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什么三网融合?酒店用户三网合一光纤入户的全光网络如何建设?

2019-08-09 15:15:54| 发布者: admin| 查看: 700

什么三网融合?酒店用户三网合一光纤入户的全光网络如何建设?

一、什么是三网融合?

三网合一(即三网融合),是指电信网、广播电视网和互联网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为统一的信息通信网络,其中互联网是核心。只需要引入三个网络中的一个,就能实现电视、互联网、电话的功能,网络资源将得到充分的利用。

所谓三网合一是提供一个理想的低成本FTTHFTTB(数据、语音和CATV)接入解决三网合一光纤交换机提供下联光端口和CATV光信号输出端口,与放置在用户家里的家庭光网络单元(ONU)相联,即光纤入户酒店全光网络,三网合一光纤交换机为新兴的基于以太网的三网合一FTTx而设计。三网合一光纤交换机提供多种网络管理方式,采用标准RS-232接口、Web浏览器、命令行界面(CLI)和基于简单网络管理协议(SNMP)的网络管理平台。系统管理员能轻松配置功能、监控性能和排除交换机故障。

一个典型的酒店GPON/EPON系统由OLTONUODN组成。OLT放在酒店中心机房,ONU为客房用户端设备。ODN是光配线网,主要由一个或数个分光器来连接OLTONU,它的功能是分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器,又是一个多业务提供平台,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。分光器是一个简单设备,它不需要电源,可以置于全天候的环境中,一般一个分光器的分线率为2481632,并可以多级连接。在GPON/EPON中,OLTONU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,但是现在已经没必要加放大器了,因为现在农村基本上已经全面覆盖了。

三网合一最大的好处就是资源整合。

二、三网融合的常用术语与定义

在了解三网融合之前,我们有必要了解下一些常用的术语的定义,这些也是在建设三网融合时常用到的。

1、无源光网络:由光纤、光分路器、光连接器等无源光器件组成的点对多点的网络,简称PON

2、无源光网络系统:由光线路终端OLT、无源光网络PON(或光分配网ODN)、光网路单元ONU 组成的信号传输系统,简称PON 系统。根据采用的信号传输格式可简称xPON,如APONBPONEPON GPON 等。

3、光分配网:是无源光网络的另一种称呼,由馈线光缆、光分路器、支线光缆组成的点对多点的光分配网络,简称ODN

4、馈线:光分配网中从光线路终端OLT 侧紧靠S/R 接口外侧到第一个分光器主光口入口连接器前的光纤链路。

5、支线:光分配网中从第一级光分路器的支路口到光网络单元ONU 线路侧R/S接口间的光纤链路。采用多级分光时,也包含除一级光分路器以外的其它光分路器。

6、冷接 子:一种通过机械方式快速实现裸光纤对接的光纤接续器件。

7 光分路器:一种可以将一路光信号分成多路光信号以及完成相反过程的无源器件,简称OBD

8、光分路盒(框):专门为安装光分路器设计制作的盒体或机框,内部包含光纤熔接盘和光纤活动连接器等配件,具有一定的防尘功能。盒式可分成落地安装式或挂墙安装式,机框式可安装在标准19英寸机架上。

9A86 接线盒/A86 面板:一种长和宽均为86mm 的通用墙式出线装置,由接线盒和面板组成。

10 综合信息盒:安装在最终用户处,具有电话、数据、有线电视等网络综合接线功能的有源信息分配盒。

11、用户光缆终端盒:提供光缆到达用户做终结的光纤保护盒,通常装有光接插件。

12、入户光缆:引入到用户建筑物内的光缆。

13、皮线光缆:是一种采用小弯曲半径光纤,具有低烟无卤阻燃特性外护套的非金属光缆,适用于室内暗管、线槽、钉固等敷设方式。

三、FTTH网络建设主要提供的业务

1、总体规划

参考中国市场对宽带接入网的发展要求,并结合当前GPON/EPON产品的特点及现网部署具体操作,建议采有FTTH建设模式,具备为最终用户提供超高带宽的能力,为最终用户带来IP网络+有线电视+固定电话等功能丰富的业务模式和最好的业务体验。

PON FTTH三网合一光纤入户全光网整体网络方案

2FTTH网络区域划分

FTTH 网络属于接入网范畴,应与接入网规划思路保持一致,通过区域划分,以分区域为单位进行规划,一般以接入网服务区为一个规划分区域。接入网服务区是由接入网的一个主干网服务所覆盖的区域。一般以端局为服务区中心,可以有单局覆盖的服务区,也可以有双局覆盖的服务区。在各接入网服务区FTTH网元和ODN网络等内容的规划完成之后,再在整个本地网范畴内进行综合考虑,并进行网络资源等内容的规划、经济评价等。

3FTTH网络提供的主要业务

FTTH系统可以作为一种综合接入手段,提供高带宽和QoS 保证能力,可以承载包括以太网/IP 业务、语音业务、视频监控等多种业务,满足Triple-play 的需要。可以提供语音、数据、视频、监控业务的接入和承载:

数据业务:FTTH可以提供30M以上的带宽,能够在相当长的时期内满足基于以太网/IP的数据业务的需要,如互联网接入、P2P、文件下载、网络游戏等各种业务和应用。
语音业务:FTTH系统可以提供语音业务,包括采用VOIP的软交换电话语(及各项增值业务)和采用64kbit/s电路仿真方式的传统电话。从技术发展趋势来看,软交换方式将成为FTTH必须支持的实现方式。
CATV
业务:包括数字有线电视和高清有线电视,GPON带宽有效占用率可以极大的提高视频图像上行带宽的占用率,也同时提供更高的视频图像终端的下行带宽。对于公众客户:主要提供语音、数据和视频业务;对于大客户:商业客户,主要提供语音、数据和监控业务。

四、基于FTTH网络规划

1OLT设备

OLT 设备一方面将承载各种业务的信号进行汇聚,按照一定的信号格式送入接入部分以便向终端用户传输,另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入各业务网中。

OLT 设备应能灵活地对其所带用户的同类业务进行汇聚;对于所有以太网/IP 类业务,应支持通过不同的上联端口区分,以及通过相同的上联端口以不同的VLAN等方式区分。

OLT设置方式:OLT 集中设置在端局便于设备的集中管理,节约网络上联所需传输资源。光进铜退的实施,管道资源可以满足未来大量光缆的敷设。光缆材料成本占管线造价的比例较小,随着光器件成本的进一步下降,大芯数光缆的建设成本与小芯数光缆相差将会越来越不明显。集中设置在端局可以大大减少接入点的投资。集中维护管理可以降低维护成本。本次建议采用集中设置端局模式。

2ONU/ONT设备

ONU负责与OLT 之间的信息互通,并可通过内置或外挂用户网络接口设备的方式提供用户接入。

ONU设备性能要求:ONU设备应符合相应的技术体制。ONU 可根据不同的应用场合配置不同的用户接口。
ONU
设置与供电:ONU应根据FTTH网络的应用模式、业务需求进行设置:可选择将ONU设置在大楼楼道或竖井内机柜、室外光交接箱等不同位置。ONU原则上采用本地供电方式,尽量不采用远端供电方式。为保证断电时语音业务的正常开展,可以根据需要提供ONU断电保护:
3ODN网络规划

aODN框架结构
无源光分配网络(ODN)将OLTONU连接起来,提供了传输的手段;ODN包括OLTONT之间的所有光缆、无源器件和线路辅助设施。

ODN网络以树型结构为主,包括馈线段,配线段,入户段3个段落,中间的光分支点为光分配点,光用户接入点。ODN的馈线段从OLT局端延伸到各分配点,配线段从分配点延伸到各接入点,入户段则从接入点处延伸到各个用户,端接在用户室内,或直接将入户光缆连接到ONU上。

对于FTTH的应用,ODN网的配线光缆段可以是2~3级配线,有时可以是4 级配线;对于FTTB/C应用,光分配点可以兼作光用户接入点,入户光缆段可以缺省。

ODN 网络涉及的无源光配线设施主要有:

1)局端配线设施:光配线架等。

2)光分配点设施:光配线架、光交接箱、光分线盒、光分路器、光分歧接头盒等。

3)光用户接入点设施:光分路器、光分线盒、光终端盒、光分歧接头盒等。

4)用户端接设施:用户终端智能盒、光纤信息面板。

bODN光配线设施光配线架、光交接箱光配线架(ODF)是用于局端光通信设备与光缆的配线连接设备,也是用于室内光分配点馈线光缆与配线光缆、或配线光缆与配线光缆的配线连接设备。光交接箱一般用于室外的配线连接,对于大型楼宇,也可设置用于楼内配线的光交接箱。

室外光交接箱应尽量靠近永久性建筑物设置。

光分线盒、光终端盒

光分线盒、光终端盒是用于室内的配线连接设备,光分线盒可以提供光纤的熔接、端接、配线及分线功能,光终端盒则可提供除分线功能之外的其他功能。当用户暂不开通光纤业务时,可使用具有光纤端接功能的光分线盒/终端盒,将配线光缆端接在盒内,待用户申请业务时再将入户光缆连接到用户端。

光分歧接头盒

光分歧接头盒一般用于室外的配线连接(直熔方式的固定连接)。一般来说,每个分歧接头盒可以提供2~8根光缆的保护性连接、光纤分配。

用户终端智能盒、光纤信息面板

用户终端智能盒主要提供ONU 及用户附属终端的安装、供电、入户线光缆成端及光/电缆储存和保护的功能。光纤信息面板为入户光缆提供保护端接功能,但光纤接头容易因外界因素受损。

家用ONU 尽量安装在用户终端智能盒内,入户光缆直接终端在盒内以加强对光纤接头的保护。对于实施FTTO的写字楼,或竞争需要的楼宇,可以设置光纤信息面板进行入户光缆终端,需要开通业务时再通过尾纤跳至ONU

分路器

光分路器(光纤分路器),也称为非波长选择性光分支器件,用于实现特定波段光信号的功率分路及再分配功能的光纤器件。

光分路器可以作为独立的器件在OLT节点、光分配点、用户接入点使用,也可以置于其他局端配线设施、光分配点和用户接入点设施内(一体化设计或可插拔式)使用。

c、光分路器部署

光分路器主要分为两大类:一种是传统光无源器件厂家利用传统的拉锥耦合器工艺生产的熔融拉锥式(FBT)光分路器。另一种是基于光学集成技术生产的平面光波导(PLC)分路器。熔融拉锥型分路器和平面光波导分路器的比较如下所示。

光分路器宜选用平面光波导型器件,在低分路比(1×4及以下)情况下可以考虑选用熔融拉锥型器件。

低温工作环境下推荐使用平面波导型光分路器,不推荐使用熔融拉锥型光分路器。

当由于ONU传输距离不同而对光功率分配有特殊需求时,ODN中可采用非均分光的光分路器,此时应选用熔融拉锥型光分路器。

分光器部署和分光方式比较

PON网络宜采用一级分光,尽量不超过两级分光。光分路器可适当分散设置,以便尽量靠近用户。分光点应进一步靠近用户,设于楼宇交接箱内。
4、光缆规划

1)核心层光缆可采用环形、网状网结构,尽量利旧现有光缆资源,GE及以上IP业务颗粒原则上采用IPover WDM方式承载。新建系统时一对光纤承载带宽不应低于10GE

2)汇聚层光缆应采用环形结构,尽量利旧现有光缆资源,可根据光缆长度、纤芯资源情况和业务需求等因素,原则上采用光纤方式承载,随着城域数据设备下沉至汇聚层,也可采用IPover WDM方式承载。新建系统时一对光纤承载带宽不应低于10GE湖南长沙航天和一电子能提供酒店光纤入户全光网IPTV网络电视系统,有线数字高清电视系统、卫星电视系统产品设备及工程解决方案

3)汇聚节点至基站光缆为主干接入光缆,应以环形结构为主,在地理条件和光纤资源受限的情况下也可采用链形结构。主干接入光缆应根据用户规模合理设置芯数,原则上新建系统一对芯光纤承载带宽不应低于1G

4)基站至各类客户段光缆为末端接入光缆,可灵活采用环形、链形、星形,根据客户分布及业务需求,按需规划光缆芯数。
5、综合业务接入区规划

节点规划

综合业务接入区内应合理设置一到两个综合业务接入点,若干分纤点。

1)综合业务接入点:作为综合业务接入区内业务汇聚中心点,应尽量与城域传送网汇聚节点合设,并优先选择自有产权或长期租用机房。

综合业务接入点是主干光缆与配线光缆的交汇点,是光纤物理网的基础,也是全业务接入区的中心。通过设置的ODF进行主干和配线的跳接。

2)分纤点:大楼、小区、配线间、无线基站等用户端ODF架(盒)的位置称为全业务接入区的分纤点。根据需求合理设置分纤点,原则上应设在基站内,进行基站室内分纤,综合考虑网络安全性、建设成本及维护便利性等因素,也可在基站附近进行室内、室外分纤。 SHAPE  \* MERGEFORMAT

6、光缆选型与光缆连接

1)光缆选型

光缆选型在FTTH网络中,新建的光缆应全部采用G.652单模光缆,在FTTH系统ODN网络中的光缆,按工作环境分为室外光缆、室内光缆和室内室外两用光缆:在室外环境下宜选用室外光缆。

在室内环境下除了可以采用YD/T1258 定义的各种结构的室内光缆之外,可以按需求选用悬挂式布线光缆(“8”字形光缆)、骨架槽式光纤带光缆等,当需要光缆从室外跨入室内时,可选用室内室外两用光缆直接进入室内。

2)光缆连接

光缆连接包括两种方式:固定连接和活动连接。

固定连接可以采用两种技术:熔接和机械接续(冷接)。固定连接可以减少ODN的跳接点,减少光通道损耗;活动连接则更有利于光缆灵活配线。     

ODN 的光缆段间也可采用活动连接,但要严格控制活接头数量,从OLT 至单个ONU之间的活接头不应超过7 个。

3)光纤接头的分类:

按结构不同分为:FC(圆头螺口)、SC(方头插拔)、ST(圆头卡口)、LC(小型长方头插拔)等等。

按插针端面分类:APC(角斜面形状物理接触)、UPC(超抛光物理接触)、PC(球面状物理接触)、EUPC(增强超抛光物理接触)等。

活动连接器的光纤端面一般采用UPC型;如FTTx网络承载CATV模拟电视信号,则所有光纤连接器要求采用APC型端面。

五、网管整体方案

1、PON网管功能定位

·      引入PON系统后,网络管理维护面临新的问题:

·      由于接入点下移导致接入点数量增加,大量宽带设备设置在楼道、有源交接箱等位置;

·      业务从单一业务向多业务转变,业务管理更加精细化;

·      光缆网络的维护量增加等等。

因此,在建设PON光接入网时需要同步集中建设新建PON设备的EMS网管系统,实现对PON网络的集中监控、集中操作,对PON系统的OLT,并对内置在ONU中的话音处理模块和数据业务处理模块进行集中统一管理;同时提供告警、性能等信息的收敛功能。长沙航天和一电子能提供酒店光纤入户全光网IPTV网络电视系统,有线数字高清电视系统、卫星电视系统产品设备及工程解决方案PONEMS 还应通过北向接口与BOSS和其它业务网管(如软交换网管、IP城域网网管等)相连,FTTBONU 同时作为管理实体,也应支持其它业务网管理系统(如IP城域网网管)对其进行VLAN等基本业务信息的远程配置管理。

PON网管在整个网络中的定位如下: SHAPE  \* MERGEFORMAT

通过PON 网管(EMS)系统,应该对整个PON接入网络,包括OLT及各种ONU实现全面的管理。其功能定位主要为:

业务管理方面:

PON网络和设备层面进行管理,对物理通道进行配置,并具备批量预配置能力,在PON网管上把与业务相关的公共配置属性在网络部署阶段一次性完成。在用户业务开通时,对PON网络相关的用户设备和末梢设备实现自动配置或零配置,以缩短开通时间。对于业务的开通和控制可以由各专业网管进行(比如宽带业务的认证和速率限制通过BRAS实现,语音业务的开通和激活在软交换及SHLR等设备上进行等)。

网络管理方面:

PON网管负责对PON接入网络的数据配置,操作管理及有缘设备引起的各类故障进行辨别。同时可以对无源光接入网络(ODN)进行管理,对光纤,光缆,分录其等无源设备引起的各类故障可以进行快速,有效的定位和测量。

IAD管理:

对于内置于ONUIADPON网管负责相关硬件的管理,对终端PON部分及局端设备由PON网管实现统一管理。对于语音业务部分的管理,可以由PON网管进行管理,也可以由VoIP网管进行管理,对于FTTH应用场景,也可以由家庭网管管理平台进行管理。在具体项目中,可以根据用户实际网络情况及规划来选择合适的管理方式。

实现GPONEPON的统一网管方案,可以充分满足PON网络的管理要求,

对全网设备的全面管理,包括网络拓扑,故障管理,性能管理,配置管理,系统管理等功能。另外通过统一的北向接口实现与运营商现有BOSS系统的对接,将PON网络的管理及运营融入到现有的管理流程。

六、EPON整体解决方案 

本方案为基于PON的双向网设计,为光路延伸,FTTH完美融合。从EPON的结构上看,其关键优点是极大地简化了传统的多层重叠网结构,主要特点有:

  消除了ATMSDH层,从而降低了初始成本和运行成本;  下行业务速率可达1Gbit/s,允许支持更多用户和更高带宽;  硬件简单,无须室外电子设备,使安装部署工作得以简化;  可以大量采用以太网技术成熟的芯片,实现较简单,成本低;  改进了电路的灵活指配和业务的提供和重配置能力;  提供了多层安全机制,诸如VLAN、闭合用户群和支持VPN等。

IEEE802.3ah规范的EPON技术的上下行波长是1310nm1490nm,上下行速率均为1.25Gbit/s,传输距离是10/20km,分路比是32/16,主要业务是数据和语音,增加一个1550nm电视广播波长后,成为语音、数据和电视三合一的所谓三重业务捆绑服务。对于传送单一以太网业务而言,EPON是一种很好的解决方案。

1、数据业务

宽带数据业务是EPON系统所能够提供的最基本的业务。系统能够提供高速率的用户接入,所有用户的数据业务在局端采用光口与BAS连接,计费、认证等管理工作程序同传统的宽带接入,以期最大限度地利用现有的网络资源和维护流程。

工程中可以采用的带宽提供方式有两种:固定带宽分配和DBA带宽提供。

固定带宽分配的方式即传统的宽带提供方式,为每个用户设定带宽上限。这种方式的带宽提供欠灵活,但是可以有效利用现有的网络资源和维护方式,引入较为容易。

DBA的方式可以为每个用户按照一定的策略动态提供带宽,示意图如下图所示。 SHAPE  \* MERGEFORMAT

2IPTV业务

随着宽带接入的普及,IPTV业务也随之兴起。FTTH的高带宽特性非常适合承载IPTV业务,若需要在FTTH方案中解决IPTV业务,可采用如图所示的方案。

IPTV业务开展过程中,接入网的核心职能是提供畅通的宽带通道,这个通道的提供不仅仅要求线路速率足够支持视频码流,而且要求接入网设备内部也应实现无瓶颈的数据传递。系统的全GE线卡连接明显区别于业界的其它接入产品,能够很好地支持大规模的IPTV业务流量。系统对于组播和可控组播提供良好的支持,为大规模开展IPTV业务提供良好的支持,并在大量的实际工程中得到充分验证。

3CATV业务 SHAPE  \* MERGEFORMAT

有线电视系统(Cable Antenna Television-CATV)是利用光纤加同轴电缆的方式进行宽频传输的图像传输,该系统通过光钎分配网络将电视图像信号高质量地传送到楼层各用户终端。

4PSTN语音业务

所谓公用电话交换网(PSTN——PublicSwitched Telephone Network),即我们日常生活中常用的电话网。众所周知,PSTN是一种以模拟技术为基础的电路交换网络。在众多的广域网互连技术中,通过PSTN进行互连所要求的通信费用最低,但其数据传输质量及传输速度也最差,同时PSTN的网络资源利用率也比较低。通过改造三网整合功能,将有效提高资源利用率。最大程度的节约光钎资源。

5、业务的可靠性和安全性

EPON平台提供可靠的数据安全能力,各ONU之间逻辑上是二层隔离的,不做特殊的设置或借助其他三层设备等,ONU之间是不能相互通信的,即ONU不会遭受来自系统内部的攻击等威胁;且EPON设备属于二层设备,ONU设备的信息终结在局端OLT上,其MAC地址等信息不会发布到网络外部,因此安全性较好。如果需要更高级别的安全性保证,我们系统还支持对业务的加密。

由于EPON的下行数据采用广播的TDM方式实现,因此存在被个别用户全部截取接收的可能。在这种情况下,我们国内的EPON标准强制要求EPON系统对下行数据进行加密。系列EPON产品中灵活选用标准的AES-128churning加密算法,可以有效保护用户数据不被窃取。

6、光纤到居民用户场景(FTTH

·      光纤入户,全光网络,实现三网合一,可开展语音+数据+IPTVCATV业务。

·      20公里覆盖半径,实现少局所,广覆盖。

·         丰富的ONU类型,满足开展不同业务类型的需要。

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