光纤到户及家庭无线控制网络方案设计（图文）

很多朋友多次提到光纤入户的方案，这里涉及到多方面的网络技术知识，那么今天就通过案例来了解。

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。

电信网、广播电视网和网通互联网三网融合，多网融合关键技术在智能小区中的应用，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）来构建光纤入户（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。

备注：EPON（以太网无源光网络），家中的电话线已经逐渐被光纤所取代。而EPON是一种实现光纤到户的重要技术。是基于以太网的PON技术。它采用点到多点结构、无源光纤传输，具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点。FTTH是光纤直接到家庭的外语缩写，中文缩写为光纤到户。

一、苑区中心机房设备配置

中心机房设备配置如图1所示：

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设备由多模块槽板组成，这也是EPON网络的通用做法。

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。

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。

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。

5、光合波器单元OMU

选用的是GX-PON-1310/1490/1550nm三波长波分复用WDM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。

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。

二、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。

三、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。

1、FTTH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。

2、FTTH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、FTTH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。

4、FTTH的用户终端光网络单元ONU

如图4、图5所示。

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。

四、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。

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。