1、随着宽带业务应用的多元化和带宽需求的不断提高近年来全球范围内掀起了光纤接入的热潮。如何构建能提供多业务、高 带宽、QoS保证的接入网成为各运营商关注的焦点。2006年光纤接入技术FTTx取得了显著进展美国、日本等国的一些知名 电信运营商开始大规模建设光纤接入网。在各种光接入技术中欧洲的TelecomItalia、北美的Verizon和中东 的Etisalat等都选择了部署GPON。在国内随着运营商和设备厂家共同推进的FTTH试点项目在武汉、杭州、北京等地展开以GPON技术为代表的FTTH/FTTB应用已从试验阶段进入试商用阶段。 专家预言GPON宽带接入技术未来几年内将为电信运营商全面转型提供
2、有力的支撑。1GPON的相关知识1.1GPON的概念GPONGigabit-CapablePON技术是基于I-TU-TG.984.x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2002年9月提出I-TU-T 在此基础上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定2004年2月、6月完成了G.984.3 的标准化从而最终形成了GPON的标准族。1.2GPON的系统结构同所有PON系统一样GPON由ONU、 OLT和无源光分配网组成。OLT为
3、接入网提供网络侧与核心网之间的接口通过ODN与各ONU 连接。作为PON系统的核心功能设备OLT 具有集中 带宽分配、控制各 ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。ONU为接入网提供用 户侧的接口提供话 音、数据、视频等多业务流与ODN的接入受OLT 集中控制。系统支持的分支比为1:16、32或64随着光收发模块的发展演进支持的分支比将达到1:128。在同一根光 纤 上GPON可使用波分复用技术实现信号的双向传输。根据实际需要还可以在传统的树型拓扑的基础上采用相应的PON保护结构以提高网络的生存性。1.3GPON的特点摘要在介绍了GPON技术的概念和优势之后本文重点分析了PN技术在城
4、域网中的具体应用并展望了其应用前景。关键词PN优势NNIP 应用GPON技术及其在城域网中的应用曹莹1刘红梅1肖斌21中国联通淄博市分公司淄博2550002济南市卫生局信息化服务中心济南250001图1PO网络结构如图第30卷第3期2010年9月山东通信技术ShandongCommunicationTechnologyVol.30No.3Sep.20101前所未有的高带宽。 GPON的速率高达2.5Gbs能提供足够大的带宽以满足未来网络日益增长的高带宽需求同时非对称特性更能适应宽带数据业务市场。2QoS 保证 的全业务接入。 GPON能同时承载ATM信元和或GEM帧有很好的提供服务等级、支持Q
5、oS保证和全业务接入的能力。目前ATM承载话音、PDH、Ethernet等多业务的技术 已经非常成熟使用GEM承载各种用户业务的技术也得到一致认可已经开始广泛应用和发展。3很好地支持TDM业务。将TDM 业务 映射到GEM帧中由于使用标准的8kHz125ps 帧能直接支持TDM 业务因此将TDM业务映射到ATM信元中也能提供有QoS保证的实时传输。GPON在这一点上有优势。4简单、高效的适配封装。 GPON的GEM提供了一种灵活的帧结构封装支持定长和不定长帧的封装对多种业务实现通用映射不需要进行协议转换实现过程简单开销小协议封装效率最高可达97实现了带宽资源的充分利用。5强大的OAM能力。针对
6、以太网系统在网路管理和性能监测的不足GPON从消费者需求和运营商运行维护管理的角度提供了三种OAM通道嵌入的OAM通道、PLOAM和OMCI。它们承担不同的OAM任务形成CMPlane控制/管理平面平面中的不同信息 对各自的OAM功能进行管理。GPON 还继 承了G.983中规定的OAM 相关要求具有丰富的业务管理和电信级的网络监测能力。6技术相对复杂设备成本较高。1.4GPON技术的优势GPON具备低成本和高带宽接入能力。通 过共享的主干光纤和免维护的光分配网络GPON能为运营商降低CAPEX和OPEX 。GPON技术基于ITUG.984.x系列标准定义了新的TC传输汇聚子层规定TC子层可采
7、用GEM和ATM两种封装方式GEM 封装方式采用ITU-TG.7041定义的GFP通用成帧规程实现多业务的映射封装使得多业务接入环境下的总传输效率更高ATM封装方式主要是考虑对 ATM业务的承载不过由于ATM技术的复杂性和实际网络的IP化趋势基本上不采用这种方式。GPON可以支持622Mbit/s、1.25Mbit/s和2.5Gbit/s上下行对称或非对称速率支持10km和20km两种最大传输距离支持的最大分光比可达64甚至128。GPON采用125s的帧长及定时机制能很好地承载TDM和语音业务提供丰富的OAMP功能具有良好的 扩展性。从业务接入的角度看GPON不仅高效而且具备数据、 语音和视
8、频等多业务接入能力。它采用GPON封装方法GEM来封装以太网、ATM和TDM的用户流量。其中对以太网帧的封装使GPON能支持IP 业务。GPON的另一个优点是它不需要额外的IP层封装GEM 就能实现传统TDM业务、语 音业务与GPON 的连接。另外GPON通过结合broadcastvideooverlay和IPTV来提供视频业务。基于上述优点GPON在网络接入市场具有良好的应用前景。2淄博联通的城域网结构淄博联通的交换网络比较复杂语音有两张网一张是传统的EWSD语音交换网完成绝大部分的市话和长途话务处理另一张是新建的NGN网核心设备由2台软交换SS 构成。NGN网络与EWSD网络开有直达电路实
9、现语音互通。GPON用户的语音业务通过NGN网络实现数据业务搭载IP 城域网。淄博IP城域网由核心层、汇聚层和接入层构成。核心层设备由2台高端路由器组成汇聚层主要由宽带接入服务器BRAS 、业务路由器 SR、汇聚交换机组成。 3GPON技术在淄博联通城域网中的应用随着淄博联通PON接入网络的建设新建小区、商务楼、厂房等均以GPON 方式接入 为其提供高速宽带和语音业务。目前淄博联通GPON的接入有FTTB、FTTH两种模式。FTTB的ONU一般都放置到楼道或商务楼内一般用户很难通过抓包进行探测相对来说比较安全可以直接注册到软交换网上。而从安全、可靠性角度看FTTH这类非可控设备必须通过代理SB
10、C接入否则通过暴力破解等方式是能够看到SS上的详细 配置的。具体接入模式如下山 东通信技术2010年19图2采用FTTH方式的GPON结构图3.1FTTB的GPON 直接注册到NGN上采用集体统一规划的私有地址利用MPLSVPN技术在现有城域网上建立一个虚拟的NGN的承载网。因设备的信令、媒体流无法分开GPON 的信令、媒体流在同一个 VLAN内并分别终结到城域网PE 设备的语音VPN中。目前的GPON设备都支持双归属功能这样就保证了即使一台软交换设备瘫痪业务也能正常倒换到另一台软交换上。1IP地址规划以OLT为单位进行地址分配掩码统一使用26位掩码。2VLAN规划采用QINQ划分外层VLAN
11、和内层VLAN一个OLT 使用一个外 层VLAN 一个ONU 使用一个内层VLAN内层VLAN使用完毕再分配新的外层VLANVLAN 使用规则由小到大。3.2FTTH的GPON因设备放置在用户家中若设备使用NGN的私有地址则容易了解到网络状况自然存在安全隐患因此我们使用通过SBC代理的模式接入到NGN网络中。SBC设备实现信令、媒体代理、公私网地址转换NAT功能。因SBC具有防火墙功能同时对信令攻击有防范对呼叫接入有控制作用业务量受SBC容量限制。淄博联通有两个SBC设备做成负荷分担的主备方式分别注册到A软交换上。若A软交换设备瘫痪则注册到B软交换上以保证业务不会长时间中断。目前NGN的2个软
12、交 换局是主备方式工作的。1IP 地址规划采用私网地址地址段为1个B类地址。城域网内每台PE设备预分配16个C用于终结本区范围内的终端设备。VLAN规划采用QINQ划分外层VLAN和内层VLAN一个OLT使用一个外 层VLAN 一个ONU 使用一个内层 VLAN内层VLAN使用完毕再分配新的外层VLAN。 4GPON在城域网中的应用实例2009年1月淄博联通在某高档生活小区进行试点建设了第一个基于GPON技术的宽窄带一体化通信小区同年5月调试完成。此网络接入部分采用了基于GPON 技术的光纤接入窄带的语音业务由本地NGN网络提供宽带业务由现有IP城域网提供。该项目将OLT 设备放置在局端连接了
13、4个分光器支持的分光比分别是一个132和三个116通过分光器共连接了66个ONT每个ONT 提供16个以太网口和一个综合语音接口这个语音接口可以接16对AB线提供16部电话的通话。GPON 的信令、媒体流在同一个VLAN内并分别终结到城域网PE设备的语音VPN中地址使用集体统一规划的NGN私有地址同一个OLT下的ONU 使用同一个地址段掩码需要根据OLT下挂的ONU的容量来预测规划。同时采用QinQ 技术使用内层VLAN加外层VLAN的双层结构有效扩展了VLAN数目规避了广播风暴。图3淄博联通本地GPON连接模式图曹莹等GPON技术及其在城域网中的应用第期0下转第3页GPON设备与Softsw
14、itch之间采用H.248协议格式为IP地址端口号。要实现语音业务首先需在Softswitch中添加媒体网关实现ONU在Softswitch 上的注册然后在Softswitch上添加用户数据就可以了。 经过一年多的网 络建设目前淄博市数十个小区、商务楼已使用GPON技术为其提供语音、数据 业务用户高速上网成为了可能。而且GPON系统具有完善的图形管理界面所有用户的管理、业务的调配均可在网管实现改变了不同业务分别组网、分别管理和维护的情况减少了网络系统的设计施工和运营维护成本。5GPON 技术 的应用前景作为宽带接入的发展方向宽带光纤接入具有传输容量大、传输距离远、传输质量高、可靠性好、维护成本
15、低、抗电磁干扰和保密性强等优点。光纤到户FTTH是光纤接入的最终目标但由于技术成熟度、成本、 业务需求等原因FTTH的大规模实现还需要经历较长的时间光纤接入将以FTTBLAN、FT-TNADSL2、FTTN/BVDSL2等方式长期存在。宽带PON将长期与DSL 数字用户线环路、LAN局域网和其他接入方式互为补充共同发展。GPON技术在不断发展成本在不断下降速率高、扩展性好、对数据业务的适配效率较高很可能成为未来光纤接入的首选具有更加广阔的应用前景。4根据自动拨测系统测试结果描述本故障场景中分公司受影响的网元和现象。2.2.3故障现场处理系统为现场处理提供紧急现场管理、拨测验证、故障总结功能。1
16、现场管理分公司成立现场领导小组、故障 处理小组、预案准备小组、网络测试小组、信息接口小 组。小组人 员可以事先配置场景启动后可以由分公司人员确认哪些人员已经到达现场并进行标识。1现场领导小组制定统一的对外解释口径并填报到系统中。与本地客服、市场、?酆系炔棵殴低晔妒欠褚丫 低胝饰裰行牧 导笆贝 碛没 莺突暗晔妒欠褚丫 低? 故障处理小组小组人员应参与故障协同处理过程。3预案准备小组预案是否已经准备完毕。4网络测试小组小组人员应进行相关拨测验证工作。5信息接口小组及时上报故障影响、处理过程和拨测情况。2拨打测试验证根据定义不同类型的故障对需要拨测的项目进行拨测。故障处理中分公司进行的拨测结果能够及时呈现、上报。拨测情况能够反映到故障场景中自动拨测情况也能体现其中。3故障总结固化故障总结模板详细分析故障影响。3运行效果1提高故障影响的显性化结合资源数据库呈现故障网元的拓扑及影响范围自动分析故障对用户的影响程度根据故障处理过程实时更新影响。2专家协同会诊提高故障的处理效率充分发挥维护人员、技术支援专家和厂家的力量联合进行故障会诊提高故障处理效率。3提高故障的智能诊断水平系统对故障设备的指标、告警、资源等数据进行智能分析诊断故障原因。4提高故障的决策判断将故障影响、处理过程、定位原因等信息实时提供给相关管理人员为重大故障处理提供决策依据。山东通信技术2010年23上接第20页
