瑞斯康达EPON技术白皮书.docx
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瑞斯康达EPON技术白皮书
EPON技术白皮书
瑞斯康达科技发展股份有限公司
RaisecomTechnologiesCo.,Ltd
2009-05
1、摘要
进入21世纪以来,我国网络发展产生了日新月异的变化,这些变化带给了网络新的特点,这些变化也对现有网络提出了诸多挑战,我们需要在变化中把握住网络发展的脉搏,以便提供出符合客户需求和适应时代发展的产品。
基于千兆以太网的宽带无源光网络系统(EPON)是当代网络技术发展的必然结果。
随着网络技术的日益发展,网络向客户提供的业务逐渐从分离的业务向IP为基础的综合业务过渡,形成综合的多媒体环境,可向用户提供从窄带到宽带的多种业务服务。
现有的大部分业务是通过双绞线网传输,有线电视业务通过同轴电缆网传播。
随着DWDM技术及计算技术的迅猛发展,核心网和用户网已经得到了如同雨后春笋般的发展。
而建立一个新的与之相对应的网络“最后一公里”的网络,成为网络发展的迫切要求。
为了有效满足社会对综合业务的需求,迅速开发一种能够大规模推广以降低成本、能够与IP业务紧密结合的以保护投资、能尽量有效地利用已有信息基础设施以减少重复投资、还能够便于未来网络升级的宽带业务接入网平台已成为摆在我国和其它各国面前的紧迫课题。
EPON就是这个热点领域的热点技术。
2、前言
光纤通信是下一代接入网中的主流技术,光纤到家庭(FTTH)是网络技术不断追求的梦想和探索的技术方向。
在当今业务种类和数据量都不断快速增长的大背景下,高带宽、高服务质量(QoS)需求变得更为迫切!
而EPON技术是一种基于光通信,满足下一代接入网高带宽、高服务质量要求的技术,它极好满足了用户对于多重播放业务(高带宽高服务质量)的需求。
回顾现今传统接入技术,目前国内IP城域网的接入部分主要由ADSL和ETHERNET构成,基于电话线的xDSL技术带宽受制于距离和线路质量,已经很难再有长足的发展;以太网交换机每端口带宽虽高,但往往由于上行端口带宽有限,导致下行端口争抢带宽,并且缺乏有效管理机制,高带宽和QoS无法真正体现,还有100米的传输距离也限制其覆盖范围;无线接入技术受到建筑物阻挡和环境干扰,同时网络安全有待考证;其他接入技术都由于带宽不足而无法开展多种业务。
目前如VoIP、IPTV、Online-game、E-learning、MOD(MultimediaonDemand)及智能家庭等为人们的生活带来了舒适与便利,但如果用传统接入技术来承载会显得力不从心。
所以运营商迫切需要一种技术来解决传统接入技术的局限性,它应是一种高带宽,高服务质量,高效率,管理维护简便,面向IP业务应用的新型技术,而EPON技术正以其特点受到广泛瞩目。
3、EPON市场现状
什么是EPON,EPON就是利用PON的光网络结构实现以太网的接入。
且EPON与现有以太网的兼容性因而容易被市场接受,因为以太网技术,是迄今为止最成功和成熟的局域网技术。
EPON只是对现有IEEE802.3协议作一定的补充,基本上是与其兼容的。
考虑到以太网的市场优势,EPON与以太网的兼容性是其最大的优势之一。
以太网技术也在不断更新和发展,百兆/千兆以太网是继承原来以太网的核心遗传因子,使以太网的速率提高了几个数量级。
EPON的思想也是继承以太网的核心遗传因子,将以太网最核心的最本质部分保存下来,添加多址接入和远距离传送的成分,在传输距离和接入拓扑上取得突破。
在EPON出现之前,已有称为APON的宽带PON技术出现,而且在1998年由ITU-T制定了标准,但由于技术复杂、成本高、带宽有限、APON系统并未如预期的那样发展起来,而EPON将以太网作为基础,具有低成本,高带宽,更适应数据业务传输等特点,能更彻底地解决宽带接入的问题。
EPON与APON的主要不同之处在于链路层协议,APON的链路层采用ATM协议,EPON的链路层采用以太网协议,而它们都采用PON作为接入物理层,事实上,EPON是在与APON类似的结构和G.983的基础上,设法保留APON的精华部分---PON,而将以太网代替ATM作为数据链路层协议,构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更宽业务能力的新的结合体。
EPON采用点到多点结构,无源光纤传输方式,在以太网上提供多种业务。
目前,IP/Ethernet应用占到整个局域网通信的95%以上,EPON由于使用上述经济而高效的结构,从而成为接入网最终用户的一种最有效的通信方法。
当今,我国信息化建设迅猛发展,并在很多领域取得显著成果,无论从网络建设还是从业务量增长以及网络的普及都取得了骄人业绩,着信息化建设的不断深入,网络用户的不断增长以及竞争加剧,接入网是运营商建设和维护投入成本最多的部分,不过面对着INTERNENT的迅猛发展,现阶段接入网在“网络带宽不足”、“网络安全控制”、“维护简单与功能增多之间的相对统一”、“接入网的IP化多业务融合”等等方面面临着诸多问题和挑战。
伴随网民数的增长,我国互联网普及率达到22.6%,这意味着不到5个中国人当中就有1人是网民,该比例也首次超过21.9%的全球平均水平2009年,中国互联网用户数达到中国网民人数2.98亿,互联网普及率达到22.6%,依据现阶段的网络特点,我们有理由相信今后一段时期网络的发展将呈现出以下趋势:
1、全IP化更加深入发展
无庸置疑,网络IP为主流的发展趋势将更加强劲和深入,同时引领IP相关技术也得到全面发展。
“组播与可控组播”、“VOIP相关技术”、“网络多媒体技术”、“搜索引擎技术”等等这些与IP技术息息相关的技术将有良好前景。
同时做为IP最佳承载体的“以太网(ETHERNET)技术”也将被更广泛的使用,展现出新的特点。
2、差异化服务需求明确
随着市场及用户的进一步细分,各类新型业务的不断出现,差异化服务从后台逐渐转到了需求明确的前台,成为今后网络规划必须考虑的因素。
面对“重点客户”、“大客户”、“商业用户”、“普通用户”所提供的服务类型和质量要有区分,面对“语音业务”、“视频业务”、“互动业务”、“普通数据业务”等相应的延时、抖动、丢包率也要达到合理的指标范围。
3、网络依赖性增强
随着网络可提供的业务类型不断增加和服务质量不断提高,人们会加剧对网络这种双向互动信息获取方式的依赖性,从网络上获取信息将像以往广播电视对人们生活的影响一样重要。
“网络远程教育/医疗”,“网上招聘”,“网上博客”,“网上购物”,“在线影视/音乐”都有望走入寻常百姓家。
4、运营商收益转型
运营商的收益结构将发生变化,原来以网络基础通信类型的传统业务收益为主,日后将以新型业务收益为主,新型业务收益会超越传统型业务收益。
因此运营商会调整内部管理和市场营销模式,在新型业务开发和内容服务提供上有所作为,在网络优化建设上持续投资。
5、竞争加剧,促进服务提高,成本降低
面对于日益激烈的市场竞争,各运营商有必要通过不断提高服务质量并丰富业务种类,同时降低综合成本来顺应买方市场需求。
市场的进一步细化及客户全面争取成为运营商不变研究的主题。
因此对于网络服务的差异化要求凸显出来,对于现有网络的优化将持续进行。
除了以上这几个方面之外,“FTTx在接入网中加速发展”也是其中一个大的趋势。
接入网做为最贴近用户的层面一直以来受到带宽不足、多业务无法开展、安全管理和维护困难的制约,成为网络进一步发展的瓶颈。
随着信息化的进程,接入网的改造将势在必行,以往在核心/汇聚层使用的光纤通信技术将下移在接入网中使用,FTTx将加速发展,FTTB将成为今后一段时期国内接入网建设和改造的主流;同时接入网设备将在“维护简单与功能丰富相对立”上有新的作为,从而推动“接入网全面智能化”进程,为运营商减少维护成本提供解决方案。
4、接入网问题分析
随着各个行业信息化建设的不断深入以及通信业自身的发展,运营商接入层网络面临着越来越多的挑战——业务的不断升级使得客户在接入业务种类、带宽方面有着各种各样的需要,进而需要运营商能够提供差异化的服务;与此同时客户变得更加理性和成熟,常常把可靠性、服务响应时间等要素作为衡量运营商服务质量的标准,并且对标准的要求越来越高,而与此相对应的则是运营商利用传统设备构建的接入网络在诸多方面已跟不上客户对于服务质量日益提高的要求,并且也不能够适应运营商向服务提供商角色转型的需要。
具体说来,主要存在以下几个方面的问题:
1、设备种类多,各厂家技术参差不齐
在EPON平台没有出现以前,运营商用来解决用户接入的仍然是光纤收发器加交换机等,在网设备繁多且标准化程度低,运维人员需要面对不同厂家、不同种类的设备,头绪较多,不利于整体网络的管理和维护;
2、线路故障点多
传统的收发器及交换机的过多使用,在用户接入网带来潜在故障点,同时在排障的过程中也降低了维护效率,从而导致了运营维护成本的累加;
3、现有在网设备扩展能力不足
由于客户的业务需求灵活多变,在网的设备对于多业务的扩展能力较差,设备运营商为了满足不同客户的业务需要,不得不采用多种设备和多条链路来解决实际问题,这增加了运营商的网络建设成本,同时也给客户的实际使用带来了诸多不便;
4、业务调度不灵活
传统的接入方案无法实现灵活的业务调度,特别是2M业务的调度在实际操作过程中还需要人工进行电缆接续,费时费力,这种局面带来了两个主要问题:
一是难于提高网络运维效率,降低运维成本,二是无法快速响应客户的业务开通需要,进而影响服务质量;
5、网络的可靠性不高
随着客户对于电信服务质量要求的不断提高,现有接入层设备在实际的组网过程中无法提供端到端的业务可靠性保证,也就没有办法满足一些高等级客户的需要,虽然可以采用一些大厂商的设备来满足要求,但实际成本往往过高,使得运营商在提供差异化服务时面临巨大的成本压力。
6、可管理性较差
目前接入层的很多设备,在实际的运营过程中,无法做到对网络的端到端管理,也就无法谈到对链路、业务的监控和管理,使得运营商为用户提供高效、高质量的服务成为一句空谈,特别是越来越多的高端客户要求运营商提供网络的实际运行情况报告,因而如何对接入网络进行改造,提升网络的可管理性成为近几年运营商关注的重中之重;
7、固定资产投资增加
传统接入方式下,每新上一个客户就需要增加一台设备,随着客户数量的增多,运营商正逐渐面临机房空间越来越紧张的局面,因此必须要增加投资建设或租用新的机房,怎样提高机房空间的利用效率,降低投资成本就成为运营商增强竞争力的决定因素之一。
因此运营商迫切需要一种成本相对低廉、管理性强的平台来对接入网络进行优化。
5、瑞斯康达解决思路
那么,怎么样才能提供低成本、灵活、可管理的解决方案,使接入网络优化成为可能呢?
瑞斯康达公司从进入数据领域便以“综合接入,全面网管”作为自己的追求目标,提出为客户提供从研发到售后技术支持的“全程无缝产品服务”。
至今公司通过深入把握国内市场变化,已先后推出几十款型号的二/三层以太网交换机产品,在光通信领域也有自己的解决思路,相应光产品(光纤收发器、SDH/PDH、MASP等)国内市场占有率名列第一或前茅。
正是基于瑞斯康达公司多年在IP数据领域和光通信领域的技术和市场积累,使得我们能够牢牢把握住下一代接入网FTTx加速发展的脉搏,除较早提出传统全光以太网交换机外,还提出全新EPON产品解决方案
2004年EPON标准正式制定出来,公司便立即在当年投入大量资源进行预研、研发、生产,几年来已经形成了一套充分适应网络发展趋势的“ISCOM5000系列EPON产品”,它秉承公司以太网交换机“智能、安全、差异化”所追求的一贯目标,同时从运营商角度出发提出了自己的产品发展理念。
公司EPON产品在“维护简单
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