三网融合技术及业务应用

三网融合及业务应用

一、三网融合

1.三网融合概述

所谓“三网融合”，就是指电信网、广播电视网和计算机通信网（即数据、语音、视频）的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”

是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速带宽的多媒体基础平台。

2.三网融合的好处

1）实现融合，有利于形成完整的信息通信业的产业链，发展新的市场空间和实施信息通信产业结构的升级换代，进一步提升信息通信业在国民经济中的战略地位和作用。

2）打破了电信运营商和广电运营商在视频传输领域长期的恶性竞争状态，各大运营商将在一口锅里抢饭吃，看电视、上网、打电话资费可能打包下调。

3）信息服务将由单一业务转向文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务通过手机视频看到客户货物的大致情况，并立即决定派什么样的车去提货，发完货以后，客户也能随时自主追。

4）有利于极大减少基础设施投入，并简化网络管理，降低成本。

5）将使网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提高。

3.三网融合的关键技术

1、宽带接入技术

①利用铜线资源，用XDSL实现宽带接入

②采用FTTC+HFC实现全业务接入

③发展带宽PON

④WDM进入接入网

⑤发展LMDS，实现宽带无线接入

2、基于光缆的宽带光纤接入技术

①宽带有源光接入

②宽带无源光接入网

3、宽带IP技术

4、视频编码技术

5、软件技术等

由于全球各大运营商处在转型过程中，宽带速率必须保证，光纤接入网符合大众的选择。

二、PON的介绍

1.PON原理

1）PON组成

PON是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；

PON由光线路终端OLT、光网络单元ONU和光分配网络ODN组成；

ODN：由光纤、光分路器（Splitter）和其他无源器件组成

非常低的生命周期费用，无室外有源设备维护费用

能够很容易承载语音（V oice），视频（Video）和数据（Data）

相对P2P方式的光纤接入，成本低一半左右

2) PON的基本技术

（1）下行信号：OLT连续广播发送，ONU选择性接收（根据LLID）

（2）上行信号：TDMA突发发送，采用测距技术保证上行数据不发生冲突

测距和突发控制

●OLT根据DBA算法向ONU发布授权时间窗口

●测量OLT下行发送到上行接收的数据信号环路时延，并据此对ONU授权时间窗口

进行延时补偿，从而保证上行数据不会发生冲突

●测距方式：定时自动、初始测距、自动相位补偿

突发发送和接收

ONU：上行为TDMA方式，OLT指定时隙，有数据时发送，无数据时断开

OLT：多个ONU数据源，ONU距离、功率不同，突发接收，AGC

3) PON的优势

（1）相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。PON结构在传输途中不需要电源，容易铺设，节约成本。

（2）无源光网络是纯介质网络，避免了电磁干扰和雷电影响，既适合在自然条件恶劣的地区使用。

（3）提供非常高的带宽。EPON目前可提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，GPON则高达2.5Gb/s的带宽。

（4）服务范围大。PON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省的CO资源，服务大量用户。

2.EPON原理

1)EPON组成

EPON在现有IEEE802.3协议基础上，通过较小的修改实现在用户接入网络中传输以太网帧，是一种采用点到多点网络结构、无源光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDM 时

分MAC媒体访问控制方式提供多种中综和业务的宽带接入技术。

EPON系统由OLT、ONU、ODU组成。

OLT：作为EPON的核心，其功能有

（1）向ONU以广播方式发送以太网数据

（2）发起并发控制测距过程，并记录测距信息

（3）发起并控制ONU功率控制

（4）为ONU分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小

（5）其他相关的以太网功能

ODU：有无源光分路器和光纤构成

ONU/ONT：为用户提供EPON接入的功能

（1）选择接收OLT发送的广播数据

（2）响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整

（3）对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送（4）其他相关的以太网功能

2) EPON协议栈

EPON以MAC控制子层的MPCP机制为基础，MPCP通过消息、状态机和定时器来控制访问P2MP的拓扑结构。MPCP是一种管理P2MP 的协议。

多MAC控制简介

（1）实现目标

•支持P2PE这种特例

•OLT支持多个LLID和MAC客户端

•ONU支持单个LLID

•支持单拷贝广播机制

•允许动态带宽分配的灵活架构

•使用32位时间戳

•使用基于MAC控制的结构

•对发现的设备进行测距以改进网络性能

•用持续测距的方式实现对RTT补偿

（2）在IEEE802.3中的层次

•代替了MAC控制子层的位置，位于DLL的底层，支持多个客户和其他的MAC控制功能

•通过特定的协议实现实时控制多个MAC的机制，并实现对MAC子层的操作

•MPCP是一种管理P2MP 的协议。

•多个MAC共用一个物理层。每一个独立的MAC给OLT和ONU提供P2PE,附加的一个MAC提供SCB功能

•ONU的RS层完成了帧过滤，所以只要一个MAC

•EPON终端在注册过程中分配的LLID唯一标识了MAC

3）MPCP协议介绍

发现处理

发现处理为新添加的的或离线的ONU提供PON接入。

发现处理的过程：

1.OLT广播一个发现GA TE消息，该消息包括开始时间和发现时间窗的长度

2.未注册ONU等待一个随机时间后发送REGISTER_REQ消息，ONU采用竞

争算法和测量来避免碰撞。REGISTER_REQ中包括ONU的MAC地址和最

大等待时间。

3.OLT接收到一个可用的REGISTER_REQ消息后，注册该ONU，分配一个

LLID并绑定正确的MAC地址到LLID上。

4.OLT发送Register消息(包括ONU的LLID和OLT的同步时间)到ONU。OLT

现在可以发送标准的GATE消息允许ONU发送REGISTER_ACK消息。

5.发现处理完成，OLT和已注册的ONU开始正常的通讯

EPON原理——自动发现和测距

•自动发现是少量的，尽量不占用有效带宽

•何时启动：可以静态设置Discovery操作频率，可以按照DBA算法指定

•多个ONU避免注册冲突

–ONU采用随机算法，保证ONU尽量在不同的时刻响应，提高成功率。

–随机延迟法：ONU自行延时一段时间

–随机跳过窗口：ONU自行决定是否响应