寬帶交換技術(shù)論文(2)
寬帶交換技術(shù)論文篇二
家庭寬帶技術(shù)探討
[摘 要] 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展是信息時(shí)代的一大特征，在這樣的背景下人們對(duì)于信息化的需求越來(lái)越迫切，因此，寬帶逐步進(jìn)入了人們的家庭，成為生活必不可少一部分。
寬帶技術(shù)到底是如何實(shí)現(xiàn)的呢?光纖到戶的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢?各種組網(wǎng)方式又有什么利弊呢?接下來(lái)我們需要對(duì)此進(jìn)行深入的探討。
[關(guān)鍵詞] 寬帶接入網(wǎng) 電信企業(yè)
中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
1. 家庭寬帶技術(shù)基礎(chǔ)
1.1 GPON技術(shù)
東莞電信業(yè)對(duì)新小區(qū)廣泛采用GPON技術(shù)實(shí)現(xiàn)光纖到戶，下面對(duì)PON技術(shù)結(jié)構(gòu)和GPON技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
PON(Passive Optical Network：無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò))是指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件及電子電源，全部由光分路器(Splitter)等無(wú)源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。一個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)安裝于中心控制站的光線路終端(OLT)，一級(jí)一批配套的安裝于用戶場(chǎng)所的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONUs)。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)(ODN)包含了光纖以及無(wú)源分光器或者耦合器。PON技術(shù)使得維護(hù)簡(jiǎn)單，可靠性高，成本低，而且能節(jié)約光纖資源，是FTTH的主要解決方案，目前主要技術(shù)有EPON和GPON。
PON網(wǎng)絡(luò)主要有3部分構(gòu)成，OLT(光線路終端)，ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))和ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)。OLT在局端將主干網(wǎng)匯聚，然后通過(guò)主干光纖將信號(hào)發(fā)送出去，ODN的主要組成部件是分光器，分光器按照一定比例將主干光纖分到用戶。用戶端設(shè)備為ONU，為用戶終端節(jié)點(diǎn)。下面分別介紹這3個(gè)組成部分。
1.1.1 OLT
OLT是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中的局端設(shè)備，是一個(gè)對(duì)業(yè)務(wù)提供平臺(tái)，同時(shí)支持IP業(yè)務(wù)和TDM業(yè)務(wù)，放置在城域網(wǎng)邊緣或社區(qū)接入網(wǎng)出口，收斂接入業(yè)務(wù)并分別傳遞到IP網(wǎng)。OLT可以向ONU(光網(wǎng)絡(luò)分配單元)以廣播方式發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù);發(fā)起并控制測(cè)距過(guò)程，并記錄測(cè)距信息;為ONU分配帶寬，即控制ONU發(fā)送數(shù)據(jù)的起始時(shí)間和發(fā)送窗口大小。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)靈活，下聯(lián)半徑20公里范圍內(nèi)處于業(yè)務(wù)接入點(diǎn)的多個(gè)終端，構(gòu)成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)可支持多種業(yè)務(wù)模式，適應(yīng)多種工作環(huán)境。
OLT除了提供供業(yè)務(wù)匯聚的功能外，還是集中網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)。在OLT上可以實(shí)現(xiàn)基于設(shè)備的網(wǎng)元管理和基于業(yè)務(wù)的安全管理和配置管理。不僅可以監(jiān)測(cè)、管理設(shè)備及端口，還可以進(jìn)行業(yè)務(wù)開通和用戶狀態(tài)監(jiān)測(cè)，而且還能夠針對(duì)不同用戶的QoS/SLA要求進(jìn)行帶寬分配。OLT一方面將承載各種業(yè)務(wù)的信號(hào)在局端進(jìn)行匯聚，按照一定的信號(hào)格式送入接入網(wǎng)絡(luò)以便向終端用戶傳輸，另一方面將來(lái)自終端用戶的信號(hào)按照業(yè)務(wù)類型分別送入各種業(yè)務(wù)網(wǎng)中。
按照功能OLT可分為三部分：核心部分，包括匯聚分發(fā)、業(yè)務(wù)處理和ODN適配功能;業(yè)務(wù)部分，提供業(yè)務(wù)接口功能，包括接口適配、接口保護(hù)等，以及在需要時(shí)具有特定業(yè)務(wù)的信令處理和媒質(zhì)傳輸制式的轉(zhuǎn)換功能;公共部分，包括供電與OAM功能。
1.1.2 ODN
ODN是基于PON設(shè)備的FTTH光纜網(wǎng)絡(luò)。其作用是為OLT和ONU之間提供光傳輸通道。從功能上分，ODN從局端到用戶端可分為饋線光纜子系統(tǒng)，配線光纜子系統(tǒng)，入戶線光纜子系統(tǒng)和光纖終端子系統(tǒng)四個(gè)部分。
ODN下行(OLT到ONU)波長(zhǎng)1490nm，承載語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，上行(ONU到OLT)波長(zhǎng)為1310nm，承載語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，下行還可以使用15501nm的波長(zhǎng)，用于承載CATV視頻信號(hào)。
在FTTH發(fā)展中，接入層需要新建一張巨大的光纖分配網(wǎng)絡(luò)，即ODN網(wǎng)絡(luò)。ODN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本高昂，最高可占總體投資的50%-70%，是FTTH投資的重點(diǎn)。同時(shí)，ODN也是FTTH管理的難點(diǎn)。首先它相比銅線簡(jiǎn)單的P2P結(jié)構(gòu)，ODN多采用P2MP拓?fù)?，網(wǎng)絡(luò)中的接續(xù)節(jié)點(diǎn)多，網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜。其次，光纖比銅線敏感，更容易受損。因此，對(duì)ODN進(jìn)行高效的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)至關(guān)重要，需要一套智能、準(zhǔn)確的管理解決方案，確保ODN網(wǎng)絡(luò)得到充分利用，有效保護(hù)長(zhǎng)期投資。
1.1.3 ONU
ONU分為有源光網(wǎng)絡(luò)單元和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)單元。一般把裝有包括光接收機(jī)、上行光發(fā)射機(jī)、多個(gè)橋接放大器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的設(shè)備叫做光網(wǎng)絡(luò)單元。
ONU選擇接收OLT發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)，響應(yīng)OLT發(fā)出的測(cè)距及功率控制命令，并作相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并在OLT分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送。
2. GPON技術(shù)在家庭寬帶中的應(yīng)用
目前電信業(yè)的寬帶接入方式主要以FTTH為主，F(xiàn)TTB為輔，兩者比例大概為12：1。
2.1 FTTB和FTTH
2.1.1 FTTB概述
FTTB，即Fiber to The Building(光纖到樓)，它是利用數(shù)字寬帶技術(shù)，光纖直接到小區(qū)里，再通過(guò)雙絞線(超五類雙絞線或4對(duì)非屏蔽雙絞線)到各個(gè)用戶。
FTTB采用的是專線接入，無(wú)需撥號(hào)，安裝簡(jiǎn)便，客戶端只需在計(jì)算機(jī)上安裝一塊網(wǎng)卡即可進(jìn)行24小時(shí)高速上網(wǎng)。FTTB提供最高上下行速率是100Mbps(獨(dú)享)。
FTTB是FTTX+LAN的一種網(wǎng)絡(luò)連接模式，意即光纖到樓，是一種基于優(yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶接入方式，采用光纖到樓，網(wǎng)線入戶的方式實(shí)現(xiàn)用戶的寬帶接入，我們稱為FTTX+LAN的寬帶接入網(wǎng)(簡(jiǎn)稱FTTB)。
FTTH就是光纖進(jìn)入每家每戶，提供的帶寬是ADSL的100倍。光纖具有壽命長(zhǎng)，無(wú)干擾， 帶寬幾乎無(wú)限的優(yōu)點(diǎn)，是銅線技術(shù)所無(wú)法比擬的。FTTH是實(shí)現(xiàn)話音、視頻、數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一最好的解決方案。
2.1.2 FTTH概述
FTTH：FTTH(Fiber To The Home )，顧名思義就是一根光纖直接到家庭。具體說(shuō)，F(xiàn)TTH是指將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在住家用戶或企業(yè)用戶處。 FTTH的顯著技術(shù)特點(diǎn)是不但提供更大的帶寬，而且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)格式、速率、波長(zhǎng)和協(xié)議的透明性，放寬了對(duì)環(huán)境條件和供電等要求，簡(jiǎn)化了維護(hù)和安裝。
FTTH的優(yōu)勢(shì)主要是有5點(diǎn)：第一，它是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，從局端到用戶，中間基本上可以做到無(wú)源;第二，它的帶寬是比較寬的，長(zhǎng)距離正好符合運(yùn)營(yíng)商的大規(guī)模運(yùn)用方式;第三，因?yàn)樗窃诠饫w上承載的業(yè)務(wù)，所以并沒(méi)有什么問(wèn)題;第四，由于它的帶寬比較寬，支持的協(xié)議比較靈活;第五，隨著技術(shù)的發(fā)展，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、1.25G和FTTH的方式都制定了比較完善的功能。
將光纖直接接至用戶家，其帶寬、波長(zhǎng)和傳輸技術(shù)種類都沒(méi)有限制，適于引入各種新業(yè)務(wù)，是最理想的業(yè)務(wù)透明網(wǎng)絡(luò)，是接入網(wǎng)發(fā)展的最終方式。
雖然現(xiàn)在移動(dòng)通信發(fā)展速度驚人，但因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求性能相對(duì)占優(yōu)的固定終端，也就是希望實(shí)現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它具有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。
FTTH+以太網(wǎng)比ADSL(ADSL再撥號(hào)的時(shí)候會(huì)建立最高理論8Mbps的下載帶寬，這個(gè)帶寬是永遠(yuǎn)不會(huì)改變的。不過(guò)實(shí)際上由于ADSL的噪聲檢測(cè)機(jī)制如果線路情況不好那么一開始建立的連接顯然不可能達(dá)到理論值，可能最后是5Mbps，這個(gè)帶寬也是不會(huì)改變的。)和ISDN(歐洲普及的電話網(wǎng)絡(luò)形式)的傳輸速度快多了。
3.結(jié)論
“十二五”規(guī)劃中稱道，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)是國(guó)家確定加快培育和發(fā)展的7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，我國(guó)明確提出“加快建設(shè)寬帶接入網(wǎng)”的要求。
寬帶網(wǎng)絡(luò)是信息社會(huì)的基石，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著先導(dǎo)作用。受市場(chǎng)需求以及新技術(shù)的影響，光纖到戶成為我國(guó)通信領(lǐng)域未來(lái)主要發(fā)展目標(biāo)之一。在寬帶網(wǎng)絡(luò)飛速建設(shè)發(fā)展的今天，如何維護(hù)寬帶網(wǎng)絡(luò)，將成為我們要密切關(guān)注的另一個(gè)課題。
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