ADSL技術在EPON中的實現應用

甄星華++張月霞++張葉朋++趙義飛?オ?

摘要：隨著各種多媒體業務的發展，人們對帶寬的要求越來越高，EPON技術是一種新興的光接入技術，該技術采用點到多點的結構，可以同時傳輸多種業務，滿足高帶寬的需求。但是，現在很多的老舊小區多是采用以雙絞線為載體的ADSL技術，基于成本考慮，EPON和ADSL將在很長一段時間內共存。本文提出了一種EPON和ADSL技術融合的方案，并給出了實踐案例，實驗證明該融合技術方案具有成本低、帶寬高、安全可靠的特點，可以滿足用戶的需求。

關鍵詞：ADSL技術；EPON技術；光銅融合

0.引言

隨著社會信息化程度的飛速發展，各種多媒體的業務層出不窮，如網絡游戲、各種聊天工具等實時通信軟件，使得人們網絡帶寬的需求越來越高?，F在很多小區的接入網技術仍舊采用傳統的ADSL（非對稱數字用戶環路）技術，該技術無法提供遠距離和高速帶寬等服務，已經無法滿足人們的需求。因此很多機構開始研究在基于現有的ADSL技術的基礎上如何提高網絡帶寬[1]。

EPON（以太網無源光網絡）是一種新興的無源光網絡接入技術，該技術采用點到多點的結構，帶寬高，可以進行遠距離傳輸，干擾小，性能優越。因此，本文提出了一種EPON和ADSL技術融合的方案，并給出了實踐案例，實驗證明該融合技術方案具有成本低、帶寬高、安全可靠的特點，可以滿足用戶的需求。

1.ADSL技術

1.1 DSL技術

DSL（數字用戶環路）技術起源于1989年，主要是通過充分利用雙絞線的頻譜資源進行數據傳輸的一種接入技術?？梢苑譃槿N：ADSL、VDSL（超高速數字用戶線路）和SHDSL（單對線高速數字用戶線），統稱為xDSL。其中，ADSL相較于其他DSL技術速率較高，用于上下行速率不對稱的應用場景，目前大部分的老舊小區都是采用這一技術[2]。

1.2ADSL技術

ADSL技術是一種利用電話雙絞線作為接入網的寬帶通信方式，主要用來傳輸不對稱業務，廣泛用于視頻業務及高速INTERNET等數據的接入。ADSL技術采用點到點的拓撲結構，使用戶可以獨占帶寬[3]。另外，ADSL技術無需另鋪線纜，節省大量人力物力，而且用戶無需繳納額外的電話費，使用方便。這些特點促進了ADSL技術的普及[4]。

2.EPON技術

2.1 PON技術

PON（無源光網絡）技術是一種單纖雙向、波分復用的光接入技術，其技術包含局端設備和遠端用戶設備，并且光分配網絡中只包括無源的設備[5]。根據準從標準的不同，PON技術分為EPON和GPON（吉比特無源光網絡）。兩者相較而言，EPON技術成本更低，業務開通更為便捷，是未來接入網技術的重要發展方向。

2.2 EPON技術

EPON是一種以光纖為載體的高速率的光通信方式，上下行對稱達到了1.25Gbps。其采用P2MP（點到多點）結構的單纖雙向光接入網絡，典型拓撲結構為樹型，如圖1所示。

其中，OLT（光線路終端） 是EPON無源光網絡系統中的局端設備，是一個多業務提供平臺，支持以太網、TM等網絡業務，通常被放置在城域網邊緣或社區接入網出口，具有向ODN（光分配網絡）和ONU （光網絡單元）發送以太網數據、為ONU分配帶寬等功能。

ODN主要由光纖和分光器組成，其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。

ONU與OLT配合，可向相連的用戶提供各種寬帶服務，是用于終結從OLT傳送來的業務的用戶側設備，ONU的另一端通過銅纜與用戶終端相連，從而實現光銅融合[6]。EPON技術優勢主要有以下幾方面：

（1）高帶寬

目前，EPON的下行信道為百兆/千兆的廣播方式，而上行信道為用戶共享的百兆/千兆信道[7]，是現階段能傳輸速率最快的接入網技術。

（2）強兼容性

EPON技術對現有的IEEE 802.3協議做補充，減少了協議之間的轉換，并和技術上較為成熟的以太網良好地實現了兼容。

（3）安全

能通過限制用戶、支持虛擬專用網等來保障更可靠安全的網絡。結構支持開發的更多創新型業務，的服務如管理防火墻、語音交易支持、VPN和Internet接入等等。

3.EPON和ADSL技術融合方案

當下用戶數量和對互聯網依賴的增長以及無源光網絡技術的發展推動著FTTH（光纖到戶）的進行。在FTTH不能覆蓋的區域，可以在本地電話局和用戶間這段網絡業務和語音業務的傳輸上，在維持語音業務和其他數字業務正常運作的前提下，讓全網逐漸轉換為全IP業務網絡。

ADSL技術和EPON技術的結合架構如圖2所示。方案選擇基于光纖到樓的設計，即光纜接入到OLT之后與分光器相連，再與其下各個居民樓的ONU相接，ONU放置在樓內，它與用戶終端之間靠DSL相連。本項目的研究重點是ONU與DSL相關網絡的搭建，具體為通過設計ONU相關接口線路及網絡配置，實現ONU與DSL的網絡通路進行數據交換，優化小區配置方案。

分光器無源，多級分光影響信號功率，而且在用戶較為集中的情況下，使用一級分光能減少成本，易管理且降低設計難度。本文采用的是一級分光，分光比為1：32，即每個PON接口支持32個ONU。

兩相結合，在ONU以上部分使用光纜接入，在這一部分可以展示EPON技術接入網的優勢；在ONU到用戶側使用ADSL技術接入，可以同時實現ADSL技術優點，綜合優勢如下：

（1）經濟：光纜相較于銅纜成本較低，多個用戶采用共享的方式，無需再部署其他終端設備，大大降低網絡建設成本。傳輸過程無需電源支持，很大程度上降低了運維和管理成本。小區內部已有線路無需拆除，減少了工程的經費花銷和減少的工程的實施時間和工程周期。

（2）高帶寬：基于EPON的帶寬將不再受傳輸距離的影響。采用 1：32 的分光比，對應的帶寬上下行的傳輸速率是對稱的，每戶可分配 30M 帶寬，基本可以滿足未來一段時間的帶寬需求。

（3）安全：EPON技術可采用單向或雙向的加密，在保證通信數據安全性的同時，也保證了通信數據的時延。減少輻射，用戶接受度高，同時，降低了銅纜盜竊事件。

4.案例分析

4.1 小區現狀

外灘棕櫚泉小區總占地為46畝，規劃總建筑面積為14萬平方米，共有9棟樓，每棟樓均是一個單元，平均每棟樓33層，每層4戶，共有一千戶以上的用戶。用戶群體主要為文化程度較高的年輕人，寬帶業務需求較強，消費能力較高。需要實現VOIP語音業務、寬帶上網業務、高清電視業務、可視通訊等綜合業務的接入。

4.2規劃

（1）設備部署方案

該小區用戶較多，對通訊要求也較高，包括數據、語音、視頻等綜合業務需求。在纜線建設及通信設備方面，建筑內部已經完成了雙絞線部署的綜合布線，而電信機房到該新建小區之間路端未鋪設傳統銅纜，可以通過鋪設光纜和小區內部銅纜相結合，實現ADSL技術在EPON中的應用。

如圖3所示，小區共建設2-3間地下室機房，機房內部裝置OLT設備。因為分光器一級分光方式結構簡單，容錯率較高，OLT與ONU之間只有一個光合/分路器有利于維護管理，對連接管道的依賴性較強，適用于用戶集中的位置所以該小區光分配采用1×32一級分光（每個PON接口支持32個ONU，每個PON系統經過一個無源光分路器分光至各個ONU），一棟樓公用1個一級分光器。ONU盡量放置在地下室內，并加一個弱電盒，每四層樓共享一臺ONU（需根據實際情況稍作調整），這里使用9806終端，每臺9806終端提供16FE+16POTS。網絡部署統計如表1。

表1網絡部署

機房數量分光器數量9806數量

2972-81

（2）線路建設方案

ODN（光分配網）可分為饋線段、配線段和入戶段三部分。饋線光纜負責整個下行網絡的傳輸，連接用戶較多，因此安全性可穩定性要求較高，采用管道保護方式。配線光纜應該跟據實際工程進行選擇，它可分為室外和室內光纜兩部分，本文規劃的配線光交接箱位于地下室，所以光纜鋪設采用直埋地下的方式。根據用戶接入環境，入戶光纜分為室內和管道入戶兩種，為了避免電磁干擾，多采用PVC護套保護。OLT設備置于小區附近或內部地下機房中，接入承載網絡。小區的主線路中每個OLT設備可配置2個PON口，總共兩芯，未來可隨業務需求的增加而改變。每棟樓地下室配備多個多媒體箱，內置一塊9806終端，一般需要12個以太網端口，入戶線纜采用ADSL技術，如圖4所示。

4.3業務開通

用實驗進行業務開通，驗證方案的可行性。

（1） 在OLT上創建寬帶業務VLAN以及ONU管理VLAN。

理論縱橫

ADSL技術在EPON中的實現應用

（2） 配置上聯口的端口模式以及上聯端口的VLAN綁定。

（3） 在OLT上認證9806H網元，并對其進行配置。

（4） 啟用ONU接口的認證協議。

（5） 配置ONU上下行帶寬。

（6） 配置VLAN的業務端口.

（7）配置ONU遠程管理IP以及路由。

ZXAN（config）#pon-onu-mng epon-onu_1/3/3：1

ZXAN（epon-onu-mng）#mgmt-ip onu-ip 192.168.2.201 255.255.255.0 710 mgm-ip 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.2.1 status enable

ZXAN（epon-onu-mng）#exit

（8）保存OLT數據。

ZXAN#write

配置如圖5所示。

圖5配置結果

（9）創建ADSL用戶端口VLAN數據。

9806#config

9806 （config）# add-vlan 1000-1001 //創建VLAN

（10）設置用戶端口的PVC，使之和MODEM的PVC相對應。

9806（config）#interface adsl 2/1 //進入單個端口模式

9806（cfg-if-adsl-2/1）# pvid 1000 pvc 1 //將用戶端口PVID值設成等于VLAN ID

9806（cfg-if-adsl-2/1）# atm pvc 1 vpi 8 vci 81 common

（11）把配置的VLAN數據應用到用戶端口。

9806（config）# vlan 1000-1001 2/1-2 untag one-to-one

（12）把配置的VLAN數據應用到上聯端口。

9806（config）# vlan 1000-10015/1-2 tag

（13）創建線路配置模板。

9806（config）# adsl-profile zte2m.prf

9806# show card

5.結束語

目前，盡管“光纖到戶”進程較快，但中國仍有大量用戶使用ADSL寬帶接入網，不少小區，建筑內部鋪設有完善的電纜線路。因此，將ADSL技術與EPON技術融合，不僅可以發揮傳統的通信運營商的龐大銅線銅纜網絡資源，還能在一定程度上提高傳輸帶寬，滿足用戶需求，進而開發新的業務。

[參考文獻]

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[5]陳雪， 張旭， 劉冬. xPON系統的關鍵技術研究[J]. 數據通信， 2001， 2： 34-37.

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[7]張繼東，陶智勇. EPON的發展現狀與關鍵技術[J]. 光通信研究，2002，109期：26-30.

本論文系2015年北京信息科技大學課程建設項目“以專業認證理念進行《高頻電子線路》課程建設的探討”（項目編號：2016KGYB18）成果。

（作者單位：北京信息科技大學 信息與通信工程學院，北京 100101）