摘要:本文闡述了EPON係統的相關技術(shù)以及在歐視邁(OZEAM)全數字可(kě)視對講係統中的應用和注意事項
關鍵詞:EPON全數字可視對講係統歐視邁 OZEAM OLT ONU ODM
EPON(以太無源光網絡,Ethernet Passive Optical Network)是一種新型的光纖接入網技術,它(tā)采用點到多點(diǎn)結構、無(wú)源光纖傳輸,在以太網之上提供(gòng)多(duō)種業務。它在物理層采用了(le)PON技術,在(zài)鏈(liàn)路層(céng)使用以太網協議,利用PON的拓(tuò)撲結構實現(xiàn)了以太網的接(jiē)入。因此,它綜合了PON技術和以太(tài)網技術的優點:低成本(běn);高帶寬;擴展性強,靈活快(kuài)速的服務重組;與現有以太網的兼容性(xìng);方(fāng)便的管理等等。
一(yī). PON技術發展
光纖接入從技術上可分為兩大類:有源光網絡(AON,Active Optical Network)和無(wú)源光網絡(PON,Passive Optical Network)。
有源光網絡是指從局端設備到用戶分配單元之間均采用有源光(guāng)纖傳輸設備,即光電轉換設備、有源光電器件以及光纖等。其典(diǎn)型代表(biǎo)是現在使用的(de)LAN接(jiē)入(rù)方(fāng)式,如圖1-1所示:
圖1-1 LAN接入的網絡結構(gòu)
有源光網絡的優點是:
(1)傳輸容量大:155Mb/s或622Mb/s的接入速率
(2)傳輸距離遠:不加中繼器,距離70多公裏
(3)技術成熟,已(yǐ)廣泛(fàn)應用
其(qí)缺點是(shì):
(1)在用戶和中心機房之間,需要采用大量的通信設備進行組網(wǎng),這些設備需要專(zhuān)門的(de)安裝環境甚至機房。
(2)需要解決供電問題(tí)
(3)維護(hù)成本高
無源光網(wǎng)絡(PON)一般指光傳(chuán)輸段采用無源(yuán)器件(無源光分路器等),實現點對多(duō)點的光纖(xiān)接入網。其特點是:
(1)信號在傳(chuán)輸過程中無再生放大
(2)信號由(yóu)光分路器、無源光功率分配器等傳至用戶
(3)實現透明傳輸,信號處理全由局端和用戶端設備完成
與有源光網絡(luò)比:
(1)覆蓋範圍和(hé)傳(chuán)輸(shū)距離更小
(2)可靠性更高:由於戶外無有源(yuán)設備,能避免戶外的電磁幹擾和雷電(diàn)影響,減少線(xiàn)路(lù)和外部設(shè)備的故障率,提高係(xì)統的可靠性
(3)安裝維護更方便、維護成本更低
圖1-2 PON的組網結構(gòu)
目前PON技術主要有APON/BPON、GPON、EPON等幾種,其主要差異(yì)在於采用了不同(tóng)的二層(céng)技術。這些PON技術是當前應用的主流,由(yóu)於都(dōu)是通過時分複用(yòng)的(de)方式來提供(gòng)業務,因此可以統稱為TDM PON。
利用PON的拓撲結構實現以太網接入的係統。它屬(shǔ)於IP接入網,是PON技術與以(yǐ)太網技術相結合的產物。目(mù)前,IEEE組織(zhī)已通過了EPON的相(xiàng)關(guān)標準。EPON技術的優勢:
(1)與現有以(yǐ)太網的兼容(róng)性;
(2)高帶寬;
(3)低成本;
(4)為靈活供應和快速的服務重組提(tí)供了方便;
因此歐視邁(OZEAM)全數字可視對講係統在別墅區和大的小區(qū)組網,首選EPON。
二. EPON的係統結構
EPON係統(tǒng)由局側的(de)光線路終端(Optical Line Terminal,OLT)、用戶側的光(guāng)網絡單元(Optical Network Unit ,ONU)和光分(fèn)配網絡(Optical Distribution Network ,ODN)組成(chéng),為單纖雙向係統。在下行方向(OLT到ONU),OLT發送的信號通(tōng)過ODN到(dào)達各個ONU。在上行方向(xiàng)(ONU到OLT),ONU發送的信號隻會到達OLT,而不會到達其他ONU。為了避免數(shù)據衝突並提高網絡利用效率,上行方向采用時分多(duō)址接入(TDMA)方式並對各ONU的數據發送進行仲裁。ODN由光纖和一個或多(duō)個無源光分路器等無源(yuán)光器件組成,在OLT和ONU間提供光通道。
EPON係統的參考結構如圖所示:
注:ODN由光纖和一個或多(duō)個無源光(guāng)分路器等無源光器件組成
圖2-1 EPON係統參考結構
按(àn)照ONU/ONT在接入(rù)網中所處的位置不同,EPON係統可以有幾種網絡(luò)應用類型:光纖到交接箱(FTTCab)、光纖(xiān)到樓宇/分線盒(FTTB/C)、光纖到家庭用戶(FTTH)、光(guāng)纖到公(gōng)司/辦公室(FTTO)。
三. EPON設備
3.1 OLT
OLT設備包含一個或者多個PON接(jiē)口,持以太網/IP業(yè)務,提供以(yǐ)太網上聯接口。運營商用的OLT還(hái)支持電路仿(fǎng)真方式的TDM業務等多(duō)種業務,並提供(gòng)相應的上聯接口。
OLT的功能如下:
◆ 向ONU(光網絡分配單元)以廣播方式發送以太網數據;
◆ 發起並控製測距過(guò)程,並記錄測距信息;
◆ 為(wéi)ONU分配帶(dài)寬;即(jí)控(kòng)製ONU發送數(shù)據的起始時間和發(fā)送窗(chuāng)口大小.
◆ OLT一方麵將承載各種(zhǒng)業務的信號在局端進行匯聚,按照一(yī)定的信號格式送入接入網絡以便向終端用戶傳輸,另一方麵將來自終端用戶的信號按(àn)照業(yè)務類型分別(bié)送入各種業務(wù)網中
◆ OLT除了提供(gòng)業務匯聚的功能外,還是集中網絡管理平台。在OLT上可以實現基於設備的網元管理和基於業務的安全管(guǎn)理和配置管理。不僅(jǐn)可以監測、管理設備及(jí)端(duān)口,還可以進行業務開(kāi)通和用戶狀態監測(cè),而且還能夠針對不同用戶的QoS/SLA要求進(jìn)行帶寬分配。
3.2 ONU
ONU作為EPON係統的用戶端接入設備.主要完成的功能可描述為:
◆ 選擇接(jiē)收OLT發送(sòng)的廣播數據。
◆ 響應OLT發出的注冊和測距命(mìng)令及功率控(kòng)製命令;並(bìng)作相應的調整。
◆ 對用戶的以太網數據進行緩存,向OLT報告緩(huǎn)存的隊列情況並在OLT分配的上行發送(sòng)窗口(kǒu)中發送緩存的數(shù)據。
◆ 根據OLT發出的OAM幀(zhēn),執行相應的OAM功能。
◆ 其它相關的以太網功能。
ONU設備的物理接口如下:
網(wǎng)絡(luò)側接口 | 1個PON接口 |
用戶(hù)側必備接口 | 1/2/4/8/16/24個FE或GE以(yǐ)太網接口 |
用戶側其他可選接口 (運營商(shāng)用) | 1/2/4/8/16/24/32/48/64個POTS口 |
1/2/4/8/16/24/32/48/64個ADSL2+接口(kǒu) | |
1/2/4/8/16/24/32/48/64個VDSL接口 | |
1/2/4/8/16/24/32/48/64個E1接口 | |
1/2個1PPS+ToD接口(kǒu) | |
CATV 接口 |
3.3 無源光分路器
光分路器是PON 網絡ODN 至關重要的無源(yuán)光器件,PON 網絡點對(duì)多點的(de)無源(yuán)光網絡結構,正是由無源光分路器在下行方向將光功率均分,在上行方向將光功率合路來體現的。可以(yǐ)這麽說,無源光分路器支撐了PON 的點對多點結構。
光分路器按照端口型式可分為星形和樹形兩類,輸入端口數與輸出端口數(shù)相等的為星形光分路器,輸入端口數與輸出端口數不等的為樹形光分路器。PON網絡使用的是1×N 或2×N的光分路器,屬於樹形(xíng)光(guāng)分路器。
按照製造材料可分為光纖熱熔拉錐光分路器和平麵波導光分路器。這兩(liǎng)種光分路器在PON 網絡上均有應用,通常1×2 或1×4 有采用光纖熱熔(róng)拉錐光分路器(qì),1×4 以(yǐ)上采用波導(dǎo)型光分路器。
按照工作(zuò)帶寬來可分為單窗口窄帶分路器、單窗口寬帶分路器、雙窗口寬帶分路器以及全波段(duàn)寬帶(dài)光分路器(qì)。一般來說,熱熔拉(lā)錐型光分路器(qì)對應單窗口和雙窗口,PLC 平麵波導型光分路器的工作波長範圍為1250nm~1650nm,屬(shǔ)全(quán)波段寬帶光分路器。
四. EPON在歐(ōu)視邁(OZEAM)全數字可視對講係統中的應用考慮
考慮1. 采用何種架構?是FTTH還是FTTB?
(1)別墅小區建議采用FTTH。別(bié)墅(shù)小區地廣人稀,往往依山傍水,如果幾戶共享一(yī)個ONU,則ONU勢必放在公(gōng)共綠地或者管井(jǐng)的防水弱電箱內,必(bì)須(xū)考慮ONU的供電、防(fáng)潮(cháo)、防水、防雷(léi)等問題,如果這些工藝沒做好,則(zé)ONU容(róng)易損壞,影響係統的穩定性。所有(yǒu)別墅小區(qū)建議采用FTTH。
(2)高層、小高層建議采用FTTB+LAN,這樣可以兼(jiān)顧性能和成本。
(3)OLT集中設(shè)置在局端機房內(nèi);光分路器采用(yòng)1×32一級分光,集中放置並盡可(kě)能(néng)靠近用戶端;ONU盡量設置在室內,並加一個弱電盒。
考慮2. EPON設備如何選擇?
如果工(gōng)程商自(zì)己建設EPON係統(tǒng),在設備選擇方麵需考(kǎo)慮如下(xià)問題:
(1)EPON設備需支持組播功能,至少支持IGMP(Internet Group Management Protocol ,Internet組管理協議(yì)) V2協議,最好能夠支(zhī)持IGMP V3協議。歐視邁(OZEAM)全數字(zì)可視對講係統門口機的(de)視音頻(pín)是通過組播方式(shì)發送出去的(de),室內機(jī)默認采用的是IGMP V3協議。如果ONU隻支持IGMP V2協議,不支持IGMP V3協(xié)議(yì),隻需將ONU的組播功能關閉,把組(zǔ)播信(xìn)號當做廣播信(xìn)號傳輸(shū)即可。
(2)ONU的用戶側接口隻需FE以太網口,一般說(shuō)來,4個FE口的ONU最為經濟。
(3)如果(guǒ)OLT沒有(yǒu)三層交換功(gōng)能,則在(zài)OLT上(shàng)聯(lián)電口接一台千兆三層交換機。
(4)為了管理方(fāng)便,OLT建議配置網管卡。
(5)無源(yuán)光分路器選擇1×32平(píng)麵波導光分路器
考慮3.如果電信運(yùn)營商已經做到光纖入戶(FTTH),全(quán)數字對講(jiǎng)係統該怎樣配合?
如果是運營商已經做到光纖入戶(FTTH),隻需在ONU上(shàng)留一個FE以太網口給可視對講係統設備,同時開(kāi)啟該端口的組播功能。OLT則需要根據網絡配置表劃(huá)分一下VLAN,設置一下路(lù)由(yóu)功能即可(kě)。
考慮(lǜ)4.如(rú)何選擇光纜?
(1)饋(kuì)線光纜的纜芯采用普通G.652光纖,主(zhǔ)要(yào)考慮因素是路由狀況,在路由緊張的情況下推薦三種光纜:雨水管道光纜、開槽淺埋光纜和微型氣吹光纜。
(2)對配(pèi)線光(guāng)纜的要求是(shì)組裝密度高,纜徑相(xiàng)對(duì)較小,便於分歧和接續,在垂直布放時無油膏滴流隱患。
(3)入戶光纜(lǎn)要(yào)具有(yǒu)良好的抗拉伸、抗彎曲和抗側壓特性(xìng),結構小巧便於在樓宇(yǔ)間穿管布放,同時要便於現場端接,纜芯(xīn)一般采用具備微彎曲功能的G.657光纖。
考慮5.在FTTB的情況下,每個OLT的PON口下可(kě)以帶多少台室內機或門口機?
一個OLT PON口的帶寬(kuān)是1000M,室內機可(kě)視對講時所占帶寬是(shì)2M,考(kǎo)慮(lǜ)到會有40%的分機同時進行雙向可(kě)視對講(實際上遠遠低於這個數字),則:1000M總(zǒng)帶寬/2M用(yòng)戶(hù)帶寬(kuān)/0.4並(bìng)發率=1250台終端,也就是說一(yī)個OLT PON口可以帶1250台室內機或者門口機。
五. EPON在(zài)歐視邁(OZEAM)全數字可視對講係統中(zhōng)的實際(jì)應用案例
惠州(zhōu)保利山(shān)水城項目作為保(bǎo)利集團(tuán)在惠州的第一個(gè)地產項(xiàng)目,也是政府重點支持建設項(xiàng)目,項目位於惠州惠(huì)博沿江路東江(jiāng)水利樞紐北側,距(jù)惠州中心城區約10Km本項目以低層低密度住宅開發為主,主要(yào)產品類型涵蓋有別墅、情景洋房和高層(céng)洋房等產品。保利(lì)山水(shuǐ)城分四期開發,總戶數為2542戶。一期別墅195戶,小高層341戶。
該項目(mù)的EPON係(xì)統采用FTTB+LAN的組(zǔ)網(wǎng)架構。光纖到樓棟,樓棟內采用普(pǔ)通的交換機組網,OLT設置在管理中心機房,上聯(lián)電口接三層交換機,管理中心電腦(nǎo)也接到(dào)三層交換機上。ONU采用有4個FE以太網口的(de)ONU。這樣既保(bǎo)證了可靠性,也降低了成本。
參考文(wén)獻:
[1]百度百科
[2]烽火科技股份有限公司.EPON技術原理初級教(jiāo)程,2007年
[3]中國電信.中國電信EPON 設備技術要求(V3.0) 2011年
[4]中興通訊.光分路(lù)器介紹(shào)
全數字可視對講係(xì)統
類數字可(kě)視對講係統
電梯控製係統
雙向可視對講求助係統
智能家居係統
聲波雲門禁係統
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