ADSL技术在EPON中的实现应用

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摘要：随着各种多媒体业务的发展，人们对带宽的要求越来越高，EPON技术是一种新兴的光接入技术，该技术采用点到多点的结构，可以同时传输多种业务，满足高带宽的需求。但是，现在很多的老旧小区多是采用以双绞线为载体的ADSL技术，基于成本考虑，EPON和ADSL将在很长一段时间内共存。本文提出了一种EPON和ADSL技术融合的方案，并给出了实践案例，实验证明该融合技术方案具有成本低、带宽高、安全可靠的特点，可以满足用户的需求。

关键词：ADSL技术；EPON技术；光铜融合

0.引言

随着社会信息化程度的飞速发展，各种多媒体的业务层出不穷，如网络游戏、各种聊天工具等实时通信软件，使得人们网络带宽的需求越来越高。现在很多小区的接入网技术仍旧采用传统的ADSL（非对称数字用户环路）技术，该技术无法提供远距离和高速带宽等服务，已经无法满足人们的需求。因此很多机构开始研究在基于现有的ADSL技术的基础上如何提高网络带宽[1]。

EPON（以太网无源光网络）是一种新兴的无源光网络接入技术，该技术采用点到多点的结构，带宽高，可以进行远距离传输，干扰小，性能优越。因此，本文提出了一种EPON和ADSL技术融合的方案，并给出了实践案例，实验证明该融合技术方案具有成本低、带宽高、安全可靠的特点，可以满足用户的需求。

1.ADSL技术

1.1 DSL技术

DSL（数字用户环路）技术起源于1989年，主要是通过充分利用双绞线的频谱资源进行数据传输的一种接入技术。可以分为三种：ADSL、VDSL（超高速数字用户线路）和SHDSL（单对线高速数字用户线），统称为xDSL。其中，ADSL相较于其他DSL技术速率较高，用于上下行速率不对称的应用场景，目前大部分的老旧小区都是采用这一技术[2]。

1.2ADSL技术

ADSL技术是一种利用电话双绞线作为接入网的宽带通信方式，主要用来传输不对称业务，广泛用于视频业务及高速INTERNET等数据的接入。ADSL技术采用点到点的拓扑结构，使用户可以独占带宽[3]。另外，ADSL技术无需另铺线缆，节省大量人力物力，而且用户无需缴纳额外的电话费，使用方便。这些特点促进了ADSL技术的普及[4]。

2.EPON技术

2.1 PON技术

PON（无源光网络）技术是一种单纤双向、波分复用的光接入技术，其技术包含局端设备和远端用户设备，并且光分配网络中只包括无源的设备[5]。根据准从标准的不同，PON技术分为EPON和GPON（吉比特无源光网络）。两者相较而言，EPON技术成本更低，业务开通更为便捷，是未来接入网技术的重要发展方向。

2.2 EPON技术

EPON是一种以光纤为载体的高速率的光通信方式，上下行对称达到了1.25Gbps。其采用P2MP（点到多点）结构的单纤双向光接入网络，典型拓扑结构为树型，如图1所示。

其中，OLT（光线路终端） 是EPON无源光网络系统中的局端设备，是一个多业务提供平台，支持以太网、TM等网络业务，通常被放置在城域网边缘或社区接入网出口，具有向ODN（光分配网络）和ONU （光网络单元）发送以太网数据、为ONU分配带宽等功能。

ODN主要由光纤和分光器组成，其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。

ONU与OLT配合，可向相连的用户提供各种宽带服务，是用于终结从OLT传送来的业务的用户侧设备，ONU的另一端通过铜缆与用户终端相连，从而实现光铜融合[6]。EPON技术优势主要有以下几方面：

（1）高带宽

目前，EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道[7]，是现阶段能传输速率最快的接入网技术。

（2）强兼容性

EPON技术对现有的IEEE 802.3协议做补充，减少了协议之间的转换，并和技术上较为成熟的以太网良好地实现了兼容。

（3）安全

能通过限制用户、支持虚拟专用网等来保障更可靠安全的网络。结构支持开发的更多创新型业务，的服务如管理防火墙、语音交易支持、VPN和Internet接入等等。

3.EPON和ADSL技术融合方案

当下用户数量和对互联网依赖的增长以及无源光网络技术的发展推动着FTTH（光纤到户）的进行。在FTTH不能覆盖的区域，可以在本地电话局和用户间这段网络业务和语音业务的传输上，在维持语音业务和其他数字业务正常运作的前提下，让全网逐渐转换为全IP业务网络。

ADSL技术和EPON技术的结合架构如图2所示。方案选择基于光纤到楼的设计，即光缆接入到OLT之后与分光器相连，再与其下各个居民楼的ONU相接，ONU放置在楼内，它与用户终端之间靠DSL相连。本项目的研究重点是ONU与DSL相关网络的搭建，具体为通过设计ONU相关接口线路及网络配置，实现ONU与DSL的网络通路进行数据交换，优化小区配置方案。

分光器无源，多级分光影响信号功率，而且在用户较为集中的情况下，使用一级分光能减少成本，易管理且降低设计难度。本文采用的是一级分光，分光比为1：32，即每个PON接口支持32个ONU。

两相结合，在ONU以上部分使用光缆接入，在这一部分可以展示EPON技术接入网的优势；在ONU到用户侧使用ADSL技术接入，可以同时实现ADSL技术优点，综合优势如下：

（1）经济：光缆相较于铜缆成本较低，多个用户采用共享的方式，无需再部署其他终端设备，大大降低网络建设成本。传输过程无需电源支持，很大程度上降低了运维和管理成本。小区内部已有线路无需拆除，减少了工程的经费花销和减少的工程的实施时间和工程周期。

（2）高带宽：基于EPON的带宽将不再受传输距离的影响。采用 1：32 的分光比，对应的带宽上下行的传输速率是对称的，每户可分配 30M 带宽，基本可以满足未来一段时间的带宽需求。

（3）安全：EPON技术可采用单向或双向的加密，在保证通信数据安全性的同时，也保证了通信数据的时延。减少辐射，用户接受度高，同时，降低了铜缆盗窃事件。

4.案例分析

4.1 小区现状

外滩棕榈泉小区总占地为46亩，规划总建筑面积为14万平方米，共有9栋楼，每栋楼均是一个单元，平均每栋楼33层，每层4户，共有一千户以上的用户。用户群体主要为文化程度较高的年轻人，宽带业务需求较强，消费能力较高。需要实现VOIP语音业务、宽带上网业务、高清电视业务、可视通讯等综合业务的接入。

4.2规划

（1）设备部署方案

该小区用户较多，对通讯要求也较高，包括数据、语音、视频等综合业务需求。在缆线建设及通信设备方面，建筑内部已经完成了双绞线部署的综合布线，而电信机房到该新建小区之间路端未铺设传统铜缆，可以通过铺设光缆和小区内部铜缆相结合，实现ADSL技术在EPON中的应用。

如图3所示，小区共建设2-3间地下室机房，机房内部装置OLT设备。因为分光器一级分光方式结构简单，容错率较高，OLT与ONU之间只有一个光合/分路器有利于维护管理，对连接管道的依赖性较强，适用于用户集中的位置所以该小区光分配采用1×32一级分光（每个PON接口支持32个ONU，每个PON系统经过一个无源光分路器分光至各个ONU），一栋楼公用1个一级分光器。ONU尽量放置在地下室内，并加一个弱电盒，每四层楼共享一台ONU（需根据实际情况稍作调整），这里使用9806终端，每台9806终端提供16FE+16POTS。网络部署统计如表1。

表1网络部署

机房数量分光器数量9806数量

2972-81

（2）线路建设方案

ODN（光分配网）可分为馈线段、配线段和入户段三部分。馈线光缆负责整个下行网络的传输，连接用户较多，因此安全性可稳定性要求较高，采用管道保护方式。配线光缆应该跟据实际工程进行选择，它可分为室外和室内光缆两部分，本文规划的配线光交接箱位于地下室，所以光缆铺设采用直埋地下的方式。根据用户接入环境，入户光缆分为室内和管道入户两种，为了避免电磁干扰，多采用PVC护套保护。OLT设备置于小区附近或内部地下机房中，接入承载网络。小区的主线路中每个OLT设备可配置2个PON口，总共两芯，未来可随业务需求的增加而改变。每栋楼地下室配备多个多媒体箱，内置一块9806终端，一般需要12个以太网端口，入户线缆采用ADSL技术，如图4所示。

4.3业务开通

用实验进行业务开通，验证方案的可行性。

（1） 在OLT上创建宽带业务VLAN以及ONU管理VLAN。

理论纵横

ADSL技术在EPON中的实现应用

（2） 配置上联口的端口模式以及上联端口的VLAN绑定。

（3） 在OLT上认证9806H网元，并对其进行配置。

（4） 启用ONU接口的认证协议。

（5） 配置ONU上下行带宽。

（6） 配置VLAN的业务端口.

（7）配置ONU远程管理IP以及路由。

ZXAN（config）#pon-onu-mng epon-onu_1/3/3：1

ZXAN（epon-onu-mng）#mgmt-ip onu-ip 192.168.2.201 255.255.255.0 710 mgm-ip 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.2.1 status enable

ZXAN（epon-onu-mng）#exit

（8）保存OLT数据。

ZXAN#write

配置如图5所示。

图5配置结果

（9）创建ADSL用户端口VLAN数据。

9806#config

9806 （config）# add-vlan 1000-1001 //创建VLAN

（10）设置用户端口的PVC，使之和MODEM的PVC相对应。

9806（config）#interface adsl 2/1 //进入单个端口模式

9806（cfg-if-adsl-2/1）# pvid 1000 pvc 1 //将用户端口PVID值设成等于VLAN ID

9806（cfg-if-adsl-2/1）# atm pvc 1 vpi 8 vci 81 common

（11）把配置的VLAN数据应用到用户端口。

9806（config）# vlan 1000-1001 2/1-2 untag one-to-one

（12）把配置的VLAN数据应用到上联端口。

9806（config）# vlan 1000-10015/1-2 tag

（13）创建线路配置模板。

9806（config）# adsl-profile zte2m.prf

9806# show card

5.结束语

目前，尽管“光纤到户”进程较快，但中国仍有大量用户使用ADSL宽带接入网，不少小区，建筑内部铺设有完善的电缆线路。因此，将ADSL技术与EPON技术融合，不仅可以发挥传统的通信运营商的庞大铜线铜缆网络资源，还能在一定程度上提高传输带宽，满足用户需求，进而开发新的业务。

[参考文献]

[1]王桂英. 浅谈“光进铜退”与“光铜结合”并存[J]. 河北建筑工程学院学报， 2011，29（1）：106-108.

[2]刘谦. DSL技术的发展趋势[J]. 现代电信科技术，2005，9：33-37.

[3]陈天华. ADSL宽带接入技术及应用[J]. 电子技术应用， 2001，6；：6-10.

[4]潘莹玉，张振，吴建. 接入网技术及其发展趋势[J].电力系统通信.2000，3期：26-31.

[5]陈雪， 张旭， 刘冬. xPON系统的关键技术研究[J]. 数据通信， 2001， 2： 34-37.

[6]高红，石旭刚.EPON的技术难点及解决方案[J].浙江工业大学学报，2005年，33卷：43-47.

[7]张继东，陶智勇. EPON的发展现状与关键技术[J]. 光通信研究，2002，109期：26-30.

本论文系2015年北京信息科技大学课程建设项目“以专业认证理念进行《高频电子线路》课程建设的探讨”（项目编号：2016KGYB18）成果。

（作者单位：北京信息科技大学 信息与通信工程学院，北京 100101）