光纤到户及家庭无线控制网络方案设计(图文)

17年01月18日     来源:网络

[导读]本设计采用基于以太网的无源光网络来构建光纤到户。其用户光网络单元与家庭无线控制网络连接,并采用数字家庭智能网关作为主控制器。

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计0

  引言

  电信网、广播电视网和网通互联网三网融合[1],多网融合关键技术在智能小区中的应用[2],使得光纤代替昂贵且繁杂的铜缆传输的趋势和技术、经济优势逐渐明显起来。经过多方咨询、调查研究,某高档苑区决定选用基于以太网的无源光网络EPON[3]来构建FTTH的方案设计。重点为住宅内部的智能化系统:

  家庭信息通信系统,家庭安全防范系统,家庭电器机电设备自动控制系统,以及仪表计量集中收费管理系统的方案设计。

  1苑区中心机房设备配置

  中心机房设备配置如图1所示:

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计1

  1.1光线路终端设备(OLT)

  由于光线路终端设备(OLT)作为信息源的三个局端三网融合尚需相当时间方能实现,故把支持三网合一、光纤到户的综合业务链接的局端设备OLT移入本中心机房,作为外网光纤线路接入的终端设备,并用光纤连接本机房中心交换机的SFP光纤口;同时也作为FTTH综合业务信号传输的起始点。OLT设备选用武汉烽火通信科技股份有限公司的AN5116-02型,由多模块槽板组成。这也是EPON网络的通用做法[3]。

  1.2中心交换机

  选用华为3COM公司的QuidwayS3952P-E1型智能弹性以太网交换机[4]。它有4个千兆的SFP口用于上连OLT;其用户口可以为48个10/100Mbps的E口,也可以订制分为24个电口或24个光纤口,满足多种形式的组网需求。它非常适合作为灵活组网关注扩展性、可靠性、安全性和易管理性的办公用网、业务用网和小区局域网的汇聚层、接入层交换机。本交换机具有32Gbps的背板交换容量,支持所有端口线速转发。系统能提供4个GE口,有效的解决了在单台交换机上多条千兆链路上行,同时接入千兆服务器的需求;极大地节省了用户对设备的投资。

  S3952P-E1交换机具有PoE(Power over Ethernet)远程供电特性。可通过双绞线向下挂的PD设备:如IP电话、WiFi WLAN AP(无线局域网接入点)、Secuity-WiFiAP(安全鉴证控制WiFi热点接入)等,提供DC48V直流电源远程供电,提供完美的数据和语音融合解决方案;并具有丰富的QoS功能,支持WRED拥塞避免算法。

  1.3服务器配置

  如上所述,S3952P-E1交换机有多条千兆链路可同时接入多台千兆服务器。本机房配置有:WEB服务器、E-MAIL服务器、阵列备份热切换DATA服务器、S-MANAGER网管服务器;若有可能也可选配DHCPAAA动态IP地址分配服务器以及SCTP流媒体传输服务器,用于LED屏幕及PC信息发布。

  1.4各种收费管理、办公设备配置

  在中心交换机下联有:四表计费PC、物业管理收费PC、多台办公PC、可视对讲中心管理机、安防切换矩阵及DLP大屏等及其外围设备。此部分参考文献[2],不再赘述。

  1.5光合波器单元OMU

  选用烟台广信网络电子有限公司的GX-PON-1310/1490/1550nm三波长波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)型。它是一种三端口的无源光网络单元,可将来自OLT的各类不同波长的多个光信号合并到一起,在一根光纤中进行双向传输。其一个端口连接CATV信号源,第二个端口连接OLT,第三个端口下接光分配网络单元。

  1.6光分配网络单元ODN(无源光分路器)

  选用配置华为公司的智能型iODN系统[5]。它可以支持光纤连接关系信息的自动识别和数据收集,保证后台数据库中连接关系定位和数据录入的绝对正确性。还可以通过在PDA上运行可视化软件以及配线设备上的智能端口指示,实现光纤及端口自动化查找定位。iODN于2010年8月为英国电信、阿联酋电信、新加坡电信、卡塔尔电信等运营商所采用。

  2城域外网光纤接入

  由图1可见,用3条6芯单模光纤;分别从电信局、网通局、本地电视台的CATV引入本中心机房的OLT光线路终端设备,不再赘述。

  3苑区内FTTH(暂作为EPON的代称)光纤网络

  如图2、图3所示。去向各别墅、各组团的高层(多层)住宅的光纤,均由其主干光纤,通过干线管沟敷设,其光纤弯曲半径R>38mm,计量其他弱电线路也同沟不同管敷设。可参考文献[2]。

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计2

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计3

  3.1FTTH的实现

  采用无源光网络EPON、点到多点的光分配网ODN及其最大光分路比为1:32路用户端光纤接入技术。它不易受雷击损坏及电磁辐射干扰。系统具有动态带宽分配模式:网络管理系统可连续监测所有家庭光网络终端ONU的状态,当一个缓冲区/队列开始填充时,就实时分配宽带,使用户端理论上可获得高达1Gbps位速率。EPON具有业务透明、支持多种业务应用的能力,是目前业界公认的最佳、最经济的方案。

  3.2FTTH的传输方式与拓扑结构

  EPON具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力,其中IP数据采用IEEE802.3以太网格式。下行采用分复用TDM广播方式,上行采用时分多址TDMA[6]方式。由网管系统动态地解决碰撞、队列缓冲,足以保证传输质量(QoS),理论上,上、下行均可获得Gbps的位速率;并可使其灵活组成树形、星形及总线型等拓扑结构。

  3.3FTTH可实现的业务

  用户理论上可享用1000Mbps的三合一INTERNET接入,优质的CATV传送、IP电话、IPTV以及额外的TDM专线业务:音视频会议终端[6]。即在同一根光纤上可实现语音(TP)、数据(TD)、视频图像(TV)、A/V终端以至于远程专业培训和远程医疗等业务。这些业务最后依靠下述的用户终端来实现。

  3.4FTTH的用户终端光网络单元ONU

  如图4、图5所示。

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计4

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计5

  设备选型为AN5006-05Ⅱ型远端机[3],用来链接用户,处理用户的各种业务数据,控制通信传输方式。

  1)AN5006-05Ⅱ型用户光网络单元ONU的各种接口

  用户光网络单元ONU的各种接口在图4、图5中已标出。它具有明显的外延扩展性:PC口接多口HUB扩展、TV口可接多端分配器扩展。它具有高可靠性、能提供质量QoS保证、易于管理、可灵活扩容组网的特点;其工作模式可为全双工或半双工。各项性能指标均能满足ITU-T、IEEE相关国际标准和技术规范。

  2)AN5006-05Ⅱ型设备的配置

  用一台PC机作为服务器,以串口接入ONU的CONSOLE(RJ45)口,进入超级终端软件对串口进行配置,对语音进行软交换配置和V5接口上联语音的配置,对语音进行处理变成IP包在FTTH光网中进行传输,本机IP配置、MGC(媒体网关控制器服务器IP配置)等等。应由厂家专业技术工程师进行配置、整定、调试。

  3)与家庭信息系统、家庭娱乐音影系统、家庭无线控制网络、家庭安全防范系统的连接见下节。

  4别墅FTTH、WHCN家庭无线控制网络设计方案

  别墅FTTH、WHCN家庭无线控制网络设计方案如图6所示。

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计6

光纤到户及家庭无线控制网络方案设计7

  为了节省篇幅,采用主要设备配置表方式,对系统所选用主要设备列出设备名称、型号规格、数量、功能描述、备注等栏目,这样更接近于设计文件格式。其中属于用户自备的设备未列入。

  各种无线控制开关、插座、控制器均采用86盒及面板,内置WiFi无线遥控芯片,其穿透能力强,作用距离远,可与苑区内无线WiFi局域网连接,因此未采用ZigBee芯片。它们的外部形态仍带有按键开关、插孔等。其电源接线为单火线控制出线。空调器采用WiFi/IR(红外线)转发器,与一般红外控制相同。

  上述各开关、插座、控制器均需分配控制地址号,厂家配有专用的对号器模块;这种配置和调试整定,由产品厂家专业人员进行。

  参考已做过的工程,WHCN系统的价格约为100元/m2。

  作者:王今范 / 刘 乐 / 李铁根 / 王 辉

  参考文献

  [1]三网融合[DB/OL].http://www.org.cn.

  [2]王今范等.多网融合关键技术在智能小区中的应用[J],智能建筑电气技术,2010.4(3)-4(6).

  [3]武汉烽火通信科技股份有限公司.AN5116-02用户手册[Z].

  [4]华为3Com公司.以太网交换机产品速查手册[Z].

  [5]华为发布全球首款智能ODN系统[J],军民两用技术与产品,2010.11:18.

  [6]中国电信.EPON设备技术要求V2.1(TDM相关)讨论稿[Z].2010-3-16.

  [7]深圳市波创科技发展有限公司.2009-2010年数字智能家居产品样本[Z].

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