ANM2000网管手册

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无源光网络（PON）技术是最新发展的点到多点的光纤接入技术。无源光网络由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA(时分多址接入)方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树形结构)，PON的本质特征就是ODN全部由无源光器件组成，不包含任何有源电子器件。这样避免了外部设备的电磁干扰和雷影片响，减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置和网管复杂度，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术,越来越受到业界的关注和重视,发展非常迅猛。与点到点的有源光网络相比，PON技术的主要特点在于维护简单，成本较低（节省光纤和光接口）和较高的传输带宽，其高性能价格比的特点会使其在很长时间内保持竞争优势，PON一直视被为接入网未来的发展方向。

　　PON网络由于其简洁、低价、可靠的网络拓扑结构被普遍认为是宽带接入网的最终解决方案，支撑光纤到户FTTH。与核心网不同的是，FTTH对成本更加敏感。成本的突破很大程度上意味着条件的成熟。剖析FTTH成本因素，主要有两个方面，一是设备采购成本，二是运营成本。根据NTT公布的数据，FTTH的这两项成本已经与高速ADSL基本接近。值得一提的是，目前ADSL设备的价格下降潜力已经不大，但是FTTH的成本随着规模增长有望继续下降。从整体上看，在接入网领域光通信酝酿着新一轮的发展。所以FTTH技术目前已被证实不仅技术上是成熟的，而且经济上是可行的。继1998年ITU-T通过了基于ATM的G.983系列建议， 2001年开始，两大通信标准化组织IEEE和ITU-T开始研究制订新一代PON技术标准,以满足未来宽带接入网的要求。PON作为FTTH唯一的实现方式，它的三个同胞兄弟APON、EPON和GPON似乎从一开始就注定了要在竞争中不断完善和发展。

　　2、APON技术特点:

　　APON以ATM作为承载协议, 由于业务提供能力有限，数据传送速率和效率低，成本较高，其市场前景随着ATM的衰落而淡出人们的视线。业内专家指出，从长远的业务发展趋势看，APON的可用带宽仍然不够。以FTTC为例，尽管典型主干下行速率可达622Mbit/s，但分路后实际可分到每个用户的带宽将减小。按32路计算，每一个分支的可用带宽仅剩19.5Mbit/s，再按10个用户共享计算，则每个用户仅能分到约2Mbit/s的带宽。毫无疑问，由于低性价比而无法满足网络和业务长远发展的需要。

　　3、EPON和GPON的技术比较：

　　目前有两个颇为引人注目的PON标准已正式发布，其中一个是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON（GPON）标准，G.984.1、G.984.2；另一个是由IEEE 802.3ah工作组制定的Ethernet PON（EPON）标准。

　　其中EPON(Ethernet PON)由IEEE 802.3ah提出，它将Ethernet技术与PON技术结合起来，其目标是用最简单的方式实现一个点到多点结构的吉比特以太网光纤接入系统。EPON属于IEEE以太网标准的范围，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。其特点是：消除了ATM和SDH层，降低了初始成本和运行成本；可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。EPON的主要缺点是总体效率较低，和难以支撑以太网之外的业务。当遇到话音/TDM业务时，就会引起QoS问题，对于主张支撑多业务能力的传统运营商来说是一个重要缺憾。

　　ITU-T FSAN集团在2001年1月差不多EFMA提出EPON概念的同时，也开始进行1Gb/s以上的PON标准的研究。2002年9月FSAN提出了一种具有前所未有的高比特速率（最高2.4Gb/s）、能以原有格式（可以说是透传）和极高的效率（带宽利用率可以达到90%以上）传送多种业务（包括TDM和数据）的光接入网GPON(Gigabit PON)解决方案, 并于2003年1月通过有关GPON的新标准—G.984.1和G.984.2，根据这一最新标准的规定，GPON可以提供1.244和2.488Gb/s的下行速率和ITU规定的多种标准上行速率，可以灵活地提供对称和非对称速率。传输距离至少达20km，系统分路比可以为1:16、1:32、1:64、乃至1:128，而且支撑各种接入服务，OAM&P（Operation、Administration、Provisioning）功能以及可升级能力，特别是非常有效地支撑原有格式的数据分组和TDM流。对比两者，EPON和GPON两种技术都有各自的特点。EPON以兼容目前的以太网技术为目的,是802.3协议在光接入网上的延续，充分继承了以太网价格低、协议灵活、技术成熟等优势，具有广泛的市场和良好的兼容性。而GPON定位于电信业面向多业务、具备QoS保证的全业务接入的需求，努力寻求一种最佳的、支撑全业务的、效率最高的解决方案，提出“对全部协议开放地进行完全彻底地重新考虑”。当从各自技术的特点和适用领域来说，两种技术都有自己的典型应用环境，而背后都有强大的运营商、设备制造商和标准化组织的支撑。最终的结果是，两种技术将是它们共存于未来的接入网中，这符合技术发展的规律，也是各大利益集团竞争和妥协的结果。但是这样必然导致两种技术的不兼容，给用户设备选择、网络建设以及技术升级带来不便。

　　4、下一代PON网络系统xPON：

　　虽然EPON以及GPON有自己不同的技术，但是两者有相同的网络拓扑结构，相似的网络管理结构，均面向相同的光接入网应用，并非不可融合，而下一代PON网络系统xPON可以同时支撑这两种标准，即xPON设备可以根据用户的不同需求提供不同形式的PON接入，解决了两种技术不兼容性问题。同时xPON系统提供统一的网络管理平台可以管理各种业务需求，实现具有严格QoS保障的全业务（包括ATM, Ethernet, TDM）支撑能力，通过WDM支撑下行有线电视传输;同时可以自动识别EPON,GPON接入卡加入、撤销；真正同时兼容EPON以及GPON网络。对于网络管理者来说所有管理、配置都是针对业务进行的，而不用考虑EPON和GPON技术上的差异。也就是说，EPON和GPON的技术实现对于网管是透明的，两者的差异被屏蔽掉后提供给上层统一的接口。统一的网络管理平台是本系统最大优势之一，真正实现了两个不同的PON技术在网络管理层面上的统一。

　　4．1 xPON的系统结构：

　　以太网无源光网络(EPON)技术作为一种新兴的重要解决方案可通过分组光纤接入系统向住宅和商业用户提供“三重”业务。尽管数据和视频业务可从EPON提供的带宽增长中获益，但是语音业务并没有受到向分组网络转变带来的太大影响。本文将讨论在EPON上部署语音业务的挑战，并先容一种很有潜力的解决方案——基于分组的电路仿真业务(CESoP)。

　　 基于分组的语音业务挑战

　　与数据业务相比，对时间敏感的语音流所需带宽少得多，但是需要更加谨慎和细心地加以处理。EPON的充足带宽和服务质量(QoS)机制有助于降低语音延时，但是语音对短期的和长期的网络损伤很敏感。网络拥塞、在以太网交换机中不充足的队列资源、路由变化或者诸如链路或路径故障等更严重的损伤都会导致分组丢失和语音质量降低。为了改善这些问题，基于分组的语音接收器大多装备了分组丢失隐藏机制。

　　语音也是同步的。一个PBX必须与公共交换电话网络(PSTN)同步，以提供T1/E1服务。否则，在一个专用分组交换机内的成帧器将会产生影响QoS的周期性缓冲滑动。即使对于普通老式电话服务(POTS)线来说，如果接收器没有正确同步到发送器，那么重复的周期性缓冲滑动将表现为一串分组的丢失。

　　在EPON上提供商业服务

　　前一代PON基于ATM技术，包括支撑电路交换业务的AAL1。而EPON不支撑ATM，因此设备将不能提供完整的服务，包括针对商业用户的T1/E1接入、租用线路或专用线路业务。

　　CESoP是一种已经制定的技术，它将电路交换业务通过隧道技术在分组交换网络内传输。CESoP是配合EPON的一种技术，可以支撑商业T1/E1业务以及N×64kbps住宅语音业务。

　　CESoP将包括数据和信令在内的TDM业务或语音样值进行分组，并形成无帧结构的专用线路数据或具有帧结构的N×64kbps语音信道。这些分组数据再通过一个分组网络传输(如EPON)。在远端，进入的分组通过接收抖动缓冲器进行平滑处理。然后从这些分组数据中提取出TDM电路数据或者语音样值，最后接续到TDM电路上。

　　用于T1/E1业务的CESoPoverEPON

　　针对商业用户的光网络终端(ONT)可提供若干个10/100Mbps以太网接口，但是并不直接支撑T1/E1业务。相反，一个办公室内有很多的数字电话连接到PBX，PBX再通过一个T1/E1线连接到PSTN。

　　在EPON内，CESoP是服务这个市场的一个很自然的选择。在ONT上增加一个CESoP模块就能支撑T1/E1业务，无论是部分的、租用线路或专用线路都可以，如图1所示。

                              

    图1：ONT采用CESoP提供基于T1/E1的语音业务。

　　CESoP通过在分组网络上提供语音和T1/E1业务可以满足各种挑战。分组处理延时可以低到125微秒(一个帧)或者大到1毫秒(八个帧)，特别是在一个相对带宽不受限制的网络中，例如EPON。跨EPON网络的分组网络延时应该在上行方向小于若干毫秒，下行方向更小。

　　接收抖动缓冲器延时与EPON网络相匹配，上行方向在几毫秒的数量级，下行方向更小些。总之，单向延时可能在上行5毫秒和下行3毫秒左右。实验室测试值为上行1,900μs，下行800μs，即使在加载数据业务条件下(单帧分组)。

　　CESoP标准内也有T1/E1的定时和同步概念。CESoP分组头中的时间标签和序列号用于从PSTN到用户端设备(CPE)之间传递定时信息。在一个准同步数字体系(PDH)环境中，每一个T1/E1连接可能通过不同的时钟源具备独立的定时。单个T1/E1连接的每个方向上可能还有独立的定时。CESoP允许每个T1/E1相互之间同步或全部异步的操作。

　　如果在EPON中发生语音分组延迟或丢失的事件，CESoP连接将用一些适当的“填充”数据来替代这些丢失的分组，以便尽量减少对语音质量的影响。

　　可以用几种方式实现基于EPON的最佳CESoP连接性能。选择一个低的帧/分组值将减少整体延时，而采用一个具有QoS意识的受控交换机以及在EPON中支撑QoS机制可以在CESoP业务与背景数据业务之间进行优先级划分。这可能需要在CESoP分组头中采用虚拟LAN协议和/或在IP头中设置TOS位。CESoP互通功能(IWF)抖动缓冲器的大小也需要设定到一个适合分组网络的分组延时变化(PDV)的值，如果太小将产生分组丢弃，太大会产生不必要的延时。