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全球推动FTTH PON测试攸关网络稳定性

以网络技能和运用趋势来看,光纤路由己逐渐地由中心主干往接取客户端很多布建,其间日本在本年将到达100%光纤到户的浸透率;而被迫式光网络所供给的以太网络接口效劳则是完结FTTH最佳运用之一。本文将阐明FTTx关联技能及运用趋势,并以设备研制、体系建置及电信营运的视点讨论关联量测项目,作为后续开展及建立的参阅。

频宽网络的布建与运用率不仅是各电信业者争相尽力的方针,更是国家竞争力评比与开展科技优势的重要目标。因而,如何藉由高速、安稳与疾速供给宽带的网络,供给语音、数据与印象(Triple Player)的效劳是政府国家型电信计划与各电信效劳业者所尽力的方向。


Cable业者活跃投入Triple Play
日本在FTTH的推广及营运可谓全球榜首,预估在本年即可到达100%的光纤到府布建率,首要运营商NTT可视为全球标竿。图1阐明到2004年末首要效劳业者的市占份额,其间最值得注重的就是Yahoo
BB!与NTT在GE-PON网络的开展。
其次美国虽然在1995年即开端推进FTTH事务,但显着的事务量确是在2004年起伴跟着宽带效劳与数字内容的生长而添加。欧洲商场也将于2005年连续推出;而较引人注意的是大陆与韩国的推展,中国大陆虽然在宽带通讯建置上落后欧美日韩等国家,可是FTTH的推进与技能开展却是关联活跃,自2002起即连续推进PON网络的试用,在2004年起更首先在武汉进行「波分多任务被迫光网络技能(Wavelength Division Multiplexing - Passive Optical Network;WDM-PON)」的试运转;而韩国最大的通讯运营商KT亦在本年1月10日起于光州市正式供给WDM-PON的演示效劳。台湾跟着上一年中华电信研讨地点竹科及南港软件园区的Ethernet-PON网络试运转后,行将于本年进行小量的建置。除此之外,欲投入Triple Play的Cable业者成为另一股实力,也正活跃计划及进行着关联的试运转测验。
根据Infonetics Research于2004年5月宣布的市调陈述指出,到2007年时,全球的EPON局用端设备埠数将超越72万端口,年平均复合生长率则超越50%。图2即为全球推广FTTX首要的散布及计划阐明。
FTTx首要技能及运用
FTTx技能首要运用于全光纤化的接取网络,以替代铜轴电缆所无法供给的高速数据效劳予终端用户,咱们根据光纤到终端用户的不一样间隔来作分类,常见包罗以下几种效劳及如图3所示:

.FTTC(Fiber To The Curb/Cabinet)


光纤到交换箱(Fiber-To-The Cabinet, FTTCab)或光纤到路旁边(Fiber To The Curb, FTTC)。其间首要效劳为供给较为涣散的客户群,包罗公司行号、校园机关、网咖与偏远地区的用户。并且首要运用的技能以及网络为EOS(Ethernet Over SONET/SDH)或NG-SDH(Next Generation Synchronous Digital Hierarchy),透过传输网络完好的路由维护与电路QoS的质量供给,满意各种通讯效劳之客户需要。
.FTTB(Fiber To The Building)
即光纤布建到大楼后,再由大楼电信室的接取设备来供给关联电信效劳,首要供给的客户为集团企业、集合式商业大楼或大型区域住所等。首要运用的技能及网络为MEN(Metropolotan Ethernet Network)加MC(Media Converter)、IP-DSLAM(Internet
Protocol-Digital Subscriber Line Access Multiplexer)以供给多样化的数据效劳。

.FTTN (Fiber To The Neighborhood)



光纤首要布建至大楼群的某一栋,并经由该栋的接取设备供给其它数据与语音网络效劳予周边的其它大楼,在网络效劳运用密度低且无管道布放约束的区域较为适用。常见的技能及网络为xDSL、DLC及SDH等多功能接取及传输网络。



.FTTH(Fiber To The Home)



光纤到家是结尾电信网络所欲供给的Triple Play宽带处理计划。每户供给一芯或二芯的光纤,运用被迫式光网络PON以供给低本钱、高安稳性,且满意语音、数据及印象效劳需要的家庭用户。当前运用的技能及网络包罗E-PON、A/B-PON、G-PON,以及WDM-PON。


.FTTP (Fiber To The Premise)


可视为FTTB及FTTH的归纳运用,行将光纤直接接入客户瑞的设备(Customer Premise Equipment, CPE),以供给高速宽带与多媒体的网络效劳。常见的技能及网络同FTTB及FTTH或两者的归纳运用。
PON网络建置及技能演进
为何需要建置PON网络?它又有那些优势?而在不一样的PON体系中又有那些差异?是许多电信、ISP与Cable营运业者所疑问的问题,故笔者将作以下简明的阐明。
疾速供给Triple Play的不贰挑选
.频宽与电路质量优势:战胜当前以铜轴双绞线为主的xDSL,直接供给高达10Mbps以上的高速网络予终端用户;一起因运用全段的光纤网络,包罗局端机房至不合器的主干光纤;不合器至家庭用户的分支光纤,以及用户家中的室内光纤等皆是,使得传输信号质量不再受电器特性的影响。
.语音、数据及印象频带规范:在PON协议中已别离界说语音及数据的上传频带为1260~1360nm;下载的频带为1480~1500nm(单芯光纤);而1539~1565nm则为数字效劳专用、1550~1560nm为供给印象效劳的频宽,故简单在各规范的频带内供给相对应的效劳以及网络监控及妨碍剖析的查修。
节约本钱

如图4所示,运用传统FTTH的网络在有N个客户时,有必要具有N条光纤,以及2N个Transceiver;但在运用PON网络时仅需建立一条光纤,与N+1个Transceiver,且毋需忧虑中继设备的溃电问题。因而不光有用节约网络建置前的本钱花费之外,更对日后网络上的维运及设备备料的低本钱供给了绝佳的效益。
弹性网络建置
根据PON规范共分为三大项,包罗:(1)单一不合器接32支路的网络架构;(2)树状及支路的架构(具有2组以上的不合器);以及(3)混合型的网络,故体系业者可以依实践地舆特性作不一样网络的计划及建置。
因而,在语音、数据与印象效劳需要趋势的推力,以及具有高速安稳质量、疾速供装、建置与维运低本钱诱因的拉力下,使得PON网络技能成为各国推进宽带到家FTTH的首要运用架构。

其间在1998年10月ITU-T G.983x界说以ATM为主的PON网络供给数据及语音的效劳,咱们称之为A/B-PON;为了晋升效劳功率,ITU-T于2003年11月以G.984x的Gigabit传输效劳界说了G-PON的规范。而为了着眼于Ethernet网络很多布建的趋势,故于上一年6月由IEEE提出802.3ah E-PON的技能规范,以利关联业者投入及结合现有电信网络之效劳。表1则列出各PON技能规范下所对应的上传与下载传输速率及运用的波长。


为了处理上传时各用户ONU(Optical Network Unit)有必要以TDM排队方法回传消息予局端的OLT(Optical Line Terminal)所描绘的Guide
Time与形成的推迟等问题,使得WDM-PON的运用将成PON网络将来较佳的挑选计划之一。
PON前置测验攸关网络安稳性
根据终端用户对网络运用的高质量等待,咱们发现有着如下需要的项目:
.能否供给杰出的语音质量?即语音封包在PON网络中能否形成推迟景象?
.数据传输频宽真的能到达全速率吗?即能否为Full Wired Speed的Throughput传输容量?有无封包的丢失?以及推迟时间是如何?
.供给疾速效劳开通与高规范的效劳等级赞同文件(SLA;Service Level Agreement)。即供给完好网管平台与谨慎的电路零误码包管。
因而,如何保证网络营运的高安稳性即检测着PON效劳商的前置测验作业、效劳中的网络监控才干,以及妨碍发作时的疾速查修才干,其间包罗以下项目:
PON光纤质量量测
光时域反射仪(OTDR;Optical Time Domain
Reflectometer)量测:包罗运用1310nm、1490nm、1550nm以及1650nm等波长进行事情的量测。量测的要点在于验证局端至Splitter、Splitter至各客户端光纤的熔接、接头与间隔等所形成的丢失,并验证各光纤间隔与铺设时能否正确,以作为日后营运之In Service电路监控、新增ONU线路质量承认,以及妨碍查修之核对。但是,必需运用规范小于1公尺的事情盲区、高分辨率、具有15秒内疾速量测才干与合宜动态规模的Access Master PON OTDR仪器,才干得到各事情准确的量测及供给各客户端正确的光纤间隔与丢失之信息;不然如图5所示,关于量测1.5m、4m以及10m的PON网络,若运用传的OTDR则呈现如黑色曲线通常,无法实在量测出1.5m局内光纤的事情点,唯有运用Access Master PON OTDR以发生如淡色曲线并反响现场实践线路景象。
OLT及ONU网络流量测验
当设备别离建置在网络上,则至少需要供给其Layer1~Layer3各层的讯务测验,以验证流量传输之质量及安稳性,包罗:
.Layer 1:Framed BER与Un Framed BER测验,以验证OLT、光纤及ONU全体体系的误码景象。通常是运用虚拟随机序列位码(PRBS;Pseudo Random Binary Sequence)与全0或全1等来作为数据传送的pattern,并依此来承认不一样的pattern在网络中之误码的景象。
.Layer 2:MAC最大容量测验,以承认OLT可包容多少Access用户一起上线的最大容量,以及验证OLT对MAC信息处理之方法。
.Layer 3:Packet Jitter或Frame Arrival Time,以及不一样Packet长度的压力测验(Throughput)、推迟讯务(Latency)等量测,以承认流量经OLT up link送入后,至PON光纤网络,再由ONU down link的End
to End流量质量。若Packet由很多ONU一起送入时则另需思考不一样Packet流量的Guard Time,以防止数据的磕碰。
.其它:包罗误码刺进(Error Insertion)、限速测验(Rate
Limiting)、Jumbo Frame等测验,以及讯务权重及QoS等剖析等皆为要点量测项目。
其间的测验架构如图6所示,由IP测验仪器发生Gigabit流量灌入OLT,并履行前述之各测验项目,一起透过测验仪器具有Layer1~4流量的发生、MAC与IP及协议讯务的监控、以及各Layer协议的decode才干,而有用地对网络效劳前履行完好的OLT对多个ONU之End to End流量质量测验。
All in One的PON光纤与网络测验
根据不一样客户对PON网络检验规范的差异,如何有用履行PON光纤与网络的建置检验与测验?并疾速供给效劳及敏捷扫除效劳中的妨碍,此是PON效劳业者适当注重的一环。
其间Access Master PON OTDR即可以疾速地满意上述的需要,其所具有的测验才干阐明如下:
.在2.2公斤内供给多波长的OTDR、Power Meter、Light Source及可见光集于一测验平台,减轻测验及维运人员多台测验仪器调度及运用不方便的困惑。
.可于15秒内疾速量测,并契合事情盲区小于1公尺、高分辨率的PON光纤网络。
.对PON网络进行Ping、Trace Route、Throughput,以及计数Packet正常、小于与大于规范(含Jumbo Frame)讯框之数量,以及磕碰计算与检查讯框序列之信息。
.供给PPPoE、DHCP及VLAN的测验才干。

好像图7所示,当完结PON光纤之测验、装置设备OLT及ONU后,即可当即进行Throughput测验对用户作电路检验之作业。其间包罗以下二种测验方法:



.长途Down Load测验:如实线之测验架构,将Access Master挂于客户端,再连上长途之Down Load Server后进行数据下载,并从仪器之Throughput功能来承认网络之传输质量。



.OLT至ONU Throughput测验:如虚线之测验架构,将Access Master别离挂测于OLT
Up Link及ONU Down Link端,同步发生流量及作Throughput之测验。


一起,关于PON网络与客户CPE之结合互连才干的验证亦是履行测验或检验作业中不行短少的项目。


因而,就好像图8所示,将Access Master挂测于OLT端,之后别离对客户端设备作IP Ping及履行Trace Route等项目,以验证网络与客户设备之连接景象。
全球FTTx网络已经由试用期间正式开端进入小量导入之工程,而台湾也不破例。由NTT及Yahoo BB!在日本全力投入GE-PON趋势来看,不论是PON设备的需要及网络建置之计划将连续添加。
除了之外,要如何供给优质的PON的网络以满意Triple Player的关联运用之绝佳平台,则是检测着效劳供货商在网络计划、体系建置以及包罗PON光纤与设备End to End流量之全体的测验才干成果。
咱们等待在政府宽带网络的计划之下,透过FTTH光纤到户的PON网络运用计划,疾速供给全民高质量、多元运用,以及安稳的便民效劳,一起满意营运商对网络低本钱,与低维护费用的投入诱因,以发明政府方针、公民福利以及网络供货商三赢的效劳
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