Wi-Fi在EPON中的应用
将wi—fi无线接入与epon系统有线接入融合起来，这极大丰富了epon的应用范围，而且可以弥补各自技术上的不足，充分发挥光纤接入技术的高带宽与无线技术的灵活性，使得家庭和办公用户在享受高效、优质、低成本的宽带接入服务外，还能随时随地轻松实现移动办公和娱乐。但是wi—fi的缺点和成本等原因决定了它无法取代有线接入网而独立存在，因此将wi—fi无线与epon有线融合，将是未来接入网的合理趋势。
1 系统总体结构
系统的总体结构如图1所示。它与传统的epon系统的主要区别在于本系统在普通onu中融合了wi—fi无线组网方式，同时为终端用户提供有线和无线两种方式的服务。这里将本系统命名为融合型onu。
1.1 epon各部分功能
一个典型的epon系统主要由olt(光线路终端)、odn(光分配网)、onu(光网络单元)三部分组成，采用树形拓扑结构。上行使用1310nm，下行使用1 490 nm的波长传送数据和语音，catv业务则使用1 550 nm波长传送。olt放置在中心局端，分配和控制信道的连接，起到汇聚数据(tdm)和下发数据(广播)的作用;odn是无源分光器，它将一个olt和多个onu连接起来，一般分光比为1：16、1：32、1：64。onu是epon系统的用户端接入设备，其主要的功能有：
①选择接收olt发送的广播数据;
②响应olt发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整;
③对用户的以太网数据进行缓存，并在olt分配的发送窗口中向上行方向发送;
④根据olt发出的oam帧，执行相应的oam功能;
⑤其他相关的以太网功能。
1.2 融合型onu的应用场景
融合型onu被设计应用在fttx中，fttx根据光纤到用户的距离来分类，如图1所示，可分成光纤到交换箱(fttcab)、光纤到路边(fttc)、光纤到大楼(fttb)和光纤到户(ftth)4种应用方式。这里简要介绍融合型onu在ftth和fttb中的应用方式。
对于ftth住宅用户，将融合型onu设备放置于用户家中或商业用户办公室，在光纤入户后由融合型onu将光信号终结，将光接口转换为多种电接口，为电接口终端(电话机、综合接入设备(iad)、计算机和iptv机顶盒)提供有线接入，同时搭配wi—fi无线接入，将使得宽带与移动结合，则可以达到未来宽带数字家庭的愿景。
对fttb住宅用户，将融合型onu设备放置于楼道，一般4个用户共用一个融合型onu，利用用户新建或原有的5类线和wi—fi无线入户，利用用户家中配置的综合接入设备(iad)所提供的rj11接口和rj45接口分别连接电话机、计算机和iptv机顶盒等终端设备，同样也搭配wi—fi无线接入，将使得宽带与移动结合。
2 wi-fi技术特点
wi—fi技术具有如下优点：
①覆盖范围广。wi—fi的半径可达100 m，很适合在家庭、办公室及单位楼层内部使用;而bluetooth技术只能覆盖15 m范围内。
②带宽大。802.1lg和802.11n的设备，前者的理论带宽是54mbps，后者的理论带宽是300 mbps，都远高于传输cd级信号需要的1.411 2 mbps。
③速度快，可靠性高。在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为11 mbps、5.5 mbps、2 mbps等，带宽的自动调整，有效地保障了网络的可靠性。
④无需布线。wi—fi可以在覆盖范围的任何地方使用带有wi—fi功能的设备进行宽带业务。
⑤绿色健康。ieee 802.11规定的发射功率不可超过100 mw，实际发射功率约60～70 mw，手机的发射功率约200 mw～1 w，手持式对讲机高达5 w，而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，是绝对安全的。
但同样wi—fi相对于有线接入也存在缺点：
①系统开销和频率干扰等使传输速率大大减小。
②同频段无线电波的相互影响和障碍物使得稳定性不如有线接入方式。
③安全性和数据的保密性都不如有线接入方式。
3 融合型onu的硬件结构设计
融合型onu的硬件结构图如图2所示。
主控芯片s3c2440是三星公司近年来开发的一款基于arm920t内核的16/32位risc嵌入式微处理器，其高性能、低功耗、小体积、接口丰富的特点能满足嵌入式系统的要求。其核心risc处理器实现了mmu、ambabus、haryard高速缓冲。cpu内部集成了数据分开的16 kb cache、sdram控制器、lcd控制器、4通道dma、3通道uart、i2c总线、i2s总线、sd接口、触摸屏接口、8通道10位a/d控制器等，非常方便系统开发，因此十分广泛地应用于pda、便携媒体播放器、卫星导航仪以及嵌入式控制器等设备。
光收发模块作为上下行网络侧接口，其作用是进行光电/电光转换并实现融合型onu上行数据的发送和下行数据的接收。serdes作用是进行串并/并串转换。交换处理模块负责处理数据包的交换转发。wi—fi控制芯片用来控制rf射频模块。flash用来存放bootloader引导程序和应用程序。sdram作为内存。uart作为调试接口对融合型onu进行调试。电源电路提供融合型onu系统内部所需要的电源。fpga(现场可编程门阵列)独立完成信息加密的大量运算，相比软件可以提高速度、节省时间。
4 融合型onu的工作流程
4.1 光收发模块的工作流程
光收发模块的核心部分采用的是delta公司的一款epon onu收发器——opep-33-a4k1rh，该收发器主要包括1 310 nm的激光器、ingaas pin二极管、前置放大器等，可以接收1 490 nm的连续数据和传送1 310 nm的突发数据，它所需的工作电压是+3.3 v。
光收发模块的功能连接图如图3所示。其中3.sd是光收发模块的第3个引脚，它的功能可以描述为有光输入时为逻辑高，否则为逻辑低;4.rd(n)是第4个引脚，反向接收数据的输出;5.rd(p)是第5个引脚，正向接收数据的输出;8.biascnt(n)是第8个引脚，控制onu突发模式操作的负脉冲;9.td(p)是第9个引脚，正向发送数据的输入;10.td(n)是第10个引脚，反向发送数据的输入。
4.2 以太网模块的工作流程
本系统配有4个10/100m base-tx以太网业务接口，支持10 mbps和100 mbps自适应的网络连接速度;以太网模块的工作电压为5 v。以太网业务接口可以根据需要扩展成8个、16个或者24个，充分满足不同业务量的需要。
以太网模块的功能连接图如图4所示，进出以太网接口的信号都需要经过网络滤波器，网络滤波器实质上是一个选频电路，它的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制。与网络滤波器相连的是交换处理模块中的port's mac(m-edia access controllers)，用来解决在共用信道中产生竞争时分配信道的使用权问题。
4.3 voip模块的工作流程
本系统配有两个pots电话机接口，可以连接两部电话机。普通电话拨打和接收网络话音，必须通过pots接口才能进行，pots接口是能够连接普通电话与isdn的接口设备，它能使两部电话同时上网并与其他电话通信。
voip模块的功能连接图如图5所示。dual smd ptc叫做双重热敏电阻，可对过热和过流双重作用导致的电路故障进行保护;tip and ring(正极线和负极线)表示组成电话配线电路的两条电线，tip是正极线的别称，ring是负极电线的别称。
4.4 wi—fi模块的工作流程
wi—fi模块的功能连接图如图6所示。本系统的天线是外置天线，这样能尽量稳定信号。天线与rf射频模块相连，rf射频模块大致可分为放大模块、变频模块、调制解调模块等有源部件，然后通过a/d、d/a转换与wi—fi控制芯片相连。wi—fi控制芯片控制整个无线模块的运行。
结语
onu是epon技术的关键组成部分，融合型的onu所具有的高宽带和无线灵活性是完全能满足今后市场所需的。随着epon技术的改进和建设成本的降低，融合型onu将具有广阔的市场前景，因此wi—fi技术在光网络单元中的应用研究是非常有实际意义的。
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1 系统总体结构
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1.1 epon各部分功能
一个典型的epon系统主要由olt(光线路终端)、odn(光分配网)、onu(光网络单元)三部分组成，采用树形拓扑结构。上行使用1310nm，下行使用1 490 nm的波长传送数据和语音，catv业务则使用1 550 nm波长传送。olt放置在中心局端，分配和控制信道的连接，起到汇聚数据(tdm)和下发数据(广播)的作用;odn是无源分光器，它将一个olt和多个onu连接起来，一般分光比为1：16、1：32、1：64。onu是epon系统的用户端接入设备，其主要的功能有：
①选择接收olt发送的广播数据;
②响应olt发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整;
③对用户的以太网数据进行缓存，并在olt分配的发送窗口中向上行方向发送;
④根据olt发出的oam帧，执行相应的oam功能;
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结语
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