基于光纖到戶技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能小區(qū)三網(wǎng)融合

摘要 三網(wǎng)融合的目標(biāo)是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)絡(luò)及電信網(wǎng)絡(luò)相互融合，形成一個(gè)全數(shù)字化統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。支持包括數(shù)據(jù)、視像和話音在內(nèi)的所有業(yè)務(wù)通信。對于智能小區(qū)而言，光纖直達(dá)業(yè)主家庭的接入網(wǎng)方式具有能夠提供超大帶寬、維護(hù)及安裝簡便等特點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)人士和專家普遍認(rèn)為是未來寬帶接入網(wǎng)的主要形式。
關(guān)鍵詞 智能小區(qū)；三網(wǎng)融合；光纖到戶；EPON

    隨著流媒體業(yè)務(wù)的進(jìn)一步開發(fā)和推廣，小區(qū)住戶傾向于獲得更高、更穩(wěn)定、更可靠的上網(wǎng)速度，對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了新的需求?，F(xiàn)有的小區(qū)寬帶接入網(wǎng)均是基于同介質(zhì)的，其中同軸電纜頻帶最寬，非屏蔽數(shù)據(jù)電纜次之，電話雙絞線最窄。這3種物理介質(zhì)原先分別適用于廣播電視、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和電話信號的傳輸，于是由電視、數(shù)據(jù)、電話3種業(yè)務(wù)提供商分別建設(shè)的3種接入網(wǎng)，重疊在一個(gè)住宅小區(qū)，這不僅對社會(huì)資源造成極大的浪費(fèi)，且較難提供長距離、高帶寬的業(yè)務(wù)支持，因此接入網(wǎng)就成為了用戶接入城域網(wǎng)的一個(gè)瓶頸。
    三網(wǎng)融合的目標(biāo)在于將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、廣播電視網(wǎng)絡(luò)及電信網(wǎng)絡(luò)相融合，形成一個(gè)全數(shù)字化統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，支持包括數(shù)據(jù)、視像和話音在內(nèi)所有業(yè)務(wù)的通信。這一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使三網(wǎng)在技術(shù)上趨于一致、在網(wǎng)絡(luò)上可以互聯(lián)互通、在業(yè)務(wù)上互相交叉滲透、在應(yīng)用上統(tǒng)一IP協(xié)議、在經(jīng)營上競爭與合作，以向人們提供多樣化、多媒體化、個(gè)性化服務(wù)的同一目標(biāo)逐漸交匯，行業(yè)管制和政策方面也逐漸趨向一致。
    現(xiàn)階段小區(qū)業(yè)主對信息通信的要求日益提升，尤其是對高速的接入手段產(chǎn)生了明顯的需求，光纖的應(yīng)用自然進(jìn)入了眾人的視線。光纖不僅頻帶寬、通信容量大，并可有效方便地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用業(yè)務(wù)的無限疊加，較好地滿足未來寬帶綜合業(yè)務(wù)的發(fā)展需要，從根本上避免重復(fù)投資帶來的資源浪費(fèi)。對智能小區(qū)而言，光纖直達(dá)業(yè)主家庭，并將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在業(yè)主家中，用光纖代替接入網(wǎng)的銅纜部分，在端局和住戶之間實(shí)現(xiàn)無銅線連接的光纖到戶(FTTH)技術(shù)，更是具有能夠提供超大帶寬、維護(hù)和安裝簡便等特點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)人士及專家普遍認(rèn)為是未來寬帶接入網(wǎng)的主要形式。

1 選擇適合智能小區(qū)的光纖到戶技術(shù)
    光纖接入網(wǎng)(OAN)是指接入網(wǎng)中傳輸媒介為光纖的接入網(wǎng)。光纖接入網(wǎng)包括光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(遠(yuǎn)端設(shè)備)和光線路終端OLT(局端設(shè)備)，其通過傳輸設(shè)備相連，在整個(gè)接入網(wǎng)中完成從業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口到用戶網(wǎng)絡(luò)接口間有關(guān)信令協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
    隨著IP技術(shù)日趨完善，多數(shù)運(yùn)營商已將IP作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要承載技術(shù)，由此也衍生出大量以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的接入技術(shù)。EPON就是其中之一，其采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。而在物理層采用了PON技術(shù)，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，其綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：
    (1)成本低、易于維護(hù)、方便擴(kuò)展。
    (2)提供極高的帶寬。
    (3)傳輸范圍廣。
    (4)帶寬分配靈活，服務(wù)有保證。
    通過以上分析，EPON技術(shù)不僅成本更低，且技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈均較為成熟，是當(dāng)前光纖到戶的最佳解決方案。

2 選擇適合智能小區(qū)的EPON結(jié)構(gòu)
    EPON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線結(jié)構(gòu)、樹形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)等。對于接入率較高的智能小區(qū)，在建設(shè)時(shí)宜采用樹形結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，有利于降低接入成本。樹形結(jié)構(gòu)的EPON在傳輸方面采用點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

    OLT(光纜終端設(shè)備)是用于連接光纖干線的終端設(shè)備。其作用是為接入網(wǎng)提供與本地交換機(jī)之間的接口，將交換機(jī)的交換功能與用戶接入完全隔開。一方面將承載各種業(yè)務(wù)的信號在局端進(jìn)行匯聚，按照一定的信號格式送入接入網(wǎng)絡(luò)以便向終端用戶傳輸，另一方面將來自終端用戶的信號按照業(yè)務(wù)類型分別送入各種業(yè)務(wù)網(wǎng)中。
    ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)是通過POS無源光分器與跟網(wǎng)絡(luò)終端OLT取得聯(lián)系的設(shè)備。該設(shè)備的作用是終結(jié)來自O(shè)LT的光纖，放在用戶駐地，為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)終端設(shè)備的接口。ONU的網(wǎng)絡(luò)端是光接口，用戶端是電接口，因此具有電／光和光／電轉(zhuǎn)換功能，以及相應(yīng)的監(jiān)控和維護(hù)功能。
    OND(光分配網(wǎng)絡(luò))是光纖接入網(wǎng)中設(shè)置在光線路終端(OLT)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的線路和設(shè)備的總稱，用于分配光信號功率，在OLT和ONU之間提供光信號傳輸?shù)奈锢硗ǖ馈?br />
3 智能小區(qū)光纖到戶組網(wǎng)方案
    采用EPON組網(wǎng)方式，不僅簡化了小區(qū)內(nèi)的布線路由，還減少了各系統(tǒng)重復(fù)繁雜的布線施工，同時(shí)由于光纖能提供超大帶寬，在接入網(wǎng)上較好地實(shí)現(xiàn)了有線電視廣播、寬帶和電話接入，如圖2所示。

    整個(gè)FTTH寬帶接入網(wǎng)由OLT、小區(qū)光纖網(wǎng)絡(luò)、ONU這3部分組成。OLT為多業(yè)務(wù)集中控制單元，主要負(fù)責(zé)帶寬控制、鑒權(quán)管理、故障捕捉，并將數(shù)據(jù)及視頻廣播信號變?yōu)楣庑盘柡筮M(jìn)行分發(fā)。OLT支持虛擬專網(wǎng)(VLAN)的劃分。小區(qū)光纖網(wǎng)絡(luò)采用單模光纖。ONU為多業(yè)務(wù)用戶單元，在用戶家中完成光電信號轉(zhuǎn)換，為用戶提供高速數(shù)據(jù)、旁路語音和視頻服務(wù)。針對當(dāng)今家庭居住使用設(shè)備的情況，在ONU的功能配置上，最好保
證每戶有4個(gè)網(wǎng)口(每個(gè)網(wǎng)口速率約100 Mbit·s-1)、2個(gè)電話接口以及一個(gè)有線電視口。每個(gè)網(wǎng)口、電話口和電視口均能單獨(dú)控制，便于計(jì)費(fèi)、管理。
    采用EPON組網(wǎng)，融合后的三網(wǎng)以新方式為小區(qū)住戶提供各自業(yè)務(wù)，同時(shí)也為小區(qū)搭建起一個(gè)成熟的、開放式的接入平臺(tái)，使智能小區(qū)的各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的發(fā)揮作用。
3．1 數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)
    對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及語音業(yè)務(wù)，由各運(yùn)營商將帶有數(shù)字通道和VOIP(或數(shù)字語音信號)的寬帶接入通道提供給FTTH全光纖網(wǎng)絡(luò)小區(qū)接續(xù)點(diǎn)，由部署在小區(qū)機(jī)房的OLT設(shè)備對來自不同運(yùn)營商的數(shù)據(jù)和語音信號進(jìn)行集合，并通過小區(qū)光纜布線系統(tǒng)以光的形式將信號送至各ONU。在小區(qū)住戶單元內(nèi)，利用寬帶用戶終端設(shè)備ONU完成光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)信號和語音信號分別送至計(jì)算機(jī)及電話機(jī)。
3．2 電視業(yè)務(wù)
    作為CATV光纖接入網(wǎng)的延伸，F(xiàn)TTH系統(tǒng)的OLT端通過內(nèi)置EDFA視頻合波器將EPON的兩個(gè)波長(1 310 nm和1 490nm)和CATV1550 nm波長復(fù)用結(jié)合。ONU端通過WDM光接收機(jī)將1 550nm波長分離開來并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大，提供RF接口連接電視機(jī)，并將視頻信號送至電視機(jī)。FTTH全光纖網(wǎng)絡(luò)兼容現(xiàn)有模擬CATV網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)兼容現(xiàn)在正在推廣的數(shù)字化電視系統(tǒng)。
3．3 開放式的接入平臺(tái)
    光纖到戶為小區(qū)搭建起一個(gè)具有高帶寬、可擴(kuò)展和多業(yè)務(wù)承載的開放性數(shù)字化接入網(wǎng)平臺(tái)，其不僅可實(shí)現(xiàn)電話、數(shù)據(jù)和有線電視信號的接入，滿足用戶對固定電話、數(shù)據(jù)寬帶和有線電視的自由選擇及接入需求。而且小區(qū)智能化管理的各種系統(tǒng)均可方便的疊加在這一數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，包括門禁系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、小區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)、周界報(bào)警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、家庭監(jiān)控和自動(dòng)控制系統(tǒng)等。

4 結(jié)束語
    通過光纖到戶實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合后，廣播電視網(wǎng)不僅可提供電視節(jié)目，還可提供互聯(lián)網(wǎng)和語音通信業(yè)務(wù)。對于互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)絡(luò)而言，也可更好地發(fā)展網(wǎng)絡(luò)電視、手機(jī)電視等業(yè)務(wù)，分享廣播電視網(wǎng)豐富的節(jié)目資源。真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，避免低水平的重復(fù)建設(shè)，形成適應(yīng)性廣、容易維護(hù)及費(fèi)用低的高速帶寬的多媒體基礎(chǔ)平臺(tái)。