清电视2mbps/频道0.2mbps/频道高速上网平均2mbps平均1mbpsvoip50kbps50kbps表2 业务带宽需求由此可见，一个普通的用户端，如基本实现全业务的接入民用化带宽应不小于6m

46、。但实际中远远没有达到全业务的带宽需求那么大，假定按照用户开通双向业务比例30%，且只有50%的用户同时使用3种业务，且以每个用户全业务为6m需求标准计算，则真正在实际中每个用户仅需要的平均带宽为0.9m。l 单个pon口的接入用户计算 由于每一个用户的带宽需求在6m，对于每一个1g的pon口，所能同时服务的用户数量为166用户左右，假定用户开通双向业务比例为30%，且只有50%的用户在同时使用3种业务，则每一个pon口所能覆盖的用户数约为1100户，而在这里实际中已经足以能够提供灵活的带宽分配满足用户的需求。 该epon系统使用符合itu-t g.625要求的单模光纤，为单纤双向系统。其中o

47、lt与光分配器的距离为2km。上、下行分别使用了不同的波长，其中上行使用1260nm1360nm波长；下行使用1480nm1500nm波长；此处采用了波分复用方式提供catv业务，下行增加使用1550nm波长。在下行方向（olt到onu），olt发送的信号通过一个1：3的光分器和一个1:4的光分路器的级联方式到达各个onu。在上行方向（onu到olt），各个onu根据olt制定的时间发送信息。onu发送的信号只会到达olt，而不会到达onu。该小区通过olt将ip数据信号，语音信号合成在一个主干光纤上，然后通过外置的合波器再将有点电视信号合在一起一并通过光纤传输。强大的epon接入能力，以以太

48、网为载体，采用了点对多点结构，目前可以支持1.25gb/s上下行对称速率，充分满足接入网用户的带宽需求。(2） 单元楼道内接入用户方案设计 - 最后“一百米”楼道技术eoc 1. 技术分析：对比条 目epon+无源eocepon+有源eoc整体情况通信信道质量差，易受到电磁干扰，噪声源集中好，抗干扰能力强，信号传输稳定适合网络结构只适合星形网络星形/树形工程技术传输距离（m）80500接入用户数10mbps/16200mbps/254线路改造是否改造工程及技术难度大，重新改造分配网络，入户施工，并无法透传分支分配器小，网络适应能力强，几乎不用改造运维成本高低表3 有源eoc和无源eoc对比各类

49、有源eoc技术进行比较：比较项目homepnawifihomeplugmoca/c-link无源eoc通讯方式半双工半双工半双工半双工全半双工标准化homepna1.0801.11/g/nhomeplug0/2.0moca1.0803.3调制方式fdqam/qamofdm/bpsk、qpsk、qam子载波、qam自适应ofdm/子载波qam自适应基带manchester编码占用频段428mh2400m或变频228m8001500m0.525m信道带宽 24mh20/40m26mh50mh25mh可用信道1131151物理速率mbps128共享54/108共享200共享270共享10独享mac层

50、速率mbps80共享25共享100共享135共享9.6独享mac层协议csma/cacsma/cacsma/ca，tdmacsma/ca，tdmacsma/cd客户端数量16或3232左右16或12831不受限由交换机端口数决定qoshpna 3rqos+cqoswifi wme（多媒体扩展）qos mapped to802.1d anex h.28个802.1d优先级映射到2或3个优先级802.1d annexh.2时延=30ms=30ms=30ms=5ms=1ms备注 速率与接入点数成反比 1，技术成熟度高后续发展快 2频率高消耗大，降低了速率 速率与接入点数成反比 较新技术，在vlan和

51、qos方面待完善 1.速率恒定2. 无源可靠性高表4 各类有源eoc对比综上，homeplug av技术选用支持：l homeplug av over coax工作在低频段，分为两个频段：2-30mhz/34-62mhzl 每个频段使用917个子载波调制方式：1024/256/64/16/8 qam,qpsk, bpsk, and robo以及ofdm多载波调制方式l 采用turbo fec纠错，物理层速率达到200mb/s，静荷150mb/s。实际吞吐量仅100mb/s。l 支持基于vlan/tos qosl 加密技术：aes-128l 传输方式：csma/ca、tdmal 综上所述homeplugav具有以下优势:-实际频率带宽：24m -输出电平：110dbu -带外辐射输出67dbc-抗脉冲噪声