通過GPON技術(shù)的FTT實現(xiàn)全業(yè)務(wù)接入

1、通過GPON技術(shù)的FTTx實現(xiàn)全業(yè)務(wù)接入摘要:全業(yè)務(wù)時期全業(yè)務(wù)接入對帶寬的需求給傳統(tǒng)接入技術(shù)帶來了壓力，本文立足于最先進的光接入網(wǎng)（OAN）技術(shù),重點分析了OAN技術(shù)的形成背景,PON技術(shù)的發(fā)展歷程，以及兩種主流PON技術(shù)在技術(shù)和成本方面的比較，結(jié)合各運營商近年的實際應(yīng)用，探討各方面因素對PON的應(yīng)用方式和PON技術(shù)的選擇的影響。關(guān)鍵詞：全業(yè)務(wù)光接入網(wǎng)（OAN）無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）GPONEPONFTTx隨著運營商重組的實施，中國三大基礎(chǔ)電信運營商實行全業(yè)務(wù)運營已經(jīng)展開。各運營商在轉(zhuǎn)型過程中要實現(xiàn)的主要是業(yè)務(wù)競爭力的提升、APRU值的提升和用戶忠誠度的提升。要實現(xiàn)這些目標寬帶提速是前提，未來企

2、業(yè)和家庭用戶的需求都是基于IP化高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸,這就對接入網(wǎng)技術(shù)提出了更高的要求。1光接入網(wǎng)概述接入網(wǎng)的接入方式主要包括銅線（普通電話線）接入、光纖接入、光纖同軸電纜（有線電視電纜）混合接入、無線接入和以太網(wǎng)接入等幾種方式。光纖是迄今為止業(yè)界公認的最好的傳輸媒介，隨著光纖技術(shù)的出現(xiàn)，為用戶接入網(wǎng)的改造和更新帶來了轉(zhuǎn)機，一系列接入網(wǎng)新技術(shù)應(yīng)運而生。所謂光接入網(wǎng)(OAN)就是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，泛指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。根據(jù)接入網(wǎng)室外傳輸設(shè)施中是否含有源設(shè)備分為無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)和有源光網(wǎng)絡(luò)(AON),多數(shù)國家和國際電聯(lián)標準部(ITU-T)更

3、注重推動PON的發(fā)展1。PON是無源光網(wǎng)絡(luò)的簡稱(PassiveOpticalNetwork),是一種點到多點(P2MP)結(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)；PON由光線路終端OLTQpticalLineTerminal)、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(OpticalNetworkUnit)和光分配網(wǎng)絡(luò)ODN(OpticalDistributionNetwork)組成，如圖1所示。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA方式,而且可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓撲結(jié)構(gòu),PON的本質(zhì)特征就是ODN全部由無源光器件組成，不包含任何有源電子器件。與點到點的光纖接入相比,PON技術(shù)的主要特點在于維護簡單，成本較低和較高的

4、傳輸帶寬，其高性價比的特點會使其在很長時間內(nèi)保持競爭優(yōu)勢。PON網(wǎng)絡(luò)由于其簡潔、廉價、可靠的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)被普遍認為是寬帶接入網(wǎng)的最終解決方案。2無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)PON的演進目前PON技術(shù)主要有APON、EPON和GPON等幾種(圖2)。APON(ATMPassiveOpticalNetworks,或稱BPON)是20世紀90年代中期就被ITU和全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇FSAN(Full-ServicesAccessNetwork)標準化的PON技術(shù),其最高速率為622Mbit/s,二層采用的是ATM(AsynchronousTransferMode)圭寸裝和傳送技術(shù)，因此存在帶寬不足、技術(shù)復雜、價

5、格高、承載IP業(yè)務(wù)效率低等問題。為更好適應(yīng)IP業(yè)務(wù),第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟EFMA(EthernetintheFirstMileAllianee)在2001年初提出了在二層用以太網(wǎng)取代ATM的EPON(EthernetPassiveOpticalNetworks)技術(shù)，IEEE802.3ah工作小組對其進行了標準化,EPON可以支持1.25Gbit/s對稱速率,將來速率還能升級到10Gbit/s,EPON產(chǎn)品得到了更大程度的商用。對于Gbit/s速率的EPON系統(tǒng)也常被稱為GE-PON(Giga-bitEthernetPassiveOpticalNetworks。在EFMA提出EPON概念的同時,

6、FSAN與ITU又提出了GPON(Gigabit-capablePassiveOpticalNetworks并對其進行了標準化，其技術(shù)特色是在二層采用ITU-T定義的GFP(通用成幀規(guī)程)對Ethernet、TDM、ATM等多種業(yè)務(wù)進行封裝映射，能提供1.25和2.5Gbit/s下行速率和所有標準的上行速率，并具有強大OAM(OperationAdministrationandMaintenance)功能，在高速率和支持多業(yè)務(wù)方面,GPON有明顯優(yōu)勢2。GPON和EPON的技術(shù)對比通過表1的技術(shù)對照，我們可以看到,GPON系統(tǒng)在帶寬能力、安全性和可管理性等方面都明顯優(yōu)于EPON系統(tǒng)。在安全性方

7、面，只有GPON設(shè)備能支持高級的圭寸裝標準AES（AdvaneedEncryptionStandard標準，這是目前最嚴密的加密算法，可有效防止下行方向數(shù)據(jù)被窺探的問題，網(wǎng)絡(luò)安全得到可靠保證；在可管理性方面,GPON設(shè)備能提供標準的ONT管理控制接口（OMCI）。這種OMCI信道協(xié)議可以管理高層定義的業(yè)務(wù)，包括ONU的功能集,TCONT業(yè)務(wù)種類與數(shù)量,QoS（QualityofService）參數(shù)協(xié)商等參數(shù)，可實現(xiàn)GPON網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的集中管理，并能保證網(wǎng)絡(luò)的開放性和可擴展性。因此，從技術(shù)角度看,GPON應(yīng)該是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的首要選擇。GPON和EPON的成本對比從實用性角度分析,GPON作為新技

8、術(shù)，其綜合成本目前會略高于EPON設(shè)備。但是，目前GPON的核心芯片和光器件的復雜度已經(jīng)與EPON的核心芯片和光器件的復雜度非常接近。因此在相同設(shè)備配置條件下，設(shè)備成本將取決于部署規(guī)模（即設(shè)備采購總量）。此外，根據(jù)業(yè)內(nèi)人士預測，GPON系統(tǒng)中的ONT和OLT器件成本會進一步優(yōu)化，這樣,GPON設(shè)備投入成本將不會成為大規(guī)模部署的障礙。同樣，由于基于GPON標準的網(wǎng)絡(luò)其線路的物理速率、帶寬效率和光分離比率都優(yōu)于EPON,而這些將直接影響最終用戶的綜合成本，所以,GPON將面臨無窮機遇。PON的應(yīng)用方式按照ONU在光接入網(wǎng)中所處的具體位置不同，可以將PON劃分為三種基本不同的應(yīng)用方式(圖3)。FTT

9、B是針對商業(yè)用戶的接入模型，按照容量分為單商業(yè)用戶單元SBU(Singlebusinessunit)和多用戶租賃單元MTU(BusinessMulti-tenantunit)。SBU主要提供的接口有POTS、10/100/1000BASE-T、RF(33dBmV)、DS1/T1/E1,接口數(shù)量較少；MTU主要提供的接口有POTS、10/100/1000BASE-T、RF、DS1/T1/E1,接口數(shù)量較多。FTTH方式主要是提供光纖到戶的解決方案，主要就是單家庭用戶單元SFU(Singlefamilyunit),主要提供的接口類型有POTS、10/100/1000BASE-T、RF(18dBmV

10、),接口數(shù)量較少。3運營商對PON技術(shù)的應(yīng)用3.1電信和聯(lián)通的應(yīng)用電信和聯(lián)通在PON建設(shè)初期，為了占領(lǐng)市場以及出于成本方面的考慮，均選擇了商用比較成熟的EPON技術(shù)沖國電信目前已經(jīng)部署了5千萬線的EPON,并計劃到2012年發(fā)展4千萬至5千萬戶EPON用戶，建網(wǎng)模式主要是FTTB/C(ab)。FTTB的解決方案使EPON的光網(wǎng)絡(luò)終結(jié)于樓道配線間。由ONU出線和樓宇的綜合布線系統(tǒng)配合，采用五類線或銅線入戶的方式實現(xiàn)用戶的接入，該模式可以配合家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備為客戶提供語音、寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)等多種業(yè)務(wù)的綜合接入。FTTC(ab)指光纖到路邊(交接箱),將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在路邊建筑物或交接箱，常用于解

11、決已有銅纜資源，且用戶密度不高地區(qū)的通信需求。將FTTZ(光纖到小區(qū))和FTTV(光纖到村)等與光纖到路邊(交接箱)形式基本相同的建設(shè)模式統(tǒng)一稱為FTTC(ab)。FTTC(ab)常與DSL網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合采用FTTC(ab)+DSL的方式為用戶提供寬帶接入。FTTH模式只占到10%左右(圖4)。但是自從2010年年初以來，各大運營商不約而同地顯著加大了FTTH的建設(shè)力度,使得FTTH這一接入網(wǎng)建設(shè)的終極目標，提前快速走入了眾多尋常百姓家。以北京聯(lián)通為例，北京聯(lián)通將在三年內(nèi)完成北京地區(qū)所有企業(yè)、園區(qū)和住宅的光纖入戶工程，在2012年實現(xiàn)全市20M寬帶入戶。3.2中國移動的應(yīng)用(1)中國移動的自身特點

12、。中國移動在重組前以移動業(yè)務(wù)為主體，光纜網(wǎng)絡(luò)資源基本覆蓋到基站，基本沒有可利用的資源，光纖網(wǎng)絡(luò)城域網(wǎng)都是為了基站進行建設(shè)的在管線資源方面明顯不及電信和聯(lián)通，因此沖國移動在推動FTTx建設(shè)方面,采用P2P還是P2MP(P0N)方式也就不言而喻了。以基于PON技術(shù)的FTTx建設(shè)來實現(xiàn)無線和寬帶共享相同的光纜基礎(chǔ)設(shè)施。(2)PON技術(shù)的選擇。對于選擇GPON還是EPON,不同運營商的不同選擇已成定局，而且非排他性的選擇越來越多。中國電信雖然目前主要采用EPON技術(shù),建設(shè)了全國最大的FTTx網(wǎng)絡(luò),但同時又對GPON進行了兩輪摸底測試，最終提出了“EPON為主、GPON跟隨”的策略。同樣地，中國聯(lián)通盡管

13、也以EPON為主,但也在通過GPON測試和試商用實驗，嘗試GPON的應(yīng)用和推廣。例如，在山西聯(lián)通的光速城市”建設(shè)項目中除了占據(jù)主流的EPON以外,第一批建設(shè)還部署了18萬線的GPON設(shè)備。從中國移動試點、集采來看，中國移動顯然更中意GPON,從中國移動應(yīng)用需求和場景、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈、成本等方面進行分析，選擇GPON的原因主要有以下幾點。從技術(shù)上看：更遠的傳輸距離：采用光纖傳輸，接入層的覆蓋半徑20KM;更高的帶寬：下行2.5G/上行1.25G(物理層);分光特性:局端單根光纖經(jīng)分光后引出多路到戶光纖，節(jié)省光纖資源，在中國移動機房少、光纖資源緊張的條件下，更加滿足扁平化接入網(wǎng)建設(shè)需求。從產(chǎn)業(yè)鏈看:

14、GPON的系統(tǒng)、芯片和光模塊廠家規(guī)模和實力均超過EPON,所有大的系統(tǒng)廠家都支持GPON,7家芯片廠家支持GPON,只有3家支持EPON,并且GPON芯片廠家規(guī)模和實力更強。從運營商選擇來看：大部分運營商選擇GPON,十大固網(wǎng)運營商中九家選擇GPON,電信和聯(lián)通也將同時選用GPON和EPON。從成本來看，單用戶接入成本GPON和EPON相當，一旦GPON產(chǎn)業(yè)鏈成熟起來后，則完全占據(jù)優(yōu)勢，并且單位帶寬成本GPON較低（是EPON的一半以下）。從技術(shù)演進來看：10GEPON規(guī)模商用至少需要3年時間，不會影響目前技術(shù)選擇。將來GPON也將向10GGPON和WDMPON演進。由于標準問題不同國家/地區(qū)的EPON無法互通，應(yīng)用只能存在于多個相互隔離的獨立市場，無法形成聯(lián)合產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。從全球