广达新网专栏●运营商专栏●运维管理●实践应用●行业动态●在基层台站推进全光通信网建设的方案研究刘洪波 国家新闻出版广电总局572台摘要：本文首先介绍了信息发展的大趋势及基层台站网络建设现状，从而引入全光通信网的概念，然后从光网络接入方案和具体拓扑结构入手，对方案进行了深入的分析研究，并阐明了该方案的优势。关键词：基层台站 全光通信网 PON随着云计算、互联网和物联网的快速发展，基于各种云的应用成为台站信息化建设的新常态，云数据中心的发现在的光纤通信网络一般是与铜线通信网络兼容的，即主干线路是光纤传输，主干线与用户之间是铜线通信网用于全光网络通信中。（3）网络结构简单重组灵活全光网络结构简单，端到端采用透明光通路连接，沿途没有光电转换与存储，网络中的光器件多数都是无源器件，具有维护便捷、可靠性高的特点。根据通信业务量实际需求，动态改变网络结构，增加或减少网络节点，随时插入或抽出某个波长，充分利用网络资源，不影响原有的网络结构和设备，所以它具有扩展成本低、技术实现容易的特点。（4）运行维护高效率在部署网络时，可采用对大量用户侧的ONU/ONT设备进行批量预配置展建设给原有的台站网络提出了挑战，络连接，它在信号传输过程中存在光电这必将引起流量模型发生结构性改变，转换的过程。而全光网络通信是通过波逐步从以横向交换为主，转为纵向转发为主。视频指挥系统、高清监控、在线培训、各种业务的整合等应用越来越丰富，对网络的带宽和时延要求越来越高，而传统的局域网模式是采用多级以太网交换机汇聚，网络层次复杂，建设和运维成本高，带宽提升和业务扩展能力不足，因此各基层台站需要一种新的网络构建模式来适应新形势的需求。长选择性器件实现路由选择，信号传输过程中无光电转换和电中继，从而具有信号透明特性，即数据速率透明和信号格式透明。同时全光网络结构重组灵活，扩展性好，具备以往通信网和现行光通信网所不具备的优点，这些优点恰好满足了发射台站对于通信的需求。（1）传输速率大幅提高全光网络中，由于不存在电信号，没有光电转换的过程，跨越了由于电1 全光通信网介绍全光通信网，简称全光网，是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波通信技术，即数据从源节点到目的节点的数据传输和交换的全部过程都在光域内进行，即端到端完全的光路，中间不存在电信号的介入。全光通信网的发展分两个阶段实现，第一个阶段是全光传送网，即发端与收端的点对点全光传输；第二个阶段是完整的全光网，完成端到瑞的光传输、交换和处理等功能，即完整的全光网。子器件处理信号速率存在瓶颈的困难，和即插即用的方式，实现一次进站、集没有了大量的电子器件，传输速率得到了大幅提高。（2）兼容多种通信协议全光网络通信是以波长选择路由的，传输码率、数据格式及调制方式均能实现透明传输，可提供多种协议业务，端到端业务不受。它同SDH网一样，满足传送网通信模型，遵循—般传送网的组织原理、功能结构的建模和信息定义。很多SDH传送网的功能和体系构想均能中软件调试，这样可以降低现场安装和调试难度，同时也可以提高部署和调试效率。在网络维护工作中，运用网络管理系统进行实时检测并快速定位故障，实现远程控制光纤跳线，而无需手工操作，这样既降低了人工维护成本，又可以提高工作效率。全光网络解决方案有效地解决了部署和运维的诸多难题。（5）抗干扰性强全光网络通信中传输的是光信号，不是电信号，不会受到电磁干扰。基111广电风向标技术前沿广电网络数字电视NGB综合技术实验室专栏●●●●层广播发射台通常都存在较强的电磁局域网）组网模式，利用无源光纤取干扰，能够克服信号串扰的通信模式代传统以太网线和交换机来实现局域无疑是非常重要的。它可以与电力线网建设，构建网络扁平化、易部署、路同时铺设在地线沟，也可以利用现易管理、大带宽、多业务、面向未来有塔杆进行架设。平滑演进的新型全光局域网，使用户（6）抗雷击效果明显可以畅享云业务的高效便捷。由于广播发射台的业务特点，一（1）光网络接入方案般发射台站都会建在无线信号传输良本方案采用基于PON技术的POL好、海拔相对较高、地势开阔的地区，组网方式，其基本结构如图1所示。这些地区同时也是雷击多发的区域，PON是由局侧的OLT、用户侧的应该选择抗雷击效果好的通信模式。ONU以及ODN组成。一般来说，下行由于全光网络中没有金属结构，所以采用TDM广播方式、上行采用TDMA● 具有较好的抗雷击特性。方式，以组成点到多点树型拓扑结构。实综上所述，全光网络通信具有满PON作为光接入技术的优势是“无践应足发射台站多种需求的特点，它可以源”，运营管理维护成本较低。采用用承载多种宽带信息业务，包括数据、成熟的PON技术，符合双机备份保护音频和视频。的高可靠性要求；支持向10GPON和2 全光网络解决方案分析40GPON高带宽平滑升级演进；支持虚拟化管理，满足不同部门不同管理成熟的PON（Passive Optical 的要求；支持智能终端和开放平台，Network，无源光纤网络）技术已经在满足台站对新业务的快速集成需求。市场广泛应用，非常适合台站局域网目前，EPON和GPON是PON接网络建设的新需求。基于PON技术的入技术的两大主流方式，二者在技术POL（Passive Optical LAN，无源光纤上各有特点，互有竞争又互有补充，光跳线ONU1终端分 ONU2OLT路 器ONU3光纤ONUn终端图1 PON基本结构图表1 EPON和GPON性能对比表性能GPONEPON下行线路速率(Mbit/s)1244/24881250上行线路速率(Mbit/s)155/622/1244/24881250线路编码NRZ8b/10b以太网传送效率上行93%，下行94%上行61%，下行73%分路比1：32，1：，1：1281：32最大传输距离(km)6020TDM支持能力TDM over ATM或PacketTDM over Ethernet视频支持能力支持有线电视和IPTV不支持有线电视安全性支持高级封装标准(AES)未定义管理（OAM）提供标准ONT管理控制标准以太（可选SNMP）112《有线电视技术》 2017年第5期 总第329期●如表1所示。EPON采用8b/10b线路编码，上下行线路速率均为1.25Gbps，实际约为1Gbps。GPON上下行速率不对称，支持多种速率。分路比表示的是一个局端的OLT端口可以带用户端的ONU的数量。EPON所定义的分路比1：32，GPON标准定义分路比有1：32、1：、1：128几种。事实上，大的分路需要更高的光模块性能指标，这使得光模块成本大幅提升，还有就是PON存在15~18dB的插入损失，分路比越大传输距离会越短，用户越多也会分享掉有限的带宽资源。在QoS方面，EPON中所有的业务是随机竞争带宽的进行传输，GPON是将业务带宽分配方式分成不同类型，将其按照优先级别分配给不同的业务类型使用，从而达到管理带宽的目的。综合来看，EPON和GPON各有千秋，从性能指标上GPON要优于EPON，但是EPON拥有时间和成本的优势，而GPON在多业务承载、全业务运营上更有优势。按实际需求，本方案选择EPON技术标准。（2）方案的拓扑结构全光网络通信具有“多种业务一张网”的模式特点，基层广播发射台站所有的业务都可以在这一张网内实现，彻底改变“一种业务一张网”的组网模式。各台站组网可采用图2方案。如图2所示，由于整个台网络包括局端、互联网、专网共三个彼此都是物理隔离的网络，所以进行单独配置OLT设备。在信息机房部署核心网络设备，其中OLT是EPON系统的局端设备，是局域网接入的出口设备。OLT是一个多业务提供平台，同时支广达新网专栏●运营商专栏●运维管理●实践应用●Internet专网行业动态●局端信息机房OLT设备OLT设备业务网服务器业务网存储器业务网核心光交换设备监控网核心光交换设备监控网络服务器监控网络存储器互联网服务器互联网核心光交换设备专网心光交换设备OLT设备一级节点光分路器二级节点ONU设备发射机房节传机房变电站行政楼区职工公寓营房图2 台站采用EPON组网的基本网络结构图持IP业务和传统的TDM业务。OLT除了提供业务汇聚的功能外，还是集中网络管理平台。在OLT上可以实现基于设备的网元管理和基于业务的安全管理和配置管理。不仅可以监测、管理设备及端口，还可以进行业务开通和用户状态监测，而且还能够针对不同用户的QoS/SLA要求进行带宽分配。信息机房作为核心节点与各一级节点通过光缆进行传输，在各一级节点采用分光器进行光路分配，单根光纤连接各二级节点的ONU设备，ONU设备通过5类线连接业务终端，业务终端根据业务路由进行配置，业务可以是语音、互联网、技术网、办公网、监控网、财务专网等。在一级节点也可以直接根据需求进行终端配置。由于在EPON系统中，OLT到ONU间的距离最大可达20km，如果实际距离大于20km，可以选用有源中继器，即光纤放大器来扩展可用距离。由于不同的业务需求，可以采用单根光纤路由承载多种业务的模式，如图2中的业务网部分，可以同时承载语音、办公网等业务。对于比较重要的业务或是不便于与其他业务并行的业务，光网络通信的传输距离会越来越长，也可以采用单根光纤路由只承载一种业务的模式，如图2中的监控网，根据业务需求也可以承载技术网、财务专网等。对于严格要求物理隔离的传输网络，可以采用图2中互联网部分。对于需求比较特殊的业务，那就根据要求单独搭建路由单独管理，如图2中专线部分所示，只限于营区使用，所以只在使用范围内进行配置。还有一点需要说明的是，每项业务内容都可以架构多条路由互为主备，以保障重要业务的不间断运行。综上所示，以上组网方式可以实现业务统一承载并可弹性扩展，一张光纤网络可以承载电话、有线电视业务、互联网业务、局域网业务、专线业务、视频监控、控制业务等多种需求，部署新业务、新需求也比较便利，从而大大节省了组网成本和维护成本。全网网络系统会越来越完善，光传输和交换技术将日趋完美，全光网络的管理与维护会更加人性化，全光通信网将会给我们一个全新的通信时代，推进全光通信网智能电台建设，构建一个超宽、简洁、开放的台站局域网，全面告别铜缆，升级为光纤带宽，开始光速上网，让丰富的云业务变得容易部署、触手可及、无处不在，为我们的事业发展铺设一路坦途。参考文献[1]李维民.全光通信网技术.第2版[J].北京邮电大学出版社.2015.[2]孙学康,张金菊.光纤通信[J].人民邮电出版社.2012.[3]韩太林.光通信技术[J].机械工业出版社.2011.[4]段智文.光纤通信技术与设备[J].机械工业出版社.2011.[5]原荣.光纤通信[J].北京.电子工业出版社.2010.[6]陈德荣,刘永乾,蒋丽.移动通信网络规划与工程设计[J].北京邮电大学出版社.2010.[7]李鉴增,陈新桥.光纤传输与网络技术[J].北京.中国广播电视出版社.2009.[8]石顺祥,孙艳玲,马琳,刘继芳.光纤技术与应用[J].湖北武汉.华中科技大学出版社.2009.CATV3 结束语全光通信网是通信网发展的制高点，随着光通信技术的不断发展，全113
