工业PON中确定性网络传输技术研究(特邀)

无源光网络(PON)凭借其大带宽、低成本和抗电磁干扰等优势,被认为是下一代工业互联网的重要组网技术之一。然而,以“带宽提升”为主要技术发展思路的常规PON,其传输控制机制难以满足以“时间敏感”为特征的高品质工业业务传输需求,对常规PON的网络传输能力提出了重要挑战,迫使其融入新的特性,即确定性。文章以时分复用(TDM)-PON为主要研究对象,首先阐述了工业互联网的业务特征及传输需求,分析了工业互联场景下常规TDM-PON面临的两大技术挑战:一是传统带宽分配方案引起的时延不确定性;二是队列调度机制僵化引起的时延不确定性。围绕上述挑战,文章介绍了提升TDM-PON确定性网络传输能力的关键技术,如协作传输接口、单帧多突发和确定性带宽分配(DetBA)等。其次,文章介绍了一种基于网络演算的时延边界建模思路作为确定性工业PON系统设计与性能评估的理论模型。最后,文章从业务层、媒质接入控制(MAC)层、物理层及控制管理平面等多个角度探讨了确定性工业PON的潜在技术及发展方向。

50G-PON技术发展与应用场景

随着技术的普及和发展,光接入网正向着更高带宽、全业务承载和更强智能化等多个维度持续发展和演进。自2020年起,国内三大电信运营商相继推出“三千兆”业务,即千兆5G、千兆宽带和千兆Wi-Fi,为用户提供全场景、沉浸式千兆体验。文章结合当前EPON/GPON/10GPON网络现状和未来高清视频、工业互联网、行业数字化等新型业务场景对网络接入需求,介绍50G-PON光网的研究前景、发展需求和关键技术。

GPON和XG-PON在广电接入网中的应用

当前,中国广电正在努力提升自己在媒体领域和通信市场的竞争力。为支撑业务发展,广电接入网将逐步从多方案统一到光纤到户(Fibre To The Home,FTTH)无源光网络(Passive Optical Network,PON)的路线上。同时,在数据流量持续增长的趋势下,广电接入网的部署既要满足现在的客户需求,更要前瞻布局未来。吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical Network,GPON)和非对称10G GPON(10-Gigabit Passive Optical Network,XG-PON)技术基于带宽、覆盖范围、服务质量以及技术升级等优势,在广电接入网的发展中具备应用潜力。基于此,介绍、分析GPON和XG-PON技术,借鉴其他三个运营商的接入网部署经验,为广电接入网的发展提供一定参考。

工业PON时间确定网络及智能控制融合系统

当前,生产智能化已成趋势,因而生产要素的全连接成为必由路径。为实现生产要素连接,需打破“信息孤岛”实现不同厂商互联互通,并在工业现场实现智能决策和控制。为此,中国电信提出时间确定网络及智能控制融合系统架构,以工业无源光网络时间确定网络开放融合自动化控制系统与人工智能系统,实现了网络、数据、控制、业务和人工智能5个方面的闭环管理。

矿用PON及其演进技术研究

随着智能矿山的建设和发展,井下各类子系统的信息传输需求不断增加,基于工业以太网的矿井通信网络面临拓扑复杂、多网共存、可靠性不足等问题,导致建设和维护成本居高不下。PON是运营商网络中主流的光纤接入技术,具有极简架构、灵活部署等优势,其应用正在从家庭宽带向工业领域扩展,将在矿井通信网络建设中发挥重要作用。通过梳理PON的底层架构,包括系统组成、设备功能以及传输原理,并从分光比、传输距离等维度对当前的10G PON进行规格分析,构建矿井应用部署的理论基础。针对当前网络的痛点问题,设计了以10G PON为基础的矿井F5G网络应用方案:构建一主一从的井下双链路传输系统,并进行实时状态监测,实现故障链路倒换和网络功能自愈;利用VLAN划分及QoS管理机制,对井下不同业务进行逻辑隔离和统一承载,避免矿井网络的重复建设;引入双向加密传输机制,并加强对ONU的有效管理,保障井下数据传输的安全性和可靠性;搭建统一网管平台,实现业务的灵活部署、资源的统一管理、故障的集中监控以及告警的实时上报。结合智能矿山建设需求,提出了矿井PON技术的演进方向:平滑升级50G PON,利用已有的ODN基础设施进行部署,并通过选取差异化的载波波长实现与10G PON或其他PON系统的共存;构建确定性网络,通过网络资源预留、节点时间同步等操作,将端到端时延控制在微秒级,将时延抖动控制在纳秒级,将可靠性控制在99.999 9%以上;承载井下移动业务,构建统一的“井下-井上”业务传输通道,同时实现井下的高精度定位;实现通感一体、网算融合,提升网络能力、精简网络架构、补强网络功能,为高阶的矿山智能化建设提供全光底座。

PON and WiMAX Convergence Network Planning Based on Mixed Integer Programming Model

This article analyzes the characteristics of PON and WiMAX convergence network planning.Based on user coverage ratio,WiMAX channel allocation,cell radius,carrier-to-noise ratio threshold,and bandwidth constraint,we propose a mixed integer programming model solved by a Branch-Band and Heuristic Search method.Finally,the simulation result is given and analyzed.The planning method based on a mixed integer programming model can save 20 percentage of the overall planning cost,compared with the greedy algorithm.The relationship between the convergence network planning cost and frequency usage is also analyzed.The optimized planning result with the lowest cost can be acquired through the best frequency usage.

基于OTN和PON融合技术研究及创新应用

介绍一种基于OTN和PON相结合的P2MP的网络技术研究及应用,通过OTN和PON两种技术相结合布局到政企网络中,将PON广泛覆盖和OTN的高品质管道的两大优势相融合,构建一种全新的P2MP最优承载方案网络架构,并且配合管控系统,满足客户对大带宽、低时延、可网管、可调速的高品质传输新需求,实现专线品质和成本的平衡,使得中小企业享受到普惠版的OTN专线,为千行百业的多样化业务场景提供差异化的高品质接入,来满足企业多样化的诉求。

基于PON接入系统的网络质差分析方法的研究

针对现阶段网络中数据流量的数据量大、业务种类多的特点,从提升用户上网体验的目的出发,基于PON(无源光网络)接入系统,通过对网络数据报文进行深度分析,快速将数据流量根据不同的业务种类进行分类并根据分类的数据流量计算出这些流量中出现的丢包、时延、抖动等网络参数,从而定位PON接入系统中出现网络故障的点,并进一步分析出网络中影响用户上网体验的因素。通过对网络中的数据流量进行深度分析,可以有效地提升用户的上网体验与用户满意度。

PON在维护管理中面临的问题与应对策略

随着PON网络规模的扩大和应用场景的增多,PON的维护管理面临着日益严峻的挑战。文中旨在分析PON维护管理中存在的问题,并提出了相应的应对策略,以促进PON网络的健康发展和持续优化。目前,存在的主要问题包括光分布网络监测与故障检测、网络资源管理与优化、安全与隐私保护、升级与迁移策略。针对这些问题,文中提出了监测工具与设备使用、故障自愈与自适应、智能带宽分配算法、负载均衡策略优化、加密通信与身份验证技术、安全漏洞监测与修复、平滑升级与设备更新、网络拓扑规划与变更管理等应对策略。

50G PON承载特性和应用浅析

随着行业数字化转型驱动网络升级、宽带普及率的提高和宽带提速的深入,千兆光网络从消费领域向垂直行业领域延伸,满足千行百业数字化转型对光接入网络的新需求成为现阶段的重点。作为下一代的光接入网系统,50 G PON技术成为当今通信行业中千兆光网演进的热点。文章结合运营商及行业数字化转型发展特征,浅析50 G PON的承载特性和应用,并在此基础上分析50G P ON现网试点情况。

基于工业PON的中小企业数字化转型研究

为提升中小企业的数字化水平,解决转型面临的技术约束,中国电信探索了一种基于工业PON的数字化转型方案,即一张网络承载企业的各种生产设备,并结合边缘计算和分布式的AI分析,打造了企业的数字化底座。通过案例分析,该方案可以有效解决企业面临的各种数字化问题,推动中小企业的数字化转型。

PON 技术在接入网中的设计与应用

科学技术带动了宽带网络的发展,宽带网络不仅改变了信息传播的方式,也改变了人们的生活习惯和方式。无源光网络(Passive Optical Network,PON)技术已成为接入网的主流技术,应用PON技术优势,可以进行业务创新、提升运营效率、引领至简体验、实现多方共赢,目前已被广泛应用于小区、楼宇、商务写字楼、校园、企业以及酒店等多种场景,PON技术的大规模使用使接入业务类型的多样化、宽带的速度以及容量都发生了巨大变化。重点阐述PON技术在接入网中的设计与应用,并对PON技术在接入网的发展进行了展望。

超高速PON系统关键技术与发展

各类应用与数字化技术的发展与创新逐渐推动PON网络向更高速率发展和演进。50G-PON作为10G PON技术的下一代演进技术,已经基本完成标准制定工作,目前正处于技术与产业突破过程中。50G-PON可通过波分方式,实现与运营商现有PON网络的共存和平滑升级。针对GPON区域和EPON区域,运营商可分别采用基于G/XGS/50G-PON三模光模块、10GE/50G-PON两模光模块的方式,相应实现多代际PON技术在同一个ODN的共存。针对未来超50G PON技术,研究集中在如何实现单波超50G大带宽传输能力,并聚焦于相干和强度调制直接检测方案。

PON的光路故障与改进分析

当前通信技术飞速发展,业务类型越来越多,PON技术的出现既满足了人们对于电信业务的高带宽需求,更有效降低了电信运营商建网与运维成本,PON技术现已成为电信运营商实际经营过程中接入网最常用的技术。文章对PON常见的光路故障问题进行研究与分析,并给出相应的解决措施。

基于PON系统的中小企业组网技术研究

针对中小企业组网的需求,文章深入研究了无源光网络概念、设备、技术原理。经过和传统基于交换技术的组网现状对比分析,根据组网技术差异,重点提出了一种基于无源光纤网络(Passive Optical Network,PON)技术的中小企业全光组网技术框架,改变了传统以太网组网的设计思路,有效集数据传输、办公、语音、视频监控及生产数据采集等多业务网络融合于一体,有助于扩展中小企业组网设计,为未来中小企业组网转型打下良好基础。

基于PON的医学院校全光网络建设研究

随着智慧校园建设工作的推进,高校对信息化水平的要求不断提高,特别是医学院校的课程具有科学性、严谨性、复杂性与实践性等特征,亟须应用虚拟仿真、3D影像及人工智能等新兴信息技术来优化教学方式并提升教学效果。但传统以太网络架构存在网络性能受限、运维资源不足和安全风险较高等弊端,难以满足智慧校园的网络需求,因此全光网络的升级工作成为校园信息化建设的重要内容。文章分析了医学院校的学情特点、传统以太网的架构及其弊端,树比了全光网络技术的特点与优势,对医学院校全光网络的升级建设展开了思考并提出了相应的意见。

接入网系统中PON技术的运用分析

随着我国城市化建设的不断完善与发展,光纤网络承载业务需求量快速增加,如何充分满足用户对光纤网络的连接需求,并切实保证接入方式的稳定性、安全性以及可靠性是推进光纤网络高质量发展的关键。无源光网络(Passive Optical Network,PON)作为被广泛应用与推广的新兴接入技术,在接入网系统中的应用能够有效提高接入质量。鉴于此,分析并研究接入网系统中PON技术的运用,以期为相关从业人员提供参考与借鉴。