TS-PON 多业务汇聚传输系统

1. 产品概述

TSPON（TimeSlotted Passive Optical Network，时分同步无源光网络）多业务汇聚传输系统，是一款基于增强型GPON时分复用架构、面向工业场景深度定制的确定性全光接入传输解决方案。系统在标准PON无源光网络基础上，融合高精度时隙调度、全网时钟同步、硬隔离带宽切片与工业协议适配技术，突破了传统以太网及普通PON网络时延抖动大、业务冲突、实时性不足的短板，具备高可靠、低时延、抗干扰、易部署、多业务融合承载的技术优势，可完全适配工业现场、智能安防、物联网采集等严苛传输场景。

整套系统采用标准化两级架构，由局端汇聚设备（ROOT）与前端用户终端设备（NODE）构成，依托无源光分配网络（ODN）实现点对多点、树形/链型混合组网的全光传输拓扑。相较于传统交换机级联、串口总线、点对点光端机等组网方式，TSPON依托无源分光架构大幅减少有源设备层级与机房部署压力，布线简洁、扩容灵活、运维成本低，同时天然具备光纤传输抗电磁干扰、防雷击、长距离传输的特性，适配户外、工业厂区、轨道交通、野外监控等复杂电磁环境。

2. 系统组成

2.1系统方案描述

汇聚端设备：安装在机房或控制中心，提供上联接口和PON下行接口。每台汇聚设备最大可接8台PON（ROOT）单板。每个单板可接16台NODE设备。系统整体可接128台站段NODE设备。

终端设备（TS-PON NODE）：单ROOT下最多16台，部署于现场，工作距离在20KM。每个NODE可接入3路以太网业务。

可通过并可作为中继设备继续串接系统。最大串接可达120KM。

无源分光器：1:2 或 1:6级联，或者串联，最大串接16个节点。实际工程需根据现场进行测算，再设计布线需求配置。

2.2、系统特征

3. 设备技术规格

3.1 汇聚端设备（ROOT簇）

3.2 终端设备（NODE）

4. 技术特性

4.1 TS-PON技术特点

TS-PON（Time-Sensitive PON，时敏无源光网络）是一种融合了时间敏感网络（TSN）与无源光网络（PON）优势的新型通信技术。其核心在于通过高精度时间同步机制，为每个NODE分配固定的上行时隙，实现时分同步多址接入，从根本上避免数据冲突，确保传输的确定性和低时延。该技术主要具备以下特性：

Ø 超低时延保障：支持为摄像头视频流配置固定带宽通道，端到端时延≤2ms。

Ø 长距离覆盖：最大支持20km光纤传输距离，适用于园区、道路、厂区等分散监控场景，无需中继即可实现广域部署。

Ø 灵活带宽分配：提供固定带宽（CIR）、保证带宽（CIR+PIR）及尽力而为带宽三种模式，能够高效承载视频流与各种信号流的混合流量，保障关键业务带宽。

Ø 高带宽与平滑演进：当前最高支持10Gbps传输速率，未来可平滑升级至更高带宽，适应业务增长需求。

Ø 强抗干扰能力：光纤介质天然抗电磁干扰，确保信号传输稳定可靠。

Ø 良好扩展性：采用点到多点架构，支持NODE灵活增减，易于网络扩容和维护。

TS-PON通过时间切片技术实现高精度时间同步，为时延敏感型应用（如工业控制、智能监控等）提供了高带宽、低时延、高可靠的接入解决方案。

4.2 多业务接入能力

系统依托 QoS 机制实现各类业务流量优先级调度，可差异化保障不同业务传输质量，具体支持业务类型如下：

视频业务，节点设备通过以太网接口接入标准化网络摄像机，实现视频码流透明传输并上行汇聚至中心设备上联端口，同时支持 VLAN 业务隔离与业务优先级标识，有效保障视频业务传输稳定性。

串行数据业务，节点端集成串口协议转换功能，可将传统串口数据封装为 IP 数据包，依托 PON 传输网络统一汇聚至中心设备；中心端可通过 TCP、UDP 协议将数据转发至后端数据中心。系统支持多路串口数据并发传输，各路串口通道可独立配置波特率、数据位等通信参数，实际应用中需配套外置适配设备使用。

工业控制业务，针对电力等工控行业实时性传输需求，TS-PON 系统可专属划分高优先级传输通道，大幅压缩数据转发时延，满足行业控制指令低延迟、高可靠的传输使用需求。

4.3 可靠性与维护

光链路诊断功能，依托中心 ROOT 管理节点搭建全域监测体系，可全天候实时在线监测全网所有远端 NODE 业务节点运行状态，精准采集各节点上下行实时收发光功率值、光纤链路实际传输距离、链路实时误码率等核心光路运行参数。系统自动对采集数据进行智能分析比对，一旦出现光功率异常波动、链路损耗超标、误码突增、光路中断等各类光纤线路故障，可第一时间完成故障点位判定与故障类型识别，无需运维人员逐段现场排查，大幅缩短光路故障排查时长，快速完成光纤链路故障定位与应急处置，有效提升整体光传输网络运维效率与故障处置响应速度。

NODE 节点远程管理功能，整套网络系统具备完善的远端节点集中运维管控能力，管理人员可通过中心管理平台对全网所有 NODE 接入节点实现远程统一管控。极大减少现场运维人力投入，简化节点日常运维流程，降低站点现场作业成本，同时实现全网设备运维标准化、统一化管理，大幅提升网络整体运维便捷性与管理效率。

1+1 链路热备份功能，设备标配独立 A、B 双业务传输端口，原生支持 1+1 主备链路冗余备份机制，可分别接入两条相互独立的物理传输链路作为主用链路与备用链路。系统可触发毫秒级自动链路切换，无缝切换至另一路备用端口链路持续承载业务数据传输，整个切换过程无业务中断、无数据丢包，全方位保障语音通信、以太网数据、物联网业务等核心业务持续稳定运行，彻底规避单链路故障引发的全网业务停运风险。

智能环网保护功能，中心 ROOT 核心设备全面兼容专业环网保护机制，支持双 PON 端口冗余组网模式以及上联链路聚合组网部署方式，快速完成环网链路自愈重构，保障环网内所有节点通信正常连通。该环网保护功能依托专属系统软件授权启用部署，部署灵活、适配性强，能够从组网架构层面全方位提升整套光通信系统整体运行稳定性、抗毁性与应急通信可靠性，充分满足应急通信、专网传输等高可靠等级组网使用需求。

5. 物理与环境

5.1 汇聚设备（ROOT簇）

安装方式：19英寸标准机架安装

散热方式：下进风，后出风道，内置温控风扇

防护等级：IP20

安装要求：设备下方需要流出至少1U的空间。

5.2 终端设备（NODE）

安装方式：壁挂、DIN导轨或桌面放置

外壳：金属材质，IP30防护等级

连接器：PON接口SC/PC，以太网口RJ45，串行接口采用可插拔端子

6. 典型应用拓扑

6.1典型应用拓扑

6.2 MESH网络扩充

本系统，可在任意node节点，通过接入MESH网络，实现接入范围的扩充。

7、技术优势

超低时延传输:系统采用自研 TS-PON 传输架构，可实现微秒级超低数据转发时延，充分满足电力工控、远程控制等对实时性要求严苛的业务场景，保障指令交互高效可靠。

设备体积精简，部署便捷灵活：前端节点设备结构紧凑、尺寸小巧，可直接挂载于通信铁塔、户外杆塔等狭小空间，无需占用大量安装场地，适配野外、场站等多种现场布设场景，施工与运维难度低。

低功耗节能环保：整体设备硬件架构精简优化，整机运行功耗低，长期户外全天候运行能耗成本低，适配野外无集中供电、太阳能供电等轻量化供电部署场景。

环境适应性强：设备具备优良的温湿度耐受、防尘防潮及抗干扰能力，可稳定适应高低温、雷雨、沙尘等各类野外严酷户外环境，全天候不间断稳定运行，大幅提升现场设备运行稳定性与使用寿命。