Wi-Fi在EPON中的應用

　　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的應用范圍，而且可以彌補各自技術上的不足，充分發(fā)揮光纖接入技術的高帶寬與無線技術的靈活性，使得家庭和辦公用戶在享受高效、優(yōu)質、低成本的寬帶接入服務外，還能隨時隨地輕松實現(xiàn)移動辦公和娛樂。但是Wi—Fi的缺點和成本等原因決定了它無法取代有線接入網(wǎng)而獨立存在，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。

　　1 系統(tǒng)總體結構

　　系統(tǒng)的總體結構如圖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，同時為終端用戶提供有線和無線兩種方式的服務。這里將本系統(tǒng)命名為融合型ONU。

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　　1.1 EPON各部分功能

　　一個典型的EPON系統(tǒng)主要由OLT(光線路終端)、ODN(光分配網(wǎng))、ONU(光網(wǎng)絡單元)三部分組成，采用樹形拓撲結構。上行使用1310nm，下行使用1 490 nm的波長傳送數(shù)據(jù)和語音，CATV業(yè)務則使用1 550 nm波長傳送。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OLT和多個ONU連接起來，一般分光比為1：16、1：32、1：64。ONU是EPON系統(tǒng)的用戶端接入設備，其主要的功能有：

　　①選擇接收OLT發(fā)送的廣播數(shù)據(jù);

　?、陧憫狾LT發(fā)出的測距及功率控制命令，并作相應的調整;

　?、蹖τ脩舻?a target="_blank">以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行緩存，并在OLT分配的發(fā)送窗口中向上行方向發(fā)送;

　?、芨鶕?jù)OLT發(fā)出的OAM幀，執(zhí)行相應的OAM功能;

　　⑤其他相關的以太網(wǎng)功能。

　　1.2 融合型ONU的應用場景

　　融合型ONU被設計應用在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種應用方式。這里簡要介紹融合型ONU在FTTH和FTTB中的應用方式。

　　對于FTTH住宅用戶，將融合型ONU設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將光信號終結，將光接口轉換為多種電接口，為電接口終端(電話機、綜合接入設備(IAD)、計算機和IPTV機頂盒)提供有線接入，同時搭配Wi—Fi無線接入，將使得寬帶與移動結合，則可以達到未來寬帶數(shù)字家庭的愿景。

　　對FTTB住宅用戶，將融合型ONU設備放置于樓道，一般4個用戶共用一個融合型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備(IAD)所提供的RJ11接口和RJ45接口分別連接電話機、計算機和IPTV機頂盒等終端設備，同樣也搭配Wi—Fi無線接入，將使得寬帶與移動結合。

　　2 Wi-Fi技術特點

　　Wi—Fi技術具有如下優(yōu)點：

　?、俑采w范圍廣。Wi—Fi的半徑可達100 m，很適合在家庭、辦公室及單位樓層內部使用;而Bluetooth技術只能覆蓋15 m范圍內。

　?、趲挻?。802.1lg和802.11n的設備，前者的理論帶寬是54Mbps，后者的理論帶寬是300 Mbps，都遠高于傳輸CD級信號需要的1.411 2 Mbps。

　?、鬯俣瓤欤煽啃愿?。在信號較弱或有干擾的情況下，帶寬可調整為11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps等，帶寬的自動調整，有效地保障了網(wǎng)絡的可靠性。

　?、軣o需布線。Wi—Fi可以在覆蓋范圍的任何地方使用帶有Wi—Fi功能的設備進行寬帶業(yè)務。

　　⑤綠色健康。IEEE 802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100 mW，實際發(fā)射功率約60～70 mW，手機的發(fā)射功率約200 mW～1 W，手持式對講機高達5 W，而且無線網(wǎng)絡使用方式并非像手機直接接觸人體，是絕對安全的。

　　但同樣Wi—Fi相對于有線接入也存在缺點：

　?、傧到y(tǒng)開銷和頻率干擾等使傳輸速率大大減小。

　?、谕l段無線電波的相互影響和障礙物使得穩(wěn)定性不如有線接入方式。

　?、郯踩院蛿?shù)據(jù)的保密性都不如有線接入方式。

　　3 融合型ONU的硬件結構設計

　　融合型ONU的硬件結構圖如圖2所示。

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　　主控芯片S3C2440是三星公司近年來開發(fā)的一款基于ARM920T內核的16/32位RISC嵌入式微處理器，其高性能、低功耗、小體積、接口豐富的特點能滿足嵌入式系統(tǒng)的要求。其核心RISC處理器實現(xiàn)了MMU、AMBABUS、Haryard高速緩沖。CPU內部集成了數(shù)據(jù)分開的16 KB Cache、SDRAM控制器、LCD控制器、4通道DMA、3通道UART、I2C總線、I2S總線、SD接口、觸摸屏接口、8通道10位A/D控制器等，非常方便系統(tǒng)開發(fā)，因此十分廣泛地應用于PDA、便攜媒體播放器、衛(wèi)星導航儀以及嵌入式控制器等設備。

　　光收發(fā)模塊作為上下行網(wǎng)絡側接口，其作用是進行光電/電光轉換并實現(xiàn)融合型ONU上行數(shù)據(jù)的發(fā)送和下行數(shù)據(jù)的接收。SerDes作用是進行串并/并串轉換。交換處理模塊負責處理數(shù)據(jù)包的交換轉發(fā)。Wi—Fi控制芯片用來控制RF射頻模塊。Flash用來存放Bootloader引導程序和應用程序。SDRAM作為內存。UART作為調試接口對融合型ONU進行調試。電源電路提供融合型ONU系統(tǒng)內部所需要的電源。FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)獨立完成信息加密的大量運算，相比軟件可以提高速度、節(jié)省時間。