2010年新建商住小区通信系统配套工程—EPON接入系统设备技术方案建议书烽火通信科技股份有限公司2010.10目录1综述 (2)1.1总体技术方案 (2)1.2设计依据与执行标准 (2)1.3系统组成及功能 (3)1.4技术优势 (12)1.5第三方评测 (14)1.6产品线简介 (15)2项目方案 (18)2.1烽火EPON应用综述 (18)2.2项目具体实施方案 (20)3业务提供方案 (30)3.1数据业务 (30)3.2语音业务 (31)3.3IPTV业务 (32)3.4CATV业务 (32)3.5带宽规划 (33)3.6业务的可靠性和安全性 (34)4设备方案 (35)4.1EPON综合业务局端OLT设备（AN5516-01） (36)4.2SFU型EPON ONU（AN5006-02A/03/03W/04/06A/HG220） (36)4.3MDU（LAN）型EPON ONU（AN5006-07/09/10） (37)4.4MDU（LAN/DSL）型EPON ONU（AN5006-20） (38)4.5合波器 (38)4.6分波器 (39)5网管 (40)6线路方案 (42)6.1FTTX线路设计示范 (42)6.2分光器的设置 (43)6.3光功率预算 (43)7机房及网络环境 (45)7.1OLT环境要求 (45)7.2ONU环境要求 (45)8烽火通信三网合一典型工程案例 (46)8.1长庆油田FTTB三网合一项目 (46)8.2武汉电信紫菘小区 (48)8.3北京FTTH三网合一宽HOUSE工程 (50)8.4武汉当代国际花园一期二期三网合一工程 (51)8.5北京瑞海姆公寓三网合一工程 (51)1综述1.1 总体技术方案烽火通信AN5516-01/AN5006（统称AN5000）EPON宽带接入系统是符合IEEE802.3ah 及相关技术标准的基于千兆以太网的电信级宽带综合接入设备，主要实现商业用户和住宅用户的高速、可靠接入。
AN5000 EPON系统设备主要由局端光线路终端（OLT）AN5516-01和远端光网络单元（ONU）AN5006组成。
AN5516-01提供与IP城域网、软交换网络（NGN）、DDN 网络及MSTP网络等的高速互连；AN5006提供与用户侧PC、以太网交换机、路由器、小型电话交换机（PBX）、普通电话、模拟电视、数字电视等的接口。
每台AN5516-01最多可以支持4096个ONU的接入（按照1：32计算），可以通过千兆/万兆以太网接口接入NGN提供IP电话及多种增值业务。
AN5000 EPON系统可以利用下行1550nm波长的光信号提供对CATV等视频业务的无缝集成。
1.2 设计依据与执行标准AN5000 EPON系统的设计遵循以下标准/规范：●IEEE802.3ah-2004 用户接入网媒体访问控制参数，物理层和管理参数●IEEE Std 802.1D－2004 MAC桥●IEEE Std 802-2001 局域网和城域网的IEEE标准：概况和架构●IEEE Std 802.3-2002 CSMA/CD接入方式和物理层规范●GB 7611-2001 数字网系列比特率电接口特性●ITU-T H.248 H.248媒体网关控制协议●ITU-T H.323 v4 基于分组的多媒体通信系统（H.323 v4）●IETF RFC3435(2003) MGCP协议●IETF RFC3372 SIP 协议●IETF RFC2960 SCTP协议●IETF RFC3057 ISDN Q.921用户适配层●IETF RFC 1889 RTP（实时应用传输协议）●IETF RFC2236 Internet组管理协议（v2）●SNMP v1 简单网管协议（v1）●SNMP v2 简单网管协议（v2）●YD/T1292-2003 基于H.248的媒体网关控制协议技术要求●YDN 065-1997 邮电部电话交换设备总技术规范书●YD/Txxxx－xxxx 接入网技术要求－基于以太网方式的无源光网络（送审稿）●IETF PWE3 draft-ietf-pwe3-satop-03.txt●MEF 3 城域以太网电路仿真业务定义、框架和要求●MEF 8 城域以太网中PDH电路仿真实现约定1.3 系统组成及功能1.3.1 AN5516-01系统组成及功能1.3.1.1 系统组成AN5516-01按照功能划分可以分为如下几个部分：核心控制模块、核心交换模块、SNI接口模块、EPON接口模块、网管处理模块、语音处理模块（可选）和电路仿真模块（可选）等。
1.3.1.2 单元模块描述AN5516-01设备单元模块组成示意图如图1所示。
图1 AN5516-01模块及接口图1.3.1.3 核心控制模块核心控制模块是AN5516-01设备的神经中枢系统，对所有其他模块的操作进行控制，在设备主从通信过程中承担Master的角色。
核心控制模块通过异步总线接口与核心交换模块通信，控制核心交换模块的转发策略、QoS、ACL、VLAN、广播/组播/未知包的抑制以及组播相关控制策略等。
核心控制模块通过异步总线接口与OLT模块、语音处理模块、电路仿真模块内的CPU 通信，实现对这些模块的配置管理、性能监测及控制。
配合SNMP的网管代理完成各项性能的统计、配置的下发及对告警的管理等。
1.3.1.4 核心交换模块核心交换模块具有高达976Gbit/s的交换容量，可以实现各线卡的万兆线速交换。
核心交换模块通过SNI接口模块与IP 城域网、NGN网络等通信；内部通过地址表查找在不同线卡间实现数据的内部转发与汇聚。
核心交换模块主要负责执行控制模块下达的任务，实现对业务流的QoS、ACL、VLAN处理及IGMP snooping和IGMP Proxy等功能。
核心交换模块除了可以提供完整的L2功能，还可以开发一定的L3功能，如静态路由等。
对业务流QoS的控制具有很强的灵活性，既可以是基于L2的目的/源MAC地址、VLAN ID、类型，也可以是L3的目的/源IP 地址、协议类型，以及L4的TCP/UDP源/目的端口号，还可以是CoS或ToS/DSCP等。
1.3.1.5 SNI接口模块SNI接口模块提供了AN5516-01与上层网络的业务接口，主要有10/100/1000Base-T、1000Base-LX/SX、10GE接口、STM-1、E1。
所有以太网电接口均支持自协商功能；所有以太网接口均支持IEEE 802.3ad链路汇聚功能和IEEE 802.1d生成树和快速生成树功能；STM-1接口具备光接口的1+1自动保护倒换。
1.3.1.6 OLT模块OLT模块是实现AN5516-01 EPON宽带接入功能的局端主体，其设计主要依据IEEE 802.3ah-2004有关EPON 多点控制协议（MPCP）、协调子层（RS）和操作管理维护子层（OAM）等的规范。
AN5000 EPON系统是一个典型的点到多点的网络，下行利用时分复用（TDM）技术实现数据的广播传送，上行则利用时分多址（TDMA）技术避免不同ONU间的发送冲突，如图2所示。
图2 EPON上/下行传输原理为了实现1个OLT与32甚至64个ONU的通信，在数据链路层必须实现点到点仿真和共享媒体仿真两种功能，OLT模块在有N个ONU时，内部必须实现N个点到点MAC和1个共享媒体MAC，如图3所示。
由于有共享媒体MAC的存在，使得EPON在下行可以天然支持单拷贝广播（SCB）方式，提供了对广播和组播业务的良好支持。
图3 AN5000 EPON系统链路仿真示意图为了标识每一个点到点仿真链路和共享媒体仿真链路，EPON系统中使用逻辑链路标识（LLID）来区分不同的逻辑连接。
LLID的处理在协调子层（RS）完成，每个ONU可以实现1个或多个LLID。
根据IEEE 802.3ah-2004的规定，带宽的分配和所有统计信息的收集都必须基于LLID进行。
MPCP协议主要通过五种MAC控制帧进行传送：GATE、REPORT、REGISTER_REQ、REGISTER、REGISTER_ACK，具体消息类型通过opcode的值区分。
OLT通过GATE帧为ONU发送授权，ONU通过REPORT帧向OLT报告当前的队列使用情况。
GATE和REPORT的操作分别如图4、图5所示。
图4 AN5000 EPON系统GATE操作示意图图5 AN5000 EPON系统REPORT操作示意图AN5516-01中OLT模块主要完成GATE帧和REGISTER帧的发送、REPORT帧的处理、OAM帧的发送与处理、上行带宽的动态分配（DBA）和下行带宽的控制、各种性能的监测与采集以及对EPON光接口的控制等。
为了提高AN5000系统上行带宽利用率，使用了强大的DBA机制，保证不同等级业务的QoS和带宽分配的公平性和健壮性。
动态带宽分配即在OLT模块内，通过运行一定的带宽分配算法，根据不同ONU不同时刻的流量特性，结合用户服务水平协议（SLA），通过REPORT－GATE 机制实现上行带宽的有效利用，同时保证不同优先级业务服务质量的一种高级功能。
各种动态带宽分配算法层出不穷，但是其实现都可以分为以下三个实现阶段（如图 6所示）：带宽信息收集、带宽分配和带宽执行。
通过来自不同ONU 的REPORT 帧收集每个ONU 等待发送的数据队列的大小，利用特定的带宽分配算法，综合考虑SLA 、优先级和带宽利用率等因素，计算出分配给每个ONU 的下一轮询周期的带宽数量，通过Normal GATE 发送给每个ONU 。
ONU 则根据接收到的发送起始和结束时间，合理安排各种优先级的数据突发发送。
R Data R Data RData R Data R Data R Data Report Processing G G G Cycle k-1Cycle kCycle k+1Collection Execution Decision-making ONU OLT图 6 DBA 实现原理示意图1.3.1.7 EPON 接口模块EPON 接口模块用于提供1000Base-PX20或1000Base-PX20+光接口，接口速率为上行/下行1.25Gbps/1.25 Gbps 速率，提供1：32时的20Km 线路传输。
由于同一PON 内不同ONU 距离OLT 的距离可能相差很大，这就造成上行到达OLT 侧的接收光功率相差很大，为了实现OLT 的上行突发接收，要求OLT 的接收机必须具有自动阈值控制（ATC ）功能，快速调整信号的判决电平。
具体EPON 接口性能指标满足IEEE802.3ah 有关媒质相关子层（PMD ）的相应规定。