Wi-Fi&EPON中各模塊的功能及工作原理

        提出一種將Wi-Fi技術(shù)與EPON技術(shù)融合的接入網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方案，使得EPON系統(tǒng)在原有的有線接入的基礎(chǔ)上增加了無線接入的服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)要描述了EPON和Wi-Fi各自的技術(shù)特點(diǎn)，并著重描述了本方案中各模塊的功能和工作流程。 
        
        隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的以銅纜為傳輸媒質(zhì)、基于不對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)技術(shù)為基礎(chǔ)的接入模式已不能適應(yīng)高清視頻等高速率高帶寬業(yè)務(wù)的需求。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)是一種點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光接入網(wǎng)技術(shù)，能在同一EPON網(wǎng)絡(luò)體系中實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)、語音、視頻等多業(yè)務(wù)的接入，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的透明傳輸。

        Wi-Fi(Wireless Fidelity)技術(shù)是基于IEEE 802．11協(xié)議的。無線接入和高速傳輸是Wi-Fi的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。其中IEEE 802．11b最高速度為11 Mbps，IEEE 802．11a與IEEE 802．11g的最高速度為54 Mbps。因此Wi-Fi技術(shù)可以在其覆蓋范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)游戲等無線接入服務(wù)，并且可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化辦公。

        將Wi-Fi無線接入與EPON系統(tǒng)有線接入融合起來，這極大豐富了EPON的應(yīng)用范圍，而且可以彌補(bǔ)各自技術(shù)上的不足，充分發(fā)揮光纖接入技術(shù)的高帶寬與無線技術(shù)的靈活性，使得家庭和辦公用戶在享受高效、優(yōu)質(zhì)、低成本的寬帶接入服務(wù)外，還能隨時(shí)隨地輕松實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公和娛樂。但是Wi-Fi的缺點(diǎn)和成本等原因決定了它無法取代有線接入網(wǎng)而獨(dú)立存在，因此將Wi-Fi無線與EPON有線融合，將是未來接入網(wǎng)的合理趨勢(shì)。

        1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 

        系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。它與傳統(tǒng)的EPON系統(tǒng)的主要區(qū)別在于本系統(tǒng)在普通ONU中融合了Wi-Fi無線組網(wǎng)方式，同時(shí)為終端用戶提供有線和無線兩種方式的服務(wù)。這里將本系統(tǒng)命名為融合型ONU。 

        1．1 EPON各部分功能 

        一個(gè)典型的EPON系統(tǒng)主要由OLT(光線路終端)、ODN(光分配網(wǎng))、ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)三部分組成，采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。上行使用1310nm，下行使用1 490 nm的波長(zhǎng)傳送數(shù)據(jù)和語音，CATV業(yè)務(wù)則使用1 550 nm波長(zhǎng)傳送。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的連接，起到匯聚數(shù)據(jù)(TDM)和下發(fā)數(shù)據(jù)(廣播)的作用；ODN是無源分光器，它將一個(gè)OLT和多個(gè)ONU連接起來，一般分光比為1：16、1：32、1：64。ONU是EPON系統(tǒng)的用戶端接入設(shè)備，其主要的功能有：

        ①選擇接收OLT發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)；

        ②響應(yīng)OLT發(fā)出的測(cè)距及功率控制命令，并作相應(yīng)的調(diào)整；

        ③對(duì)用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并在OLT分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送；

        ④根據(jù)OLT發(fā)出的OAM幀，執(zhí)行相應(yīng)的OAM功能；

        ⑤其他相關(guān)的以太網(wǎng)功能。

        1．2 融合型ONU的應(yīng)用場(chǎng)景

        融合型ONU被設(shè)計(jì)應(yīng)用在FTTX中，F(xiàn)TTX根據(jù)光纖到用戶的距離來分類，如圖1所示，可分成光纖到交換箱(FTTCab)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)和光纖到戶(FTTH)4種應(yīng)用方式。這里簡(jiǎn)要介紹融合型ONU在FTTH和FTTB中的應(yīng)用方式。 

        對(duì)于FTTH住宅用戶，將融合型ONU設(shè)備放置于用戶家中或商業(yè)用戶辦公室，在光纖入戶后由融合型ONU將光信號(hào)終結(jié)，將光接口轉(zhuǎn)換為多種電接口，為電接口終端(電話機(jī)、綜合接入設(shè)備(IAD)、計(jì)算機(jī)和IPTV機(jī)頂盒)提供有線接入，同時(shí)搭配Wi-Fi無線接入，將使得寬帶與移動(dòng)結(jié)合，則可以達(dá)到未來寬帶數(shù)字家庭的愿景。

        對(duì)FTTB住宅用戶，將融合型ONU設(shè)備放置于樓道，一般4個(gè)用戶共用一個(gè)融合型ONU，利用用戶新建或原有的5類線和Wi-Fi無線入戶，利用用戶家中配置的綜合接入設(shè)備(IAD)所提供的RJ11接口和RJ45接口分別連接電話機(jī)、計(jì)算機(jī)和IPTV機(jī)頂盒等終端設(shè)備，同樣也搭配Wi—Fi無線接入，將使得寬帶與移動(dòng)結(jié)合。

        2 Wi-Fi技術(shù)特點(diǎn)

        Wi-Fi技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

        ①覆蓋范圍廣。Wi-Fi的半徑可達(dá)100 m，很適合在家庭、辦公室及單位樓層內(nèi)部使用；而Bluetooth技術(shù)只能覆蓋15 m范圍內(nèi)。

        ②帶寬大。802．1lg和802．11n的設(shè)備，前者的理論帶寬是54Mbps，后者的理論帶寬是300 Mbps，都遠(yuǎn)高于傳輸CD級(jí)信號(hào)需要的1．411 2 Mbps。