集成EPON和BPL的马纳萨斯城域网

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位于华盛顿特区西南30英里的弗吉尼亚州马纳萨斯市，最近部署了宽带电力线（BPL）网络。此事引起了业界的广泛关注。现在，需要接入宽带互联网的用户又多了一种选择：在电源插口上接一个调制解调器，就可以接入互联网，而且这种方式提供的带宽和DSL相当。在通过末端电力线为用户提供带宽的同时，马纳萨斯市还部署了一个覆盖全城的EPON系统，以利用光纤的高带宽传送能力。BPL和EPON共同组成了一个混合的光纤宽带电力线（HFBPL）网络。
　　网络中的EPON设备归马纳萨斯市政部门所有，并由其负责运营，设备由AFL Telecommunications公司提供，这个EPON系统由光线路终端（OLT）和1×4分光器组成，分光器连接着一些多端口的ONU，这些ONU相当于1×8光纤调制解调器。而BPL设备由Main.net Communications公司提供，归第三方ISP COMTek所有，并由其负责运营。
　　AFL Telecommunications的业务拓展工程师Guy Swindell解释说：“本次网络建设所使用的EPON产品是按日本的商业模式开发的。所以ONU实际上仅仅作为一个媒体转换器来使用。它看上去很像DSL调制解调器；它只有一个光纤输入接口和一个10M/100M以太网输出接口。对于BPL来说，这种接口配置已经足够了，不需要再加入电话适配器或者配置多个以太网接口。”
　　Swindell说，EPON系统体积小，这是公用事业部门很青睐的一个优势，因为用户端设备很容易放入变压器箱内。他说：“选择EPON的理由其实很简单，这里使用的BPL技术是一种基于以太网的二层平台，而EPON也是基于以太网的二层平台，所以它们契合得非常好。使用EPON相当于使用一个以太网平台作为另一个以太网平台的回传网络。”
　　马纳萨斯在建设EPON光纤骨干网项目之前已经铺设了60英里的光纤，这些光纤主要用于连接政府部门以及监控电力和水利设施。马纳萨斯公用事业部门主管John Hewa介绍说：“我们已经招募了一些光纤系统的建设人才，也已经准备好了熔接机、车辆和所有其它必需的设备。为了支持BPL系统，我们将对现网进行扩建。”
　　对此，COMtek商业部的副总Walt Adams评论说：“马纳萨斯的官员们早就意识到要构建光纤系统，重要的是光缆的铺设，因为实际建设一个光纤系统，劳动力成本占总成本的绝大部分，而真正用于购买光纤的资金只是一小部分，这也是光通信行业的一个常识。马纳萨斯82%的市政管道都在地下，公用事业部门当初把市政管线从地上转入地下的时候，他们就决定在铺设电缆管道的同时，另外铺设多条管道为未来的城市通信线路做准备。他们认为即使近期用不上这些资源，以后总是会派上用场的。公用事业部门的这个举措为BPL网络奠定了一个绝佳的基础。”
　　马纳萨斯市电力网络覆盖范围达10.2平方英里，拥有2000多台变压器。公用事业部门就项目部署已经和COMtek公司达成协议：由COMtek建设一张包含178个接入点的网络，把光纤设施接入到BPL设备上。Adams解释说：“本来接入点密度可以稍微低一些的，但是由于马纳萨斯市正在大力发展公用事业，而且光纤资源比较丰富，所以这次的部署做得稍微超前，毕竟公用事业部门有能力完成这样的部署。”
　　Hewa说：“在BPL系统建设之前铺设的光纤都是点对点的，使用的媒体转换器和其它独立电子设备也都不属于一个集成系统。”而公用事业部门的目标是使用一种最为经济的方法来构建一张覆盖整个城市的基于以太网技术的网络。AFL公司EPON系统独立工作的特点受到了公用事业部门的关注。Hewa解释说：“因为光纤系统归公共事业部门所有，并由其负责安装和维护，所以公共事业部门希望这个系统能够不依赖于BPL系统，独立为用户提供业务。”
　　AFL公司的Swindell对此也补充说：“系统的独立性大概是马纳萨斯EPON项目中公用事业部门最为关注的一点了，尽管PON网络还有不足之处，但它确实能在现有的光纤线路上提供点到多点的传输。”
　　Adams介绍说，HFBPL网络使用三个光集中器，分别位于不同的地点。从头端设备引出来的光中继线连接到这三个集中器，每个集中器又引出四路光纤延伸到用户驻地的BPL设备。Adams称赞说：“每条光纤上都有多个分光点，这确实是EPON方案的闪光点。我们可以多次分光，而依旧保证高品质的业务。”
　　Hewa还介绍说，因为EPON系统的用户侧设备需要交流供电，而公用事业部门为了安置BPL系统设备也采购了机架，所以公用事业部门刚好把二个系统结合起来，一起装进机架内，使用同一套供电系统。这个基于以太网技术的IP网络，利用住家和商业区的BPL接入设备为用户提供以太网端口。
　　AFL公司的EPON平台是一个不错的以太网PON平台。Swindell介绍说：“从某种程度上讲，这个平台基本符合PON标准，它和其它1×32的PON网络架构相同。”不过它不完全遵循802.3ah的PON标准。Swindell说：这个平台在日本广泛用于FTTX方案。平台具有非常大的动态范围，在高负荷下丢包率仍很低，这些优势在马纳萨斯的网络中显得尤其重要，因为那个网络比较老，网络中有很多老式的光连接器，光纤管理系统也比较旧，所以在很多区域损耗会比较大。
　　Swindell说，很多其它类型的PON网络，比如BPON或者GPON，和原来的网络不够兼容，对于原来网络的一些特性会比较敏感，所以要构建BPON和GPON网络需要拆除一些老式的光纤，并对原来的光纤管理系统做一些替换。而这种小型的EPON平台在这个方面具有明显的优势，它将PON网络建设中网络改造的工作量降到了最低。
　　BPL和EPON一样，是一个带宽对称的平台，上下行的速率相同。Swindell认为，这是EPON作为回传网络的另一个独具吸引力的地方。与之相对的BPON，下行有622Mbps的带宽，上行却仅有155Mbps，所以，即使用户使用第一代低速率的BPL设备，BPON网络也会成为整个网络中上行业务的瓶颈。
　　Adams说：“另一个选择EPON的原因是，它不会成为未来业务发展的限制因素，不论是未来的光纤到户、视频业务或者别的什么业务。当然，也许到了那个时候，已不是光纤到街边而是光纤到每一个角落。而现在部署BPL则是一种经济的方式。”Adams认为，之所以选择EPON，是因为它保留了未来发展的多种可能性。而具体以后采用哪种方式，取决于未来城市的环境以及那时候COMTek公司的情况。
　　Hewa还指出：“公用事业部门已经开始考虑HFBPL网络的更多的应用。在市政方面的应用包括交通信号灯的集中控制、自动配送、自动监控以及远程抄表等。”目前公用事业部门建设的BPL网络可以接入城市中任何地点的信号灯、监视器以及水、电、气表等，轻松地实现以上应用。这正是他们所希望的，他们还要把网络扩展到商业区，把商业区的应用开展起来。
　　Swindell认为：“马纳萨斯项目更重要的意义在于：它促成了一个新的商业模式，就是ISP和公用事业部门合作。该项目不仅仅是要建立一个尽可能强健的网络，提供尽可能高的带宽，而且在成本方面也要保证运营的成功。”在Swindell看来，马纳萨斯市的混合光纤宽带电力线（HFBPL）网络“非常棒，因为这个网络不仅实现了用户的接入，而且提供业务的价格也可以让与ISP的合作有利可图。”
　　Swindell这样评价马纳萨斯的网络：“马纳萨斯网络的设计为建设光纤骨干网指出了一条经济的途径。作为城域宽带网的楷模，它将会被常常提起。你可以在马纳萨斯市建立一个高速以太网数据连接，也可以在弗吉尼亚的Bristol以同样的方式建立一个连接。但是马纳萨斯在网络建设方面只投资了40万美元，而Bristol则花费了数百万美元。这才是马纳萨斯市城域网的真正意义。”