EPON技术及设备介绍

1、EPON技术和设备介绍,2008年5月22,EPON技术背景,随着人们对语音、数据和视频业务需求的快速增长，在接入层面对传输带宽的需求也越来越高，以xDSL为代表的“最后一公里”接入技术已难以满足用户对带宽的需求，而光纤接入网以其业务透明、高带宽承载能力的优势，成为接入层网络发展的必然趋势。 资料显示，2007年，日本的光纤用户超过了1000万，并且预计到2010年将超过3000万，由于国家政策支持，并且针对区域、人口特点采用了科学的建网方式，日本的FTTH规模迅速扩大，成本大幅度下降。有数据显示，现在日本光纤接入每月的成本不到3000日元。在需求推动以及日本、欧美等部分国家成功经验的鼓舞下，

2、全球各地运营商纷纷在2006年开始了无源光纤网络(PON)的测试和部署，PON网络以其无源，不受电磁雷电干扰、节省机房建设成本和降低运营维护费用等优势，而能够很好满足接入层网络建设的需求 EPON技术的出现和成功应用，使得无源光接入网成为新一代光接入网建设的重要方式。随着技术的成熟和网络建设成本的降低，国内运营商已经提出了“光进铜退”的建设口号，目前国内FTTH网络建设的平均成本大约为每个用户2000元人民币左右，已经突破了成本上的应用瓶颈。,EPON接入系统介绍 （一）,PON中文名称为无源光网络，根据信号采用的传输格式，分为APON、BPON、EPON、GPON， EPON（Etherne

3、t Passive Optical Network）作为多种PON（Passive Optical Network）技术之一，由IEEE802.3 EFM(Ethernet for the First Mile)提制定和标准化。 EPON协议基于以太网基本MAC协议扩展，容易与其他以太网接口或设备进行集成或互连，有利于降低接入系统和网络的成本。 使用单根光纤两种波长传输双向1.25Gbit/s的数字信号，PON网络上传输的光信号波长为：上行(ONU-OLT)传输1310nm，下行(OLT-ONU）传输1490nm、1550nm，可以承载语音、数据（宽带上网）、CATV(CATV为1550nm)

4、信号，可以实现FTTH的应用功能。 EPON网络由OLT（Optical Line Terminal）和ONU（Optical Network Unit）组成，物理拓扑是点到多点的树形网络，逻辑拓扑是OLT到各个ONU的多个点对点链路。,EPON接入系统介绍（二）,EPON作为PON技术之一，具有高带宽，长距离覆盖，组网灵活，中间网络节点无源等公共特征，应用于宽带接入网，可以提高网络带宽和性能，降低维护成本，是主流运营商青睐的下一代光接入技术。 中国电信在2005年启动了EPON互通标准的起草和制定工作，2007年最终完成了其企业标准：中国电信EPON设备技术要求，并主导制定了中国通信行业协会

5、的行业标准：接入网技术要求EPON系统互通性要求，二者在技术要求上基本保持一致。 EPON技术在中国、日本、韩国的规模应用表明EPON是适合下一代光接入网的主流技术之一。,EPON拓扑和基本原理 （一）,树状拓扑网络由OLT、ONU和ODN（Optical Distribution Network）三部分组成，ODN又分为主干光纤、分光器、支路光纤等无源光部件，整体拓扑如所示：,EPON协议为OLT到每个ONU建立一条逻辑链路，以太网数据帧的前导字节承载这个逻辑链路标识，即LLID（Logical Link Identity）。从OLT到ONU的下行数据流被封装为以太网报文，附加相应的LLID

6、，在树状PON网络中发送。ODN中的光分路器将数据流广播到各个支路，所有ONU都可接收到下行以太数据帧，根据LLID选择性接收自身数据。支持最大分光比1：32，一个EPON端口可同时支持32个ONU。,从ONU到OLT的上行方向上，各个ONU采用时分复用的机制共享上行带宽。OLT通过MPCP(Multi-point Control Protocol)报文给各ONU分配上行时隙，并根据带宽请求和链路状况动态分配带宽，提高网络使用效率。 EPON通过MPCP协议定义ONU向OLT注册发现、OLT向ONU分配时隙授权、ONU向OLT报告带宽请求等机制，实现了一种高效简洁的TDM-PON模型，成为广泛

7、应用的光接入技术。,EPON拓扑和基本原理 （一）,华为MA5680T设备产品定位,SmartAX MA5680T 光接入设备（以下简称MA5680T）是EPON/GPON一体化接入产品。 满足FTTH（Fiber To The Home）光纤到户、FTTB（Fiber To The Building）光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。 支持P2P FE光接入和以太网级联等宽带接入业务，通过与光接入终端配合，为用户提供点对点的FTTH接入。 提供高带宽长距离接入，解决大规模光纤接入问题。 利用单根光纤提供语音、数据、视频业务，适应电信用户个性化需求。,MA5680T典型组网图,

8、MA5680T产品特点(一),(1) 丰富的接口类型 : 网络接口,包括GE电/光接口,10GE光口,E1接口 . 业务接口,GPON光接口,EPON光接口(1.25Gbit/s ),以太网光接口, P2P FE光接口(100Mbit/s的点对点以太网光接入 ) 维护接口,包括维护串口,网口,环境监控串口 (2)灵活的组网方式 宽带多业务接入解决方案:支持以点对点光接入的宽带业务接入和处理，同时可以通过以太网口实现级联组网。 Triple play解决方案 :上网用户、VoIP用户以及Video用户通过ONT统一接入MA5680T，经过业务处理，可以接入上层设备。 点对点光接入解决方案 :MA

9、5680T通过光纤连接到用户家中的P2P ONT终端，向用户提供高速数据上网、VoIP和组播IPTV业务。 基站E1链路传输解决方案:作为OLT设备，下行方向使用ONT接入通过E1链路传输数据的基站，上行方向使用E1端口经由TDM网络接入到BSC（Base Station Controller）。,MA5680T产品特点(二),(3)强大的EPON/GPON(略)一体化接入能力 以以太网为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式。可支持1.25Gbit/s上下行对称速率 下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用TDM（Time Division Multiplex）共享

10、带宽 支持动态带宽分配DBA（Dynamic Bandwidth Allocation）算法，支持64kbit/s控制粒度，根据用户需求的变化动态分配ONT终端用户带宽，根据运营商需求定制实现DBA的算法，在线升级算法。 无源光传输技术，光路分离采用P2MP（Point to Multiple Point）的方式，支持1：64的分光比 采用定时测距、自动测距、初始测距方式。实现最大20km的接入能力,MA5680T产品特点(三),(4)强大的组播业务 支持IGMP（Internet Group Management Protocol）V2/V3。 支持IGMP Proxy和IGMP Snoop

11、ing。 支持1000个组播组。 (5)强大的QoS能力 支持端到端的全网QoS解决方案。 支持OLT和ONT两级调度，通过区分不同的业务和用户来提供QoS保证。 支持基于流规则的包过滤、重定向、流镜像、流量统计、流量监管、端口队列调度、端口限速和优先级策略。,MA5680T产品特点(四),(6)完善的安全保证机制 支持基于ACL（Access Control List）的允许/禁止访问控制功能。 防御ICMP/IP报文攻击功能 ;源地址路由过滤 ;对用户的二层隔离和受控互访 ;支持PITP协议（Policy Information Transfer Protocol），实现了用户帐号与用户端

12、口绑定 ;支持管理用户的RADIUS (Remote Authentication Dial in User Service)认证功能 支持基于ONT的MAC地址数限制,静态MAC地址配置 ; MAC认证 可以限制每个ONT用户加入的组播组数量 ; ONT用户接入的主机的数量,MA5680T产品特点(五),(7)良好的维护管理功能 支持本地维护，也支持远程维护。 支持SNMP（Simple Network Management Protocol）网管，可采用N2000 BMS定网综合网管系统（以下简称iManager N2000）实现对OLT和ONU/ONT设备的统一管理。 安全鉴权管理 ;丰

13、富的接口 ;环境监控 ;软件升级 ;性能统计功能,机框配置,最左边槽位从上到下分为3部分，上面两部分为电源接入板槽位，槽位编号为21、22， 固定配置两块电源板PRTG，电源板为双路输入，互为备份。下面为通用接口板，槽位 编号为0。 18和1118槽位为业务板槽位。 910槽位为主控板槽位。一个机框可以配两块SCUL板，实现业务控制，主备功能。 最右边槽位分为上、下两个部分，为GIU（通用接口单元）槽位，槽位编号为19、20。支持GICF/GICG/X1CA/X2CA板，提供上行口。可以双配，实现业务保护。 所有单板支持热插拔。,PON接入组网应用,提供EPON/GPON接入，为商业用户、企业

14、、网吧、普通用户提供高速上网业务。,级联组网应用,支持以太网级联组网，可以通过GE/FE和EPON接口级联MA5606T设备，接入xDSL业务。这样，通过设备间的级联有效延长网络覆盖距离，并可以满足用户容量比较大的场合的需求。,FTTH组网应用,针对相对分散的新建高档公寓或别墅，通过光纤到户的方式，采用一根光纤同时提供语音、数据和视频接入业务。,FTTH组网应用,组网说明 对于语音业务 VoIP终端经由ONT和MA5680T最终接入NGN网络或通过TG接入PSTN网络。 对于数据业务 PC由ONT接入MA5680T，上行经BRAS设备接入IP网络。 对于视频业务 可采用IPTV或者CATV方式

15、，为终端用户提供视频业务。 对于IPTV和CATV方式的视频业务，分别介绍如下： IPTV方式 基于IP组播流提供视频业务，并给用户提供可选择的节目源。 MA5680T基于IGMP Proxy和可控组播实现对组播用户的权限管理和节目管理，组播用户通过MA5680T的鉴权后其IGMP协议报文由MA5680T发送给汇聚网络设备。 视频业务流从组播服务器下发，经由骨干网、汇聚网到达A5680T并由MA5680T根据鉴权结果转发给用户终端。在用户终端，通过STB（Set Top Box）设备进行视频信号的终结和媒体转换，并控制节目的切换。 CATV方式 CATV方式通过Cable传送传统的模拟信号电视

16、节目。视频节目流经过电光转换为下行光波传送，和光纤设备的下行光波进行WDM叠加，一起通过单根光纤下行，到达ONT后，将视频信号分离出来直接接入TV，实现视频接入业。,FTTB组网应用,MA5680T可以应用在FTTB（Fiber To The Building）的环境中，针对布放了五类线或者双绞线的现有公寓，通过光纤到楼，下行接LAN Switch/DSLAM为区内用户提供语音、数据、视频业务等高带宽接入业务。,基站传输组网应用,通过GPON系统，充分利用单芯光纤长距离传输的特点，将基站与传输网络进行连接，解决传输延伸的问题。,QinQ组网应用,特点是：可以为携带有Tag标签的用户报文统一分配

17、公网VLAN ID，并以公网VLAN ID在骨干网中传送报文，除了大大节省了公网VLAN ID资源以外，还满足了私网VLAN中用户点到点的专线跨城域网互连的能力。,点对点FE以太网光接入组网应用,设备管理(一),(一) 命令行方式 :用户可以采用串口、Telnet（网口）方式登录MA5680T系统，对系统进行管理与维护,通过命令行方式和网管方式对设备进行管理、维护和监控操作：,设备管理(二),(二)网管方式 通过N2000 BMS固定网络综合网管系统管理 运行环境: (1)服务器配置:硬件采用PC服务器或UNIX工作站. 软件Windows平台：Windows 2000 ServerSQL S

18、erver2000。 UNIX平台：Solaris 8/10Sybase 12.0/12.5。 N2000 BMS系统软件：N2000服务器软件。 (2)客户端配置:硬件采用PC微机或UNIX工作站 软件Windows平台：Windows 2000 Professional/Windows XP Professional。 N2000 BMS系统软件：N2000 BMS户端软件。,设备管理(三),管理功能:包括 (1)拓扑管理 (2)性能管理 (3)故障管理 (4)安全管理 (5)业务批量处理 (6)网元数据备份和加载 :手工备份和定时备份 (7)数据库数据管理 :对网管数据库数据的手工（或定时）备份、恢复功能，远程监控终端，异地双机备份方案 (8)环境电源监控,设备管理（四）,典型组网方式：带内组网，带外组网,图1 带内组网示意图,优点：组网灵活，不用附加的设备，节约用户成本。 缺点：业务通道发