接入网末梢维护人员应知应会手册

接入网末梢维护人员应知应会手册内容摘要：

双工会话需要双方在同一时间进行发送和接受，为了实现这个目标，双方必须禁止掉其冲突检测算法。 但是，如果会话中不止两方，禁止掉冲突检测将降低通信效率。 基于这个原因，以太网上的全双 工通信严格限制在两方 /点对点的通信。 小区 LAN组网模式 图 小区 LAN组网模式 图如下 Inter 本地光纤城域网 智能小区 单模光纤 1000M 单模光纤 100M 单模光纤 100M 10M 10M 10M 10M 二层交换机 HUB HUB 楼道 交换机 Gbit光缆 ISP VPN 园区二 /三层交换机 15 / 62 LAN是一种利用光纤 加五类线方式实现宽带接入方案，实现千兆光纤到小区（大楼）中心交换机，中心交换机和楼道交换机以百兆光纤或五类线相连，楼道内采用综合布线，用户上网速率可达 10/100Mbps。 主要技术特点： （ 1）具有很高的传输速率。 用户上网速率可达 10/100Mbps。 （ 2）网络可靠稳定。 楼道交换机、小区中心交换机和局端交换机之间通过光纤相连，网络稳定性高，可靠性强。 （ 3）用户投资少，价格便宜。 用户只需要一台带有网络接口卡（ NIC）的 PC机即可上网。 （ 4）小区 /大厦 /写字楼内采用综合布线，用户端采用五类线方式接入，即插即用。 （ 5）通过 FTTx+LAN 方式可以实现高速上网、远程办公、 VOD点播、 VPN等多种业务。 第五节 PON 技术 PON 的定义 PON（无源光网络）是指采用无源光分 /合路器或光耦合器分配 /汇聚各 ONU(光网络单元 )信号的光接入网。 PON系统（无源光网络系统）：由光线路终端 OLT、光分配网 ODN、光网路单元 ONU 组成的信号传输系统，简称 PON 系统。 目前主流 PON 综合接入系统根据采用的技术分为 EPON（以太网无源光网络）和 GPON（吉比特无源光网络）。 两种技术的对比见下表： EPON GPON 技术标准 ITU 系列 数据封装 基于以太网帧 基于 GEM 帧 使用波长 上行 1260－ 1360nm 上行 1260－ 1360nm 下行 1480－ 1500nm 下行 1480－ 1500nm 线路速率 上行。 下行 上行。 下行 分路比 /传输距离 1： 32 分路比下 20KM 1： 64 分路比下 20KM 1： 64 分路比下 10KM 1： 128 分路比下 10KM 管理维护能力 SNMP、扩展 OAM SNMP、 OMCI 注：传输距离根据光模块的不同类型和实际线路质量还会有所不同 PON各部分功能： 16 / 62 OLT的作用是为光接入网提供网络侧与业务节点（对于窄带业务，业务节点设备就是本地交换机）之间的接口， ，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。 OLT经一个或多个 ODN与用户侧的 ONU通信。 OLT可以位于交换局内，也可以位于远端 ODN为 OLT与 ONU之间提供光传输手段，其主要功能是完成光信号的功率分配任务。 ODN是由光缆、无源光器件，如光连接器和光分／合路器（即光耦合器）等组成的无源光馈线、配线网，一般呈树形分支结构。 ONU的作用是为光接入网提供直接或远端的用户侧接口，处于 ODN的用户侧。 其主要功能是终结来自 ODN的光信号、处理光信号并为用户提供业务接口。 AF为 ONU和用户设备提供适配功能，它可以包含在 ONU内，也可以完全独立。 EPON 技术概 述 以太网无源光网络（ Ether Passive Optical Network， EPON）是一种新型的光纤接入网技术，相当于以太网中的二层交换机，它采用点到多点结构、无源光纤传输，基于高速以太网平台和 TDM（ Time Division Multipexing）时分 MAC（ Media Access Control）媒体访问控制方式提供多种综合业务的宽带接入技术。 EPON 采用了 标准，标准中定义了 EPON的物理层、 MPCP(多点控制协议 )、 OAM(运行管理维护 )等相关内容。 物理层采用了 PON技术，在链路层使用以太网协议，利用 PON的拓扑结构实现了以太网的接入。 因此，它综合了 PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等。 1． EPON 的数据传输方式 下行采用广播方式传送，并通过 LLID（数据链路标识）来区分各 ONU 的数据，上行通过 TDMA方式，由 OLT 统筹管理 ONU发送上行信号的时刻，发出时隙分配帧。 ONT根据时隙 17 / 62 分配帧，在 OLT分配给它的时隙中发送自己的上行信号。 EPON系统采用 WDM技术，实现单纤双向对称传输，带宽为。 下行使用 14801500nm波长，上行使用 12601360nm波长，对于 CATV 业务，采用 15401560nm波长实现下行广播传输。 2． EPON的关键技术 EPON 的采用下行广播发送、上行时分复用的数据传输方式，为了有序接收各不同 ONU的上行数据，以及平衡和 ONU数据的上行带宽， EPON系统采用突发控制、测距、 DBA等关键技术。 突发发送 EPON 的点对多点（ P2MP）的特殊结构和时分多址（ TDMA）的接入方式了决定了 OUN 发送机工作在突发发送的模式下。 ONU在什么时候发送数据， 是由 OLT来指示的，当 OUN发送数据时，打开激光器，发送数据；当 ONU不发送数据时，为了避免对其他 ONU的上行数据造成干扰，必须完全关闭激光器。 突发接收 在 EPON 系统的下行方向。 ONU只能接收 OLT的数据，因此 ONU上接收来自 OLT 的功率是相同的， ONU接收机采用普通的接收机即可。 在 EPON系统中，上行数据由各个 ONU以突发形式到达 OLT。 OLT要接收来自不同距离的ONU的数据包，并恢复它们的幅度，但因 ONU到 OLT的距离各不相同，所以它们的数据包到达 OLT时的功率变化很大，在极限情况下，从最近 ONU发来的代表 0信号的光强度甚至比从最远 ONU传来的代表 1信号的光强度还要大，为了正确恢复出原有数据，必须根据每个 ONU的信号强度实时调整接收机的判决门限。 测距技术 EPON 系统点对多点的特殊结构导致了各 ONU 的数据帧延时不同，为防治数据在时域碰撞，并支持 ONU的即插即用，必须引入测距技术。 各个 ONU和 OLT的物理距离不同、环境温度的变化和光电器件的老化等因素都会产生传输时延。 在 ONU的注册阶段，为补偿由于物理距离差异造成的的试验，进行静态测距；而在通信过程中，为校正温度变化、期间老化等因素引起的时延漂移， 会进行动态测距。 DBA 上行方向，信道中的传输是采用 TDMA 来共享光纤的，各个 ONU收集来自用户的信息并高速向 OLT发送数据，不同的 ONU发送的数据占用不同的时隙。 根据不同用户的业务类型与 18 / 62 业务特点合理分配信道带宽，使网络提供者以一套最有效的手段利用网络资源，是决定 EPON系统性能的关键技术之一。 DBA算法就是实时地改变 EPON的各 ONU上行带宽的机制。 EPON中如果用带宽静态分配，对数据通信这样的变速率业务很不适合，如按峰值速率静态分配带宽则整个系统带宽很快就被耗尽，带宽利用率很低，而动态带宽分配使系 统带宽利用率大幅度提高。 通过 DBA，我们可以根据 ONU突发业务的要求，通过在 ONU之间动态调节带宽来提高 PON上行带宽效率。 GPON 技术概述 GPON(GigabitCapable PON)技术是基于 标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。 GPON最早由 FSAN组织于 2020年 9月提出， ITUT在此基础上于 2020年 3月完成了 ITUT 和 的制定， 2020年 2 月和 6 月完成了 的标准化。 从而最终形成了 GPON的标准族。 对于其他的 PON 标准而言， GPON 标准提供了前所未有的高带宽，下行速率高达 ，其非对称特性更能适应宽带数据业务市场。 提供 QoS 的全业务保障，同时承载 ATM 信元和 (或 )GEM帧，有很好的提供服务等级、支持 QoS保证和全业务接入的能力。 承载 GEM帧时，可以将 TDM业务映射到 GEM帧中，使用标准的 8kHz(125μ s)帧能够直接支持 TDM 业务。 作为电信级的 技术标准， GPON 还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的 OAM功能。 在 GPON标准中，明确规定需要支持的业务类型包括数据业务 (Ether 业务，包括 IP业务和 MPEG视频流 )、 PSTN业务 (POTS， ISDN业务 ) 、专用线 (T1， E1， DS3， E3和 ATM业务 )和视频业务 ( 数字视频 )。 GPON中的多业务映射到 ATM 信元或 GEM帧中进行传送，对各种业务类型都能提供相应的 QoS保证。 FTTX 技术综述 FTTx 是对宽带光接入网的各种形态的一种统称。 宽带光接入网中光纤可以 是唯一的传输媒质或者为主干传输媒质。 根据光纤所到达的物理位置不同， FTTx 存在多种应用类型，具体分类如下所示： 19 / 62 注：图中黑颜色 代表铜双绞线，红颜色代表光纤  光纤到交接箱（ Fiber To The Cabi， FTTCab） 光纤到交接箱（ FTTCab），也可以称为 FTTN（ Fiber To The Node）、 FTTZ(Fiber To The Zone)等，其特征是，以光纤替换传统馈线电缆， AG 或 ONU 部署在交接箱即 FP 处，光终接设备或 ONU 下采用其他有线介质或无线方式接入到用户， AG 或 ONU 离用户的距离在。  光纤到楼宇 /分线盒（ Fiber To The Building/Curb， FTTB/C） 光纤到楼宇 /分线盒（ FTTB/C）特征是，以光纤替换用户引入点之前的铜线电缆，在传统的分线盒（用户引入点）即 DP（ DP distribution point 分配点）， AG或 ONU下采用其他有线介质或无线方式接入用户， AG或 ONU离用户的距离在。 根据光缆到 最终用户的距离不同，光纤到楼宇（ FTTB）可以分为光纤到楼头 /楼边、光纤到楼层 /单元两种类型。 光纤到楼头 /楼边是指光纤到达楼侧、楼旁路边，距离最终用户距离在。 光纤到楼层 /单元则是指光纤延伸到了距离用户更近的楼层或单元内，距离最终用户距离在。 DSL/ PO TS ONU 光纤 光纤 NGN OLT 分光器 BRAS IP网 互联网内容服务器 小区机房或室外交接箱 普通住宅 铜线 客户大楼内 客户小区内 AG 20 / 62  光纤到家庭用户（ Fiber To The Home， FTTH） 光纤到家庭用户（ FTTH）特征是，仅利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅的接入方式，引入光纤由单个家庭住宅独享。  光纤到公司 /办公室（ Fiber To The Office， FTTO） 光纤到公司 /办公室（ FTTO）特征是，仅利用光纤传输媒质连接通信局端和公司或办公室用户的接入方式，引入光纤由单个公司或办公室用户独享， ONU/ONT 之后的设备或网络由用户管理，参考 FTTH拓扑图。  光纤到村（ Fiber To The Village， FTTV） 目前国内还出现了 FTTV（ Fiber To The Village，光纤到村）的术语。 FTTV是指在进行农村信息化建设过 程中，光纤到达行政村，有条件的区域到达自然村。 其特征是，以光纤替换传统主干铜缆， AG或 ONU下采用现有铜双绞线或无线方式，每个 AG或 ONU下支持一个行政村的用户数。 FTTV可以等效划归入 FTTCab类型。 我国各地农村发展不均衡，业务需求不一， FTTV应用中主要差异在于宽带窄带业务比例的配置不同。 LAN / DSL ONU 光纤 光纤 NGN OLT 分光器 BRAS IP网 互 联 网 内容服务器 大楼弱电间或设备间 普通住宅 五类线 / 铜线 客户大楼内 ONU 21 / 62 第六节 接入网 MODEM、光纤收发器技术介绍 MODEM 调制解调器（ MODEM）是 实现数字信号与模拟信号互换的设备。 主要作用就是在计算机和网络之间进行数字 /模拟信号的转换。 调制即电脑输出数据转换成模 拟信号的过程，解调即模拟信号转换成电脑可识别的数字信号的过程。 光纤收发器 光纤收发器（也称光电转换器）是以太网传输媒体转换器将光信号和电信号互相转换的设备。 其作用是高效率地实现 10M或 100M或 1000M 以太网电口和光口之间的转换。 一般是成对使用，也可以结合光口以太网。