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PON与xDSL融合组网应用模式探讨

2009-7-30 13:21| 投稿: net

摘要:      1、引言   目前,中国电信宽带接入主要采用xDSL(如ADSL、ADSL2+等)、LAN、WLAN等技术,其中基于铜缆接入方式的xDSL...
     1、引言   目前,中国电信宽带接入主要采用xDSL(如ADSL、ADSL2+等)、LAN、WLAN等技术,其中基于铜缆接入方式的xDSL所占的比例最大,达80%以上,其次是LAN接入方式,而无线接入仅是有线接入的补充手段。   数字用户线接入复用器(DSLAM)是xDSL系统的主要设备,通过铜缆与用户端的调制解调器相连,为用户提供宽带业务接入。目前电信网中的DSLAM设备基本放置于局端,通过IP网或ATM网或光纤直联的方式上联到宽带远程接入服务器(BRAS)。目前电信运营商已不再对城域ATM网进行扩容,并转向建设IP宽带城域网,基于ATM方式的DSLAM已越来越难以适应实际组网的需要,因而IPDSLAM将成为DSLAM应用和发展的方向。   现网中的xDSL接入主要有512kbit/s、1Mbit/s、2Mbit/s等几种下行速率,上行速率为512 kbit/s。随着IPTV等业务的发展,对xDSL接入速率提出了更高的要求。   xDSL的可接入速率与铜线的长度直接相关,由于现网中的铜线接入距离普遍较长,对xDSL升速造成较大困难,很大比例的用户无法得到开展视频等业务所需要的带宽。对于IPTV业务,目前的标清电视需要3Mbit/s左右的带宽,高清电视则需要至少6Mbit/s的带宽,此外还有高速上网、视频会议、网络游戏、VoIP等其他业务也需要占用一定的带宽。解决用户铜线接入距离过长的最直接的方法就是通过光纤的延伸使DSLAM下移。   光纤到户(FTTH)是固定宽带接入网的发展方向,PON技术将是FTTH采用的主要接入技术。但考虑到目前FTTH的成本相对xDSL来说还较高,因此短期内不可能取代xDSL技术,但应积极推进FTTx(如FTTC、FTTP、FTTB等),缩短铜缆的长度,以便提高宽带接入网的可接入速率。   在当前FTTH还不能一步到位的情况下,PON与xDSL融合组网是一种较好的应用形式,这种组网模式可以利用PON和xDSL的技术特点,提供一种全新的宽带接入方式,满足用户的多业务带宽需求。   2、融合组网技术   目前,ADSL2+技术已成熟,并开始在现网中规模化应用。ADSL2+在传统的ADSL基础上对性能和功能方面进行了较大改进,提高了数据速率和对线路的适应能力,是目前新增ADSL设备的主要选择技术。   VDSL(超高速用户数字线路)可以提供短距离高速非对称业务和中等距离的对称或接近对称业务。VDSL2技术结合了ADSL2+和VDSL的特点,支持更高的传输速率。但目前VDSL2技术标准还有待完善,芯片还不太成熟,互通性及兼容性较差。   目前EPON(GEPON)技术比较成熟,并已在电信现网中应用,可支持1Gbit/s的上下行对称以太网速率,可以承载数据、IPTV、VoIP等多种业务。GPON可以支持2.5Gbit/s的上下行对称速率,但GPON标准复杂且制定较晚,目前主流的设备及芯片厂商均在进行相关产品的研发,市场上尚无完整的GPON解决方案,预计一两年后GPON技术及产品也将成熟。   因此,目前融合组网所采用的PON技术应是EPON技术,所采用的xDSL技术主要是ADSL2+技术。PON与xDSL融合组网模型如图1所示。   图1  PON与xDSL融合组网模型   图1中SR指业务路由器。PON系统主要由OLT、ODN(光分配网络)、ONU组成,其中ODN由光分路器和光纤线路等组成。ONU与DSLAM可能是分离的,也可能是集成的。   PON与xDSL融合组网方式综合应用了xDSL和PON技术,具有以下一些优势。   ●提高了用户可接入带宽。融合组网方式使DSLAM向用户端靠近,缩短了铜缆接入长度,因而提高了用户的可接入带宽。   ●节约设备端口资源。随着用户接入带宽的不断提高,未来BRAS的业务端口将主要是GE接口,相对于现网中采用的DSLAM光纤直联BRAS方式,融合组网可以使DSLAM经PON系统汇聚后再上联BRAS,因而可多台DSLAM共享GE端口,从而节约了昂贵的BRAS端口资源。   ●节约光纤资源。PON系统的上下行业务流在一根光纤中传送,融合组网方式将减少对光纤资源的消耗。DSLAM下移后,DSLAM的数量将明显增加,传统的光纤直联等方式无疑将消耗更多的光纤资源。目前不少地方,特别是大型城市,管道资源相对紧张,光缆资源难以扩容。   ●提高运营商投资效益。相对于FTTH的接入网升级改造,融合组网方式投资成本低,网络改造难度小。融合组网可以充分利用用户端现有的铜缆资源,而且无需对用户端进行布线改造。   ●融合组网具备较强的业务支持能力。PON系统能提供GE/FE、E1/T1、STM-1、POTS等多种接口,并能提供不同的业务优先级,以满足多种业务承载的需要。而且PON系统还具备较完善的组播业务复制、控制能力,为将来最终实现组播业务在DSLAM上的复制和控制准备了条件。   ●维护方便。相对于采用交换机汇聚DSLAM方式,融合组网采用无源光分路器对多台DSLAM进行汇聚后连至端局的OLT设备,汇聚线路中无需机房及供电等配套设施,从而减小了维护工作量。   3、应用模式   PON与xDSL融合组网的应用模式多种多样,本文根据PON系统的ONU设备在融合组网中的位置,阐述3种组网应用模式。   3.1ONU置于端局   ONU置于端局的组网模式如图2所示,其特点是,PON系统的光分路器、ONU与DSLAM放置于一般端局,OLT放置于业务接入节点局,光分路器一般采用1:4(或1:8)的光分支器件。DSLAM通过FE/GE端口连接ONU,一般端局的多个ONU各自通过GE光口上联,经ODN连接至OLT,OLT通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络。   图2  ONU置于端局的组网模式   这种组网模式将一般端局的多台IPDSLAM设备通过PON系统汇聚后再上联BRAS/SR等业务接入设备,可以节约该端局至BRAS/SR所在局的中继光纤资源。   这种模式主要用于一般端局IPDSLAM的汇聚上联和端局周边xDSL宽带用户的接入。如果端局的DSLAM是ATM上联接口,则不能应用该模式,除非对其改造或更换为IP上联的DSLAM。   3.2ONU置于小区机房   ONU置于小区机房的组网模式如图3所示,其特点是,PON系统中的OLT放置于业务接入节点局,光分路器放置于一般端局,ONU与DSLAM放置于小区机房。DSLAM通过FE/GE端口连接ONU,ONU通过GE光口上联,经ODN连接至OLT,OLT通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络。ONU至端局的光纤距离可以是数km,甚至是十几km。   图3  ONU置于小区机房的组网模式   由于DSLAM下移到小区,用户端的铜缆接入距离短了(一般在1.5km以下),可以向用户提供较高的接入带宽。   这种应用模式可以将端局下面的多个用户小区的DSLAM设备汇聚上联至BRAS/SR所在的业务接入节点局,并节约用户小区至BRAS/SR所在局的中继光纤资源和接入网光纤资源。   IPTV等高带宽业务的发展,对宽带接入速率提出了新的要求。目前电信网中的DSLAM基本放在端局,离端局较远的用户(如3km以上)将难以开展这些高带宽业务,这就需要DSLAM设备下移。这种模式一般将下移的DSLAM放置于用户小区机房,如果小区内没有设置机房的条件,则可以在小区附近的电缆交接箱旁设置路边机箱(机柜),将DSLAM设备置于其中。   下移到用户小区或小区附近的DSLAM可以向用户提供10Mbit/s左右的高接入速率,以满足用户未来几年开通IPTV等业务的带宽需求。   3.3ONU置于用户楼内   ONU置于用户楼内的组网模式如图4所示。这种模式的特点是将PON系统的ONU放置于用户楼内,DSLAM(有几个至几十个用户端口)内置在ONU中(目前已有设备厂商在开发这样的产品),ONU至用户端的铜缆长度短(在几百米内)。ONU经ODN上联至OLT,OLT通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络。   图4  ONU置于用户楼内的组网模式   在这种模式中,每个DSLAM下的用户数不多,一个小区中将有多个甚至几十个这样的DSLAM。由于内置DSLAM的ONU放置于楼内,所以无需在小区设置机房。   这种融合组网模式既可以解决用户对超高接入速率的需求(20Mbit/s左右),又可以解决DSLAM下移工程中可能碰到的机房问题。   几年后VDSL2技术及应用将走向成熟,VDSL2在几百米的铜缆长度范围内相对于ADSL及ADSL2+等DSL技术来说,具有明显的带宽优势。如果ONU内置的DSLAM采用VDSL2技术,可以为用户提供高达数十兆的上下行对称接入速率。   另一方面,可以预见,随着高清电视、视频通信、高速上网等高带宽业务需求的增多,需要为用户提供超高宽带接入速率(如20Mbit/s甚至更高)。在普遍应用FTTH作为宽带接入方式的条件还不成熟的情况下,应用这种融合组网模式可以很好地满足业务需求。   4、运营与维护   PON具有业务透传、L2交换及业务汇聚、组播复制与控制等功能,支持业务的QoS、DBA(动态带宽分配)、VLANStacking、VLANTrunk,为PON与xDSL融合组网的现网运营提供了条件。   在目前宽带业务量尤其是IPTV的业务量还不是很大的情况下,业务的认证、组播业务的复制与控制工作可以仍由BRAS来完成。但这种情况下的业务服务响应时间长,控制节点集中,单点故障将造成较大的影响。   随着IPTV业务(组播、点播)等高带宽业务的普及与发展以及对业务质量要求的提高,将要求尽量在接近用户的地方进行业务复制,以便减少网络带宽压力和缩短服务响应时间,并避免集中的单点故障问题。   目前PON系统的OLT及ONU基本具备组播业务复制及控制功能,也有厂商已开发出采用PON技术上联的DSLAM设备,该设备支持IGMPsnooping、IGMPproxy、IGMProuter等功能,支持组播VLAN功能,能实现基于不同VLAN的组播复制功能,支持CAC(频道访问控制)、PRV(频道预览)、CDR(呼叫详细记录)、SMS(业务管理子系统)业务管理等组播管理功能。在实际业务开通时,为区分用户和业务类型、业务优先级等,需合理配置相应的PVC及VLAN,并根据网络条件和业务需要,配置和启用系统的相关功能。   由于融合组网系统涉及传输、数据、交换、宽带接入等多个领域,维护质量要求高,维护技术相对复杂,这就给系统的维护带来了挑战,需要打破传统的条块分割式维护模式,建立清晰的维护界面和维护流程,完善运维支撑系统和网络监控系统,进行集中综合维护,并培训和组建一支综合维护队伍以适应网络及业务发展的需要。   5、结束语   PON与xDSL融合组网是在电信宽带业务不断发展,带宽需求不断增加,xDSL技术不断发展和成熟,普遍的光纤到户还有待时日以及“光进铜退”的背景下提出来的一种组网方式。融合组网方式具有节约光纤资源等多种优点,采用融合组网方式,既可以充分利用用户端现有的铜缆资源,增强电信运营商的投资效益,又可以很好地满足今后几年宽带业务的接入宽带需求。
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