馬廣海

摘 要：本文從"寬帶中國"戰(zhàn)略的電信行業(yè)大環(huán)境下出發(fā)，通過對EPON技術(shù)特點進(jìn)行分析，結(jié)合作者自身工程經(jīng)驗，從而為大家在小區(qū)家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中提供一種解決思路。

關(guān)鍵詞：小區(qū)寬帶 EPON 光纖

一、研究背景

隨著“寬帶中國”戰(zhàn)略的推進(jìn)與實施，我國寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，傳輸和接入能力不斷增強，寬帶網(wǎng)絡(luò)成為新時期我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的戰(zhàn)略性公共基礎(chǔ)設(shè)施。小區(qū)LAN接入方式的網(wǎng)絡(luò)已漸漸無法滿足今天高帶寬、大數(shù)據(jù)、實時互動類業(yè)務(wù)的需求。

二、EPON技術(shù)介紹

1、EPON技術(shù)簡介

EPON（Ethernet Passive Optical Network以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)），在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中定義了以太網(wǎng)的兩種基本操作模式。第一種模式采用載波偵聽多址訪問/沖突檢測（CSMA/CD）協(xié)議而應(yīng)用在共享媒質(zhì)上；第二種模式為各個站點采用全雙工的點到點的鏈路通過交換機連接到一起。

EPON媒質(zhì)的性質(zhì)是共享媒質(zhì)和點到點網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。在下行方向，擁有共享媒質(zhì)的連接性，而在上行方向其行為特性就如同點到點網(wǎng)絡(luò)。下行方向：OLT發(fā)出的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)報經(jīng)過一個1：n的無源光分路器或幾級分路器傳送到每一個ONU。N的典型取值在4～64之間（由可用的光功率預(yù)算所限制）。在下行方向，因為以太網(wǎng)具有廣播特性，與EPON結(jié)構(gòu)和匹配：OLT廣播數(shù)據(jù)包，目的ONU有選擇的提取。上行方向：由于無源光合路器的方向特性，任何一個ONU發(fā)出的數(shù)據(jù)包只能到達(dá)OLT，而不能到達(dá)其他的ONU。EPON在上行方向上的行為特點與點到點網(wǎng)絡(luò)相同。但是，不同于一個真正的點到點網(wǎng)絡(luò)，在EPON中，所有的ONU都屬于同一個沖突域—來自不同的ONU的數(shù)據(jù)包。

2、EPON技術(shù)特點

2004年6月，IEEE802.3EFM工作組發(fā)布了EPON標(biāo)準(zhǔn)——IEEE802.3ah（2005年并入IEEE802.3-2005標(biāo)準(zhǔn)）。在該標(biāo)準(zhǔn)中將以太網(wǎng)和PON技術(shù)相結(jié)合，在無源光網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，定義了一種新的、應(yīng)用于EPON系統(tǒng)的物理層（主要是光接口）規(guī)范和擴(kuò)展的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。

在物理層，IEEE 802.3-2005規(guī)定采用單纖波分復(fù)用技術(shù)（下行1490 nm，上行1310 nm）實現(xiàn)單纖雙向傳輸，同時定義了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D兩種PON光接口。

在數(shù)據(jù)鏈路層，多點MAC控制協(xié)議（MPCP）的功能是在一個點到多點的EPON系統(tǒng)中實現(xiàn)點到點的仿真，支持點到多點網(wǎng)絡(luò)中多個MAC客戶層實體，并支持對額外MAC的控制功能。

利用其下行廣播的傳輸方式，EPON定義了廣播LLID（LLID=0xFF）作為單拷貝廣播（SCB）信道，用于高效傳輸下行視頻廣播/組播業(yè)務(wù)。

EPON系統(tǒng)采用WDM技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸。其中上行波長1310nm，下行波長1490nm，用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

三、EPON技術(shù)在小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)改造中的應(yīng)用

現(xiàn)筆者將結(jié)合自身工作實際，來具體介紹某小區(qū)LAN接入方式改造為EPON光網(wǎng)接入方式的經(jīng)驗。

1、改造前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及存在問題

某小區(qū)由18棟樓組成，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為十余年前的小區(qū)LAN接入方式，樓內(nèi)經(jīng)過經(jīng)過樓層交換機匯聚到某棟或某幾棟樓的小匯聚交換機，后小匯聚交換機再匯聚到小區(qū)內(nèi)的核心交換機，具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示

在實際運維過程中，以上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在以下問題：

（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備啟用時間較久，設(shè)備老化嚴(yán)重，絕大部分超出了廠家建議使用年限，已經(jīng)進(jìn)入故障高發(fā)期。

（2）寬帶網(wǎng)絡(luò)為100M多級樹狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜，層級多，影響網(wǎng)絡(luò)的運行效率。另用戶私接路由設(shè)備的現(xiàn)象普遍，用戶之間相互影響的情況也時有發(fā)生。

（3）在高峰時段，現(xiàn)有交換機上聯(lián)端口流量超過80Mb，交換能力已不足以滿足業(yè)務(wù)增加的需求。

（4）除小區(qū)核心交換機外，其余交換設(shè)備均無法進(jìn)行網(wǎng)管，加大了運維人員及時發(fā)現(xiàn)和處理故障的難度。

2、改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及特點

針對以上問題，我們提出基于EPON技術(shù)的小區(qū)LAN接入改造方案。通過核心機房部署EPON的OLT設(shè)備，通過PON口引三路光纖接至某小區(qū)機房，在某小區(qū)機房將三路光纖分別用1：8分光器進(jìn)行一級分光，所分24路光纖分別連接至小區(qū)內(nèi)1棟至18棟樓，在每棟樓再通過1：8分光器進(jìn)行二級分光。PON交換機的上聯(lián)PON口連接二級分光后的光纖，下聯(lián)網(wǎng)口保留原來用戶線，改造后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示：

通過以上改造后我們可以明顯看出，改造后相比之前有了明顯優(yōu)勢：

（1）提供給用戶更高的帶寬，實現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)、IPTV流媒體等業(yè)務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)運行穩(wěn)定性，保持技術(shù)上的領(lǐng)先。

（2）優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)在可靠性、標(biāo)準(zhǔn)適用性、安全性、擴(kuò)展性、SLA&QoS;、可管理性等方面有充分保證 。

（3）EPON設(shè)備的網(wǎng)管能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的傳輸接入設(shè)備。通過EPON強大的網(wǎng)管能力可以實現(xiàn)更加靈活的遠(yuǎn)程管理，運維成本大幅度降低。

（4）此次改造部分線纜得到了利舊，同時改造過程中對用戶是完全透明的，而且由于EPON網(wǎng)絡(luò)的兼容性良好，可以和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)很好的融合。

3、系統(tǒng)健壯性考慮

在系統(tǒng)健壯性方面的考慮，可考慮傳輸網(wǎng)用戶端設(shè)備由雙ONU接入，在傳輸過程中光纖傳輸需要考慮傳輸路徑的雙路由，而在局端接入部分，考慮由一臺設(shè)備的不同PON口，或是由兩臺不同的局端OLT設(shè)備接入，從而確保傳輸網(wǎng)安全可靠。

四、總體評價

通過以上的論述，我們可以看出：EPON無源光網(wǎng)接入技術(shù)在系統(tǒng)在可靠性、標(biāo)準(zhǔn)適用性、安全性、擴(kuò)展性等方面相比傳統(tǒng)小區(qū)LAN接入均有一定的優(yōu)勢，通過以上基于某小區(qū)的施工改造為我單位下一步的網(wǎng)絡(luò)升級或改造提供了更為簡單和有效的方法，也為后續(xù)其他小區(qū)寬帶改造升級提供經(jīng)驗，希望本文能夠為大家在小區(qū)家庭網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中提供一種解決思路。