廣電寬帶網絡相關技術.ppt

1,廣電寬帶網絡相關技術,2,一、 NGB,1.1 NGB概念 中國下一代廣播電視網（NGB）是以有線電視數字化和移動多媒體廣播（CMMB）的成果為基礎，以自主創(chuàng)新的“高性能寬帶信息網”核心技術為支撐，構建的適合我國國情的、“三網融合”的、有線無線相結合的、全程全網的下一代廣播電視網絡。,3,1.1 NGB概念（續(xù)） NGB是2008年3月4日廣電總局王太華局長和科技部萬鋼部長共同簽署了國家高性能寬帶技術網和中國下一代廣播電視網繼續(xù)創(chuàng)新合作協(xié)議，這次協(xié)議中首次提出了中國下一代廣播電視網NGB的概念。 科技部和廣電總局將聯(lián)合組織開發(fā)建設，計劃用三年左右的時間建設覆蓋全國主要城市的示范網，預計用十年左右的時間建成中國下一代廣播電視網（NGB），使之成為以“三網融合”為基本特征的新一代國家信息基礎設施。,4,1.2 NGB特點 NGB核心傳輸帶寬將超過每秒1千吉比特、保證每戶接入帶寬超過每秒40兆比特，可以提供高清晰度電視、數字視音頻節(jié)目、高速數據接入和話音等“三網融合”的“一站式”服務，使電視機成為最基本、最便捷的信息終端，使寬帶互動數字信息消費如同水、電、暖、氣等基礎性消費一樣遍及千家萬戶。 NGB還具有可信的服務保障和可控、可管的網絡運行屬性，其綜合技術性能指標達到或超過國際先進水平，能夠滿足未來20年每個家庭“出門就上高速路”的信息服務總體需求。,5,1.3 NGB技術核心 NGB的核心（骨干城域）網：3TNet。 即Tbit傳輸，Tbit路由，Tbit交換 1）Tbit級波分復用干線（WDM）： 采用雙纖雙向傳輸方式，支持2.5Gb/s和10Gb/s，今后可升級到40Gb/s，最大傳輸容量可達16010Gb/s，今后可升級到 240 10Gb/s甚至240 40Gb/s。,6,1.3 NGB技術核心（續(xù)） 2）Tbit級城域網 核心智能光網（ASON） 核心交換能力為1.28Tbps的疏導型光交換機，交換粒度為 VC-4 (155Mb/s)，端口速率為STM-16(622Mb/s)和STM-64 (2.5Gb/s)，端口波長符合ITU-T標準?？刂破矫婊贕MPLS 協(xié)議棧，支持多種類型的保護和恢復方案。 3TNet是高速傳送、路由、交換的集合，核心是智能光網（ASON），這主要屬于干線網和城域網的范疇。,7,1.3 NGB技術核心（續(xù)） 3）邊緣智能光多業(yè)務平臺 匯聚層的基于下一代SDH、10G以太網和彈性分組環(huán)(RPR)技術的新一代多業(yè)務平臺。具有靈活的多業(yè)務接口；大容量的數字交叉連接矩陣；大容量、支持三層功能的分組交換結構；采用GFP的映射協(xié)議的支持10G以太網和彈性分組環(huán)的線路卡；具備電路分插復用、業(yè)務疏導、分組交換、電路交叉連接等功能；具備多粒度的帶寬交換和管理。,8,1.3 NGB目前的難點 以3TNet為核心技術來支持NGB，能解決為中國廣電建設高速干線網和先進城域網的問題，但并不能解決涉及千家萬戶的接入網問題。 接入網(access network)按ITU-T定義是聯(lián)接業(yè)務交換機與最終用戶的網絡，被稱為信息高速公路的最后一英里。由于涉及千家萬戶，在技術上受經濟條件的制約比骨干網、城域網都更厲害。,9,1.3 NGB目前的難點（續(xù)） 典型的寬帶業(yè)務每戶帶寬需求約為下行2030Mbps（2路標清節(jié)目5Mbps、1路高清節(jié)目8Mbps、高速上網8Mbps、IP語音0.4Mbps，合計約22Mbps），這對廣電HFC網絡提出了很高的要求。 從目前來看，較為適合廣電HFC網大規(guī)模寬帶接入的方式為EPON+EOC和EPON+LAN方案。,10,二、廣域網絡技術,2.1 OSI/RM OSI/RM即開放系統(tǒng)互連參考模型，是國際標準化組織ISO為了實現(xiàn)不同計算機系統(tǒng)之間以及不同網絡之間的數據通信，于1981年提出的一個網絡體系結構模型。 OSI規(guī)定了可以互聯(lián)的計算機系統(tǒng)之間的通信協(xié)議，遵從OSI協(xié)議的網絡通信產品都是所謂的開放系統(tǒng)，而符合OSI標準的網絡也被稱為第三代計算機網絡。,11,OSI的分層模型,12,2.1 OSI/RM（續(xù)） 1）物理層：負責原始比特流的傳輸，電子信號傳輸和硬件接口。數據傳輸單位是比特。 （關鍵詞：信號、介質） 2）數據鏈路層： 負責信息可靠地在物理鏈路上傳輸，和這層相關的有物理地址、網絡拓撲結構、網絡存取、錯誤通報、數據包順序、流量控制。數據傳輸單位是幀。（關鍵詞：數據幀和介質存取控制） 3）網絡層 ：負責提供連通性和路徑的選擇。數據傳送單位是分組或包。（關鍵詞：路徑選擇、路由、編址）。,13,2.1 OSI/RM（續(xù)） 4）傳輸層：把要傳輸出去的信息分成細的分段，把收到的分段整合成原信息。常規(guī)數據遞送面向連接或無連接。包括 全雙工或半雙工、流控制和錯誤恢復服務。數據傳送單位是報文。 （關鍵詞：服務質量，可靠性） 5）會話層：負責建立、管理、結束兩部計算機間的通信會話，會話層給表示層提供服務。會話層及其以上層次的數據傳送單位一般都統(tǒng)稱為報文。 （關鍵詞：會話、交談） 6）表示層：為應用層提供信息表示方式的服務，主要為上層用戶解決用戶信息的語法問題。（關鍵詞：一種通用格式） 7）應用層：是最接近用戶的一層，它給用戶應用軟件提供了網絡服務。它與其它六層的不同是它不提供服務給另一層，只提供服務給七層外的軟件。如瀏覽器、QQ等。,14,2.2 TCP/IP OSI參考模型研究的初衷是希望為網絡體系結構與協(xié)議的發(fā)展提供一種國際標準，但由于Internet在全世界的飛速發(fā)展，使得TCP/IP協(xié)議得到了廣泛的應用，雖然TCP/IP不是ISO標準，但廣泛的使用也使TCP/IP成為一種事實上的標準。 ISO的OSI參考模型的制定，也參考了TCP/IP協(xié)議集及其分層體系結構的思想。而TCP/IP在不斷發(fā)展的過程中也吸收了OSI標準中的概念及特征。,15,2.2 TCP/IP（續(xù)） TCP/IP體系的特點： 開放的協(xié)議標準，可以免費使用，并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)； 獨立于特定的網絡硬件，可以運行在局域網、廣域網，更適用于互連網中； 統(tǒng)一的網絡地址分配方案，使得整個TCP/IP設備在網中都具有唯一的地址； 標準化的高層協(xié)議，可以提供多種可靠的用戶服務。,16,2.2 TCP/IP（續(xù)） TCP/IP分為四個層次，分別是網絡接口層、網際層、傳輸層和應用層。TCP/IP的層次結構與OSI層次結構的對照關系如下圖所示：,17,2.2 TCP/IP（續(xù)） TCP/IP各層功能： 1）網絡接口層：也被稱為網絡訪問層，它不包含物理層和數據鏈路層協(xié)議，只定義了能使用TCP/IP與物理網絡進行通信的網絡接口，這種物理網絡包括多種廣域網（如ARPANET、ATM、X.25共用數據網等）以及各種局域網（如以太網、令牌環(huán)網等）。,18,2.2 TCP/IP（續(xù)） TCP/IP各層功能： 2）網際層：是在TCP/IP標準中正式定義的第一層，又稱為IP層。主要功能是處理來自傳輸層的分組，將分組形成數據包（IP數據包），并為該數據包進行路徑選擇，最終將數據包從源主機發(fā)送到目的主機，在網際層中，最常用的協(xié)議是網際協(xié)議IP，其他一些協(xié)議用來協(xié)助IP的操作。 網際層另一個重要服務是在互相獨立的局域網上建立互聯(lián)網絡。互聯(lián)網絡中，連接兩個以上網絡的節(jié)點稱為路由器（在TCP/IP中，有時也叫網關），網間的報文根據它的目的地址通過路由器傳送到另一個網絡。,19,2.2 TCP/IP（續(xù)） TCP/IP各層功能： 3）傳輸層：也被稱為主機至主機層，又稱TCP層。與OSI的傳輸層類似，主要負責主機到主機之間的端對端通信，該層使用了兩種協(xié)議來支持兩種數據的傳送方法，即TCP協(xié)議和UDP協(xié)議。TCP（傳輸控制協(xié)議）是一個可靠的面向連接的數據傳送協(xié)議。UDP（用戶數據報協(xié)議）是一個不可靠的、無連接的、直接面向多種應用業(yè)務的數據傳送協(xié)議。,20,2.2 TCP/IP（續(xù)） TCP/IP各層功能： 4）應用層：是最高層，它與OSI模型中的高三層的任務相同，用于提供網絡服務，比如文件傳輸、遠程登錄、域名服務和簡單網絡管理等。,21,2.3 局域網模型 局域網采用的標準主要為美國電氣與電子工程師協(xié)會IEEE802標準。 IEEE 802 LAN參考模型與ISO/OSI參考模型的對應關系：,22,2.3 局域網模型（續(xù)） 局域網數據鏈路層劃分為兩個子層：邏輯鏈路控制子層（LLC）和介質訪問控制子層（MAC）。 MAC子層主要完成于具體傳輸媒介有關的功能。如將上層交下來的數據封裝成幀進行發(fā)送（接收時相反）；實現(xiàn)和維護MAC協(xié)議；比特差錯檢測；尋址等。 LLC子層主要完成于媒體訪問無關部分的主要功能。如建立和釋放數據鏈路層的邏輯連接；提供與高層的接口；差錯控制；給幀加上序號等。,23,2.3 局域網模型（續(xù)） IEEE 802規(guī)定了局域網中最常用的介質訪問控制方法：載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）。它是一種隨機爭用型的介質訪問控制方法。 CSMA/CD協(xié)議的工作過程通?？梢愿爬椋合嚷牶蟀l(fā)、邊聽邊發(fā)、沖突停發(fā)、隨機重發(fā)。 在采用CSMA/CD協(xié)議的總線LAN中，各節(jié)點通過競爭的方法強占對媒體的訪問權利，出現(xiàn)沖突后，必須延遲重發(fā)。因此，節(jié)點從準備發(fā)送數據到成功發(fā)送數據的時間是不能確定的，它不適合傳輸對時延要求較高的實時性數據。,24,2.4 網絡互聯(lián) 網絡互連的類型分以下幾種： 局域網局域網互連 同構網互連：具有相同協(xié)議的局域網互連； 異構網互連：不同協(xié)議的局域網互連； 局域網廣域網互連； 廣域網廣域網互連； 網絡互連需解決的問題： 處理互連網絡的幀、分組、報文和協(xié)議的差異問題；,25,2.4 網絡互聯(lián)（續(xù)） 網絡互連從通信協(xié)議的角度來看可以分成四個層次：,26,2.4 網絡互聯(lián)（續(xù)） 1）物理層的連接設備主要是中繼器。中繼器是最低層的物理設備，用于在局域網中連接幾個網段，只起簡單的信號放大作用，用于延伸局域網的長度。嚴格地說，中繼器是網段連接設備而不是網絡互連設備。 2）數據鏈路層互連的主要設備是網橋。網橋在網絡互連中起到數據接收、地址過濾與數據轉發(fā)的作用，它用來實現(xiàn)多個網絡系統(tǒng)之間的數據交換。網橋可以實現(xiàn)局域網互聯(lián)。,27,2.4 網絡互聯(lián)（續(xù)） 3）網絡層互連的主要設備是路由器，可以實現(xiàn)多個網絡之間互連，功能包括路由選擇、擁塞控制、差錯處理與分段技術等。路由器要求節(jié)點在網絡層以上的各層使用相同或兼容的協(xié)議。 4）傳輸層及以上各層協(xié)議不同的網絡之間的互連屬于高層互連。實現(xiàn)高層互連的設備是網關。網管又叫網間協(xié)議變換器，一般用于不同類型、差別較大的網絡系統(tǒng)之間的互連。,28,三、EPON技術,3.1 EPON概念 PON: 即無源光網絡。是一種點到多點的光纖接入技術，它由局側的OLT（光線路終端）、用戶側的ONU（光網絡單元）以及ODN（光分配網絡）組成。所謂“無源”，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器等無源器件組成，因此其管理維護的成本較低。 EPON：就是基于以太網技術的無源光網絡。,29,3.1 EPON概念（續(xù)） 最初PON標準是基于ATM 的，并由ITU/FSAN定義了相應G.983建議，即APON。 目前則有兩個頗為引人注目的新的PON標準： 其一是由ITU/FSAN負責制定的用來替換APON標準的Gigabit PON（GPON）標準， 其二是由IEEE 802.3ah工作組負責制定的Ethernet PON（EPON）標準。,30,3.1 EPON概念（續(xù)） IEEE1998年發(fā)布完千兆以太網標準后，致力于研究如何支持三種接入網拓撲以及相應的物理層： a.銅線上以太網（EoVDSL），在750m上傳送10Mbit/s； b.點到點光纖上的以太網，在最長80km上傳送1000Mbit/s； c.點到多點光纖上的以太網（EPON），在最長20km上傳送1000Mbit/s。 此外，該工作組還將定義以太網的運行、管理、維護（OAM），使它具有遠端故障顯示、遠端環(huán)回和鏈路監(jiān)測等功能。,31,3.1 EPON概念（續(xù)） 目前，IP/Ethernet應用占到整個局域網通信的95%以上。EPON由于使用了經濟和高效的結構，是連接接入網最終用戶的一種最有效的通信方法。10G以太主干和城域環(huán)的出現(xiàn)也將使EPON成為未來全光網中最佳的最后一英里的解決方案。,32,3.2 EPON原理,33,3.2 EPON原理（續(xù)） 按ONU安放的位置，可以將EPON分為三種接入方式： FTTH/FTTO：ONU安置在用戶家中或辦公室中，即 光纖入戶，此時ONU稱為ONT； FTTB：ONU安置在樓棟或樓棟單元，即光纖到樓； FTTC：ONU安置在街邊，即光纖到街邊； 除了FTTH/FTTO是光纖入戶外，從ONU到用戶采用雙絞線或銅軸電纜接入用戶。,34,3.2 EPON原理（續(xù)） 一套典型的EPON系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分構成： 1）硬件部分主要包括有源網絡設備和無源光分配網兩大部分。 有源設備包括：光線路終端OLT、光網絡單元/光網絡終端ONU/ONT。 無源光分配網：由局端到用戶端的光纖和無源光分配器組成。稱為無源光網絡/光分配網PON/ODN。,35,3.2 EPON原理（續(xù)） a）光線路終端OLT： OLT位于根節(jié)點，通過PON/ODN與各個ONU相連。 在下行方向（即向ONU方向），OLT提供面向無源光纖網絡的光纖接口； 在上行方向（即向城域骨干網方向），OLT將提供GE(Gigabit Ethernet)接口，將來，OLT也會支持10Gbit/s以太網的高速接口。 OLT通過支持E1接口來實現(xiàn)傳統(tǒng)的TDM話音的接入。 在EPON的統(tǒng)一網管方面，OLT是主要的控制中心，實現(xiàn)網絡管理的主要功能。,36,3.2 EPON原理（續(xù)） b）PON/ODN：由光纖+無源光纖分配器組成。它是一個連接OLT和ONU的無源設備。 c）ONU：放在用戶駐地側，接入用戶終端設備。,37,3.2 EPON原理（續(xù)） 在網絡層次結構中EPON增加了MPCP（多點控制協(xié)議）協(xié)議功能，它是MAC控制子層MAC-C的一部分內容，如下圖所示。MPCP是MAC控制層的組件，MPCP主要完成兩種功能：ONU自動發(fā)現(xiàn)、注冊和測距。,38,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON的光纖網絡結構: OLT和ONU之間的無源光網絡可以靈活組建成樹形，環(huán)形，總線形，以及混合型。 樹型拓撲,39,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON的光纖網絡結構: 總線型拓撲,40,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON的光纖網絡結構: 環(huán)型全保護的拓撲結構,41,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON的光纖網絡結構: 主干路帶保護的樹型拓撲,42,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON的光纖網絡結構: 主、支路帶保護的樹型拓撲,43,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON傳輸距離： OLT到ONU/ONT的最遠距離受兩個因素影響： 第一、它由光線路終端（OLT）的發(fā)射光功率、ONU的光接收靈敏度和ODN的損耗決定。 第二、是光網絡單元ONU同時發(fā)射的風險。因為光網絡終端共享光纖饋線和光線路終端的端口，所以，所有的設備都必須有一套復雜的算法以避免一個以上的ONU同時發(fā)射。如果發(fā)生了同時發(fā)射的情況，就會導致業(yè)務流發(fā)生碰撞，影響大多數業(yè)務無法繼續(xù)。 PON標準將這個最大距離定為20km。,44,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON傳輸距離： 對PON來說，在選擇光分路器的位置時必須考慮OLT和ONU之間的最大距離限制。光分路器到OLT的距離決定了ONU到分路器的距離。二者之和不能超過20km。 兩個例子：一個是分路器距離OLT 19km，因而其服務半徑只有1km；二是光分路器距離OLT10km，因而其服務半徑為10km。在兩個服務區(qū)域內都有32個ONU。,45,3.2 EPON原理（續(xù)） 這就導致需要進行復雜的權衡，并且需要評估下列情況： * 如果在ONU的服務半徑內少于32個用戶，每用戶分攤的OLT成本就很高。 * 如果在ONU的服務半徑內多于32個用戶，僅僅為了支持第33個用戶，就需要增加OLT端口，結果導致每用戶分攤的OLT成本陡增。 * 如果在OLT的20km服務半徑以外有新客戶，就需要在一個新地點安裝一個完整的OLT設備，結果導致每用戶分攤的OLT成本非常高。 因此，在規(guī)劃設計EPON網絡的時候，一定要預先將網絡覆蓋的用戶合理地按1：32/64進行分配，使其不出現(xiàn)上述情況。,46,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON系統(tǒng)的信號傳輸： EPON采用單纖波分復用技術 上行1310nm ；下行1490nm ； 數字/模擬電視1550nm ；,47,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON系統(tǒng)的信號傳輸： 下行方向（由OLT到ONU）采用廣播方式，每一個ONU將接收到所有下行信息，根據其MAC地址提取有用信號。 上行方向（由ONU到OLT）采用時分方式共享系統(tǒng)。為了避免數據碰撞和公平的信道共享，采用OLT分配靜態(tài)或者動態(tài)帶寬的方式，給每個ONU分配一個時間沒有重疊、時隙可變的傳輸窗口，用于ONU數據的傳遞。,48,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON系統(tǒng)的信號傳輸： 為了實現(xiàn)時隙的管理，IEEE802.3ah中采用了多點控制協(xié)議（MPCP），采用Report 和GATE兩個MAC控制消息來實現(xiàn)。OLT發(fā)送“門（GATE）消息”給ONU用來分配時隙，而ONU采用“報告（Report）消息”向OLT獲取時隙或者請求時隙。通過接入控制機制將各個ONU有序接入。 EPON的上、下行信息速率均為1 Gb/s（由于其物理層編碼方式為8B/10B碼，所以其線路碼速率為1.25Gb/s），由一根光纖采用波分復用實現(xiàn)全雙工通信。其結構示意圖如下圖所示。,49,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON系統(tǒng)的信號傳輸：,50,3.2 EPON原理（續(xù)） EPON網絡每用戶平均帶寬： 在EPON中，因為所有用戶終端共享OLT和光纖，所以每個用戶終端的可用帶寬也是共享的?？晒蚕淼目値捜Q于分光器的分支比。例如，EPON的分支比為1:32時，每個ONU的平均可用帶寬是32Mb/s。 當需要提高帶寬時，EPON可以降低光分支比來提高每用戶的帶寬。例如，EPON的分支比從1:32降到1:16，可使每用戶的帶寬增至64Mb/s。當業(yè)務帶寬需求與成本相比居于主要考慮時，降低分支比來提高每用戶帶寬就成為必需的技術措施。,51,3.3 EPON優(yōu)點 系統(tǒng)簡單，節(jié)約投資。 組網靈活，支持多種拓撲結構。 安裝方便，基本無需設計與調試，無需遠端供電。 適用于點對多點通信。 無電磁干擾和雷電影響。 擴容簡單，用戶投資得到保證。 EPON具有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力，輔以電信級的網管系統(tǒng)，足以保證傳輸質量。,52,3.4 EPON設備功能 1）OLT OLT主要具有網絡集中和接入的功能： 向上的接口有：TDM/PSTN接口，IP網接口，電視信號接口，其它網絡接口。 向下的接口有：波分復用器（WDM）接口，網絡管理接口。 OLT支持的業(yè)務和功能有：IP、ATM、FR、TDM話音業(yè)務、視頻點播和T1/E1業(yè)務、帶寬分配、QoS、OAM、網絡安全等。,53,3.4 EPON設備功能（續(xù)） 2）PON PON是一個簡單的無源設備，它由光纖分路器組成。用于連接OLT和多個ONU，并進行光功率分配。 通常，一個分光器的分支比為2、4、8、16、32，并可以多級連接。 3）ONU功能 ONU接收從WDM來的光信號，向下提供各種應用接口（如10/100Mbit/s以太網接口、電話接口和有線電視接口）。支持數據、話音和視頻等業(yè)務，負責將上行數據傳送到OLT，提供以太網第二層和第三層的交換功能，實現(xiàn)內部的路由選擇。,54,3.4 EPON實際應用,55,3.4 EPON實際應用 系統(tǒng)采用單光纖3個波長來傳輸全業(yè)務： OLT上/下行波長（1310/1490nm）通過波分復用，用于傳輸數據、語音和視頻點播等雙向業(yè)務。 第三個波長（1550nm）用于下行CATV射頻信號傳輸。 采用這種設計，PON可以覆蓋20km以內32個光節(jié)點。 主干光纖上同時傳輸1490/1550/1310nm三個波長。節(jié)省一芯主干光纖，但是增加了兩個高隔離度的WDM器件。同時，使CATV光節(jié)點縮小到一棟樓。,56,3.4 EPON實際應用（續(xù)） 當主干光纖上同時傳輸1490/1550/1310nm三個波長時，節(jié)省了一芯主干光纖，但是增加了兩個高隔離度的WDM器件，同時使CATV光節(jié)點縮小到一棟樓。,57,3.4 EPON實際應用（續(xù)） 現(xiàn)在可采用獨立的兩個網絡，即建設EPON網絡時，可以不需要更動原有的HFC網絡。HFC網絡的光波長既可以用1550nm，也可以用1310nm。保護原有1310nm網絡資源。 1）EPON CATV1550nm光纖系統(tǒng),58,3.4 EPON實際應用（續(xù)） 2）EPONCATV1310nm光纖系統(tǒng),59,3.4 EPON實際應用（續(xù)） 1、OLT每千兆光口可帶用戶數： OLT既是一個交換機或一個路由器，又是一個多業(yè)務提供平臺，它為PON提供光纖接口，根據以太網向城域網及廣域網發(fā)展的態(tài)勢，OLT在提供千兆光口的同時，還提供多個Gbit/s和10Gbit/s的以太網接口。 在目前的系統(tǒng)中，每個OLT提供2-4個千兆光口。每個千兆光口可帶的用戶數目計算如下：,60,3.4 EPON實際應用（續(xù)） 1、OLT每千兆光口可帶用戶數： 按4Mbps/戶計算，每千兆光口可帶250個用戶。 按20%的使用率計算，可覆蓋用戶1250戶。 按每樓棟（6層、4單元、一層2戶）50戶計算可覆蓋25棟樓。 如果考慮同時使用率，其覆蓋范圍還將擴大。例如，同時使用率為50%，則可覆蓋50棟樓。,61,3.4 EPON實際應用（續(xù)） 2、OLT的最佳安裝位置 OLT以放置在城域網絡的分前端機房為佳，它上聯(lián)匯聚交換機，下聯(lián)無源光網絡，通過光纖連接到小區(qū)后，再經過光分路器連接到多個ONU。把OLT放置在分前端機房，則可以通過OLT連接多個小區(qū)，充分利用OLT的端口和分前端的大量光纖資源。 3、光分配網（ODN）的設計與應用 在ODN的設計中主要涉及到光纜布線、安全保證、光分路器的級聯(lián)等問題。ODN系統(tǒng)的設計主要與城市居民小區(qū)的物理分布有關。,62,3.4 EPON實際應用（續(xù)） 4、ONU/ONT設計中的注意點 1）在EPON/FTTB+LAN的系統(tǒng)應用中，以樓為單位安裝ONU，即每棟樓一個ONU。ONU一般安裝在樓棟中間單元，這樣布局有利于對其它單元交換機的業(yè)務進行匯聚，因為樓內的LAN系統(tǒng)采用5類線，最遠傳輸距離為100米。,63,3.5 EPON發(fā)展 光纖到戶（FTTH）是光纖接入的最終發(fā)展方向。但由于技術成熟度、成本、業(yè)務需求等原因，F(xiàn)TTH的大規(guī)模實現(xiàn)還需要經歷較長的時間，光纖接入將以FTTB+LAN、FTTB+EOC、FTTN+ADSL2+、FTTN/B+VDSL2等方式長期存在。 EPON將在一個較長時期與DSL（數字用戶線環(huán)路）、LAN（局域網）和其他接入方式互為補充，共同促進發(fā)展。,64,四、EOC,4.1 EOC概念 EoC源于歐洲一些廠家，原文是“Ethernet over Coax”，也就是以太網信號在同軸電纜上的一種傳輸技術，原有以太網絡信號的幀格式沒有改變。我們稱之“無源EoC” 。 現(xiàn)在涌現(xiàn)出很多的技術和解決方案，將以太網絡信號經過調制解調等復雜處理后通過同軸電纜傳輸，但信號不再保持以太網絡信號的幀格式，嚴格地從技術的角度講是不可稱之為“EoC”的。這類技術主要有以下四種：HomePNA over Coax、HomePlug over Coax、WiFi over Coax、MoCA- Multimedia over Coax Alliance。我們總稱之“有源EoC”或“調制型EoC”。,65,4.2 EOC工作原理 廣電城域網的接入網采用EPON到樓的結構時，OUN輸出的以太網信號如何入戶就成為需要解決的問題。解決方案有兩種： a ）多個用戶共用一個ONU，五類線入戶方案 ）采用多用戶輸出端口的ONU：一個ONU平均帶寬32Mbps，一個24口ONU可供24個用戶共享32Mbps 。ONU每個輸出端口(RJ45)用五類線直接接入用戶。 ）采用單用戶輸出端口的ONU：在ONU輸出端口接以太網交換機，多個用戶共享一個OUN，用五類線直接接入用戶。,66,4.2 EOC工作原理（續(xù)） b）多個用戶共用一個ONU，同軸電纜入戶方案 這種方案的實質是將五類線上的以太網信號通過轉換，使其能在同軸電纜中傳輸。這種變換稱為EOC，EOC通過一種介質變換器來實現(xiàn)。 介質變換器分為：無源的EOC-基帶型 有源的EOC-調制型 實現(xiàn)方法可采用EPON到樓（或光節(jié)點）EoC+無源同軸網接入方案。,67,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 無源EOC工作原理： 無源EOC是基于同軸電纜上的一種以太網信號傳輸技術。其原有的以太網信號的幀格式沒有改變，改變的是從雙絞線上的雙極性（差分）信號轉換成為適合同軸電纜傳輸的單極性信號。,68,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 基帶EOC傳輸技術基本原理： 利用有線電視信號在111860MHz頻率傳輸，基帶數據信號在020MHz頻率傳輸的特性，可以使兩者在一根同軸電纜中傳輸而互不影響。 把電視信號與數據信號通過合路器，利用有線電視網絡送至用戶。在用戶端，通過分離器將電視信號與數據信號分離開來，接入相應的終端設備。,69,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 基帶EOC主要由二四變換、高/低通濾波兩部分實現(xiàn)。由于采用基帶傳輸，無需調制解調技術，樓道端、用戶端設備均是無源設備。 現(xiàn)有的以太網技術是收發(fā)共兩對線，而同軸電纜在邏輯上只相當于一對線，所以在無源濾波器中需要進行四線到兩線的轉換。,70,無源EOC網絡架構圖,71,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 基帶EOC技術的特點： 漏斗噪聲效應極低，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，維護量小。 帶寬大，每戶獨享10Mb/s，支持VOD、IPTV、Internet業(yè)務等。 標準化程度高。 能有效地解決樓內重新敷設五類線的困難。 用戶家庭為無源終端，安裝方便，價格低。 只適用于星形結構的無源分配同軸網。,72,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 使用無源EOC注意點： 1）自環(huán)問題 與五類線采用兩對線收發(fā)分離不同，無源基帶技術在鏈路中引入了不平衡的傳輸介質同軸電纜，使得收發(fā)均要靠一對線來完成。當鏈路空載時，很容易形成環(huán)路即自環(huán)。 由于存在自環(huán)，在使用無源基帶器件時，首先要考慮上聯(lián)交換機的兼容性。交換機如具備環(huán)路檢測能力，關斷自環(huán)端口后仍可正常工作，否則，交換機的MAC地址表很快將通過廣播包的收發(fā)而改變，表中所有下聯(lián)設備的MAC地址最終將被自環(huán)端口“劫持”，整個交換機癱瘓，還會影響上一級設備的穩(wěn)定。,73,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 2）傳輸距離 無源基帶產品的另一個問題是對傳輸距離的影響。由于同軸電纜的介入，無源基帶的信號傳輸實際是分為三段的，中間為同軸電纜，同軸電纜兩側均為五類線連接，通常，五類線的傳輸距離一般可達100米，引入同軸電纜作為中間傳輸介質后，雖然同軸電纜本身傳輸性能優(yōu)良，不會對以太網信號造成太大衰減，但由于在兩端經過了兩次介質耦合，信號受到一定損失，因此，同軸無源基帶系統(tǒng)中五類線的最大傳輸距離小于100m。,74,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 有源EOC工作原理： 有源EOC的頭端將ONU輸出的以太網數據信號對射頻載波（該射頻載波的頻率與有線電視頻譜不重疊）進行調制，已調制的射頻載波與有線電視射頻信號在EOC頭端頻分復用后，輸入同軸分配網傳輸到用戶。 用戶的上傳數據信號在EOC的用戶端設備EOC-MODEM對上行射頻載波進行調制后，通過同軸分配網上傳到有源EOC的頭端，在此解調為數據信號輸出到OUN，再由EPON系統(tǒng)完成數據上傳。,75,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 現(xiàn)有的有源EOC，由于不同生產廠家采用的調制技術不同而有多種產品。 按調制載波頻率又可以分為高頻調制和低頻調制兩大類。 高頻調制EOC采用標準的WLAN、MoCA技術以及非標準的如雷科通BIOC技術。 低頻調制EOC采用標準的PLC或HPNA技術以及非標準的如H3C EPCN技術。,76,77,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 1）采用WLAN（WiFi）的EOC WLAN的優(yōu)點： 價格低、標準化程度高，越來越多的終端內置了WLAN模塊。 WLAN采用OFDM調制技術，動態(tài)范圍大、抗多徑干擾，因此十分強壯。 WLAN的缺點： 頻率高（2.4GHz）、損耗大，如果有線入戶，同軸分配系統(tǒng)的無源器件需要更換。 布線長時不能保證可靠通信。,78,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 1）采用WLAN（WiFi）的EOC 同軸WiFi系統(tǒng)工作于2.4GHz，典型應用見下圖。,79,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 1）采用WLAN（WiFi）的EOC 此類技術在入戶的最后一段距離內，將WIFI AP的2.4GHz微波信號經阻抗變換后，送入同軸電纜傳輸，接入端既可使用專用的接收設備，也可使用市場上普遍銷售的802.11系列無線網卡。 無線網卡接收既可以使用無線方式，也可用同軸電纜有線連接。 采用802.11g標準，PHY速率可達54Mbps，實際吞吐量可達22Mbps。,80,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 2）采用MoCA (同軸電纜多媒體聯(lián)盟)的EOC MoCA每個頻道占用帶寬50MHz，物理層速率可達到270Mbps，吞吐量達到100Mbps。 使用工作頻帶：因地區(qū)而異,如美國使用8601550MHz,日本使用7701030MHz 。如果選擇1GHz以下頻段可以使用有線電視網絡。 目前只有一個芯片廠家（Entropic），芯片價格還較高，產品c.LINK已經問世。,81,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 2）采用MoCA (同軸電纜多媒體聯(lián)盟)的EOC 特點： 在8001550MHz帶寬內，每個50MHz頻道理論上最大物理數據速率270Mpbs，最大有效數據速率130Mpbs，實際吞吐量80Mpbs。 MOCA不影響原來的電視信號，與CATV、DBS及HDTV 并存； QoS保證、安全性高、高可靠性、安裝方便。 設備典型發(fā)送電平：112dBv； 接收電平范圍：109dBv63.75dBv，接收電平動態(tài)范圍45dB；系統(tǒng)動態(tài)范圍48dB；典型時延：3ms。,82,MOCA技術在同軸電纜上傳輸交互數據原理如下圖： MOCA能夠通過分支分配器，但工作頻率高，超過1000MHz需要更換分支分配器和電纜，對網絡適應能力較差，家中還需安裝MOCA Modem，價格高。一個MOCA主機，可帶31個MOCA Modem。,83,4.2 EOC工作原理（續(xù)） 3）采用PLC技術的EOC PLC（電力線通信）技術近來發(fā)展很快，HomePlug AV標準物理層速率已達到200Mbps，吞吐量也達到80Mbps（理論可達100Mbps）。它和WLAN的調制技術、MAC層協(xié)議都很相似，但由于使用低頻段，從技術上有比較優(yōu)勢，適用于最后100米是完全可行的。,84,4.2 EOC工作原理（續(xù)） Homeplug AV技術既可以用于同軸星形分配網，也可以用于同軸樹形分配網。這就使交互數據入戶有更靈活的選擇。 Homeplug AV工作在低頻段，分為兩個頻段：2-30MHz/34-62MHz。每個頻段使用917個子載波，每個子載波單獨進行BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、64QAM、256QAM調制。采用Turbo FEC糾錯，物