《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于光纖到戶(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)三網(wǎng)融合
來(lái)源:國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)
作者:吳敏
摘要: 三網(wǎng)融合的目標(biāo)是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)絡(luò)及電信網(wǎng)絡(luò)相互融合,形成一個(gè)全數(shù)字化統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。支持包括數(shù)據(jù)、視像和話(huà)音在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)通信。對(duì)于智能小區(qū)而言,光纖直達(dá)業(yè)主家庭的接入網(wǎng)方式具有能夠提供超大帶寬、維護(hù)及安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn),被業(yè)內(nèi)人士和專(zhuān)家普遍認(rèn)為是未來(lái)寬帶接入網(wǎng)的主要形式。
Abstract:
Key words :

 隨著流媒體業(yè)務(wù)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和推廣,小區(qū)住戶(hù)傾向于獲得更高、更穩(wěn)定、更可靠的上網(wǎng)速度,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了新的需求?,F(xiàn)有的小區(qū)寬帶接入網(wǎng)均是基于同介質(zhì)的,其中同軸電纜頻帶最寬,非屏蔽數(shù)據(jù)電纜次之,電話(huà)雙絞線最窄。這3種物理介質(zhì)原先分別適用于廣播電視、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和電話(huà)信號(hào)的傳輸,于是由電視、數(shù)據(jù)、電話(huà)3種業(yè)務(wù)提供商分別建設(shè)的3種接入網(wǎng),重疊在一個(gè)住宅小區(qū),這不僅對(duì)社會(huì)資源造成極大的浪費(fèi),且較難提供長(zhǎng)距離、高帶寬的業(yè)務(wù)支持,因此接入網(wǎng)就成為了用戶(hù)接入城域網(wǎng)的一個(gè)瓶頸。

    三網(wǎng)融合的目標(biāo)在于將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)絡(luò)及電信網(wǎng)絡(luò)相融合,形成一個(gè)全數(shù)字化統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),支持包括數(shù)據(jù)、視像和話(huà)音在內(nèi)所有業(yè)務(wù)的通信。這一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使三網(wǎng)在技術(shù)上趨于一致、在網(wǎng)絡(luò)上可以互聯(lián)互通、在業(yè)務(wù)上互相交叉滲透、在應(yīng)用上統(tǒng)一IP協(xié)議、在經(jīng)營(yíng)上競(jìng)爭(zhēng)與合作,以向人們提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)逐漸交匯,行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向一致。

    現(xiàn)階段小區(qū)業(yè)主對(duì)信息通信的要求日益提升,尤其是對(duì)高速的接入手段產(chǎn)生了明顯的需求,光纖的應(yīng)用自然進(jìn)入了眾人的視線。光纖不僅頻帶寬、通信容量大,并可有效方便地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用業(yè)務(wù)的無(wú)限疊加,較好地滿(mǎn)足未來(lái)寬帶綜合業(yè)務(wù)的發(fā)展需要,從根本上避免重復(fù)投資帶來(lái)的資源浪費(fèi)。對(duì)智能小區(qū)而言,光纖直達(dá)業(yè)主家庭,并將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在業(yè)主家中,用光纖代替接入網(wǎng)的銅纜部分,在端局和住戶(hù)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)銅線連接的光纖到戶(hù)(FTTH)技術(shù),更是具有能夠提供超大帶寬、維護(hù)和安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn),被業(yè)內(nèi)人士及專(zhuān)家普遍認(rèn)為是未來(lái)寬帶接入網(wǎng)的主要形式。

    1選擇適合智能小區(qū)的光纖到戶(hù)技術(shù)

    光纖接入網(wǎng)(OAN)是指接入網(wǎng)中傳輸媒介為光纖的接入網(wǎng)。光纖接入網(wǎng)包括光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(遠(yuǎn)端設(shè)備)和光線路終端OLT(局端設(shè)備),其通過(guò)傳輸設(shè)備相連,在整個(gè)接入網(wǎng)中完成從業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口到用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口間有關(guān)信令協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

    隨著IP技術(shù)日趨完善,多數(shù)運(yùn)營(yíng)商已將IP作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要承載技術(shù),由此也衍生出大量以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的接入技術(shù)。EPON就是其中之一,其采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無(wú)源光纖傳輸,在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。而在物理層采用了PON技術(shù),在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議,利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此,其綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):

    (1)成本低、易于維護(hù)、方便擴(kuò)展。

    (2)提供極高的帶寬。

    (3)傳輸范圍廣。

    (4)帶寬分配靈活,服務(wù)有保證。

    通過(guò)以上分析,EPON技術(shù)不僅成本更低,且技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈均較為成熟,是當(dāng)前光纖到戶(hù)的最佳解決方案。

    2選擇適合智能小區(qū)的EPON結(jié)構(gòu)

    EPON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線結(jié)構(gòu)、樹(shù)形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)等。對(duì)于接入率較高的智能小區(qū),在建設(shè)時(shí)宜采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)組網(wǎng),有利于降低接入成本。樹(shù)形結(jié)構(gòu)的EPON在傳輸方面采用點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò),其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

    OLT(光纜終端設(shè)備)是用于連接光纖干線的終端設(shè)備。其作用是為接入網(wǎng)提供與本地交換機(jī)之間的接口,將交換機(jī)的交換功能與用戶(hù)接入完全隔開(kāi)。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(hù)傳輸,另一方面將來(lái)自終端用戶(hù)的信號(hào)按照業(yè)務(wù)類(lèi)型分別送入各種業(yè)務(wù)網(wǎng)中。

    ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)是通過(guò)POS無(wú)源光分器與跟網(wǎng)絡(luò)終端OLT取得聯(lián)系的設(shè)備。該設(shè)備的作用是終結(jié)來(lái)自O(shè)LT的光纖,放在用戶(hù)駐地,為接入網(wǎng)提供用戶(hù)側(cè)終端設(shè)備的接口。ONU的網(wǎng)絡(luò)端是光接口,用戶(hù)端是電接口,因此具有電/光和光/電轉(zhuǎn)換功能,以及相應(yīng)的監(jiān)控和維護(hù)功能。

    OND(光分配網(wǎng)絡(luò))是光纖接入網(wǎng)中設(shè)置在光線路終端(OLT)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的線路和設(shè)備的總稱(chēng),用于分配光信號(hào)功率,在OLT和ONU之間提供光信號(hào)傳輸?shù)奈锢硗ǖ馈?/span>

    3智能小區(qū)光纖到戶(hù)組網(wǎng)方案

    采用EPON組網(wǎng)方式,不僅簡(jiǎn)化了小區(qū)內(nèi)的布線路由,還減少了各系統(tǒng)重復(fù)繁雜的布線施工,同時(shí)由于光纖能提供超大帶寬,在接入網(wǎng)上較好地實(shí)現(xiàn)了有線電視廣播、寬帶和電話(huà)接入,如圖2所示。

    整個(gè)FTTH寬帶接入網(wǎng)由OLT、小區(qū)光纖網(wǎng)絡(luò)、ONU這3部分組成。OLT為多業(yè)務(wù)集中控制單元,主要負(fù)責(zé)帶寬控制、鑒權(quán)管理、故障捕捉,并將數(shù)據(jù)及視頻廣播信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)后進(jìn)行分發(fā)。OLT支持虛擬專(zhuān)網(wǎng)(VLAN)的劃分。小區(qū)光纖網(wǎng)絡(luò)采用單模光纖。ONU為多業(yè)務(wù)用戶(hù)單元,在用戶(hù)家中完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換,為用戶(hù)提供高速數(shù)據(jù)、旁路語(yǔ)音和視頻服務(wù)。針對(duì)當(dāng)今家庭居住使用設(shè)備的情況,在ONU的功能配置上,最好保證每戶(hù)有4個(gè)網(wǎng)口(每個(gè)網(wǎng)口速率約100Mbit·s-1)、2個(gè)電話(huà)接口以及一個(gè)有線電視口。每個(gè)網(wǎng)口、電話(huà)口和電視口均能單獨(dú)控制,便于計(jì)費(fèi)、管理。

    采用EPON組網(wǎng),融合后的三網(wǎng)以新方式為小區(qū)住戶(hù)提供各自業(yè)務(wù),同時(shí)也為小區(qū)搭建起一個(gè)成熟的、開(kāi)放式的接入平臺(tái),使智能小區(qū)的各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的發(fā)揮作用。

    3.1數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)

    對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及語(yǔ)音業(yè)務(wù),由各運(yùn)營(yíng)商將帶有數(shù)字通道和VOIP(或數(shù)字語(yǔ)音信號(hào))的寬帶接入通道提供給FTTH全光纖網(wǎng)絡(luò)小區(qū)接續(xù)點(diǎn),由部署在小區(qū)機(jī)房的OLT設(shè)備對(duì)來(lái)自不同運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行集合,并通過(guò)小區(qū)光纜布線系統(tǒng)以光的形式將信號(hào)送至各ONU。在小區(qū)住戶(hù)單元內(nèi),利用寬帶用戶(hù)終端設(shè)備ONU完成光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,并將數(shù)據(jù)信號(hào)和語(yǔ)音信號(hào)分別送至計(jì)算機(jī)及電話(huà)機(jī)。

    3.2電視業(yè)務(wù)

    作為CATV光纖接入網(wǎng)的延伸,F(xiàn)TTH系統(tǒng)的OLT端通過(guò)內(nèi)置EDFA視頻合波器將EPON的兩個(gè)波長(zhǎng)(1310nm和1490nm)和CATV1550nm波長(zhǎng)復(fù)用結(jié)合。ONU端通過(guò)WDM光接收機(jī)將1550nm波長(zhǎng)分離開(kāi)來(lái)并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大,提供RF接口連接電視機(jī),并將視頻信號(hào)送至電視機(jī)。FTTH全光纖網(wǎng)絡(luò)兼容現(xiàn)有模擬CATV網(wǎng)絡(luò),同時(shí)兼容現(xiàn)在正在推廣的數(shù)字化電視系統(tǒng)。

    3.3開(kāi)放式的接入平臺(tái)

    光纖到戶(hù)為小區(qū)搭建起一個(gè)具有高帶寬、可擴(kuò)展和多業(yè)務(wù)承載的開(kāi)放性數(shù)字化接入網(wǎng)平臺(tái),其不僅可實(shí)現(xiàn)電話(huà)、數(shù)據(jù)和有線電視信號(hào)的接入,滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)固定電話(huà)、數(shù)據(jù)寬帶和有線電視的自由選擇及接入需求。


而且小區(qū)智能化管理的各種系統(tǒng)均可方便的疊加在這一數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上,包括門(mén)禁系統(tǒng)、車(chē)輛管理系統(tǒng)、小區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)、周界報(bào)警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、家庭監(jiān)控和自動(dòng)控制系統(tǒng)等。

    4結(jié)束語(yǔ)

    通過(guò)光纖到戶(hù)實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合后,廣播電視網(wǎng)不僅可提供電視節(jié)目,還可提供互聯(lián)網(wǎng)和語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)。對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)而言,也可更好地發(fā)展網(wǎng)絡(luò)電視、手機(jī)電視等業(yè)務(wù),分享廣播電視網(wǎng)豐富的節(jié)目資源。真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享,避免低水平的重復(fù)建設(shè),形成適應(yīng)性廣、容易維護(hù)及費(fèi)用低的高速帶寬的多媒體基礎(chǔ)平臺(tái)。


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