基于PON技術(shù)的光接入網(wǎng)應用模式探討

1. PON技術(shù)概述

　　進入21世紀以來，全球?qū)拵Ы尤刖W(wǎng)進入了大發(fā)展階段。我國寬帶接入網(wǎng)在近兩年發(fā)展也十分迅速，當前主要應用的寬帶接入技術(shù)有xDSL、LAN、MSTP以及傳統(tǒng)專線接入等。以ADSL為代表的寬帶接入技術(shù)雖然初步解決了數(shù)據(jù)接入的問題，但靠出租帶寬的寬帶運營戰(zhàn)略，隨著用戶上網(wǎng)流量的增加（如P2P等應用）， 運營商的寬帶接入與業(yè)務發(fā)展進入了“平臺期”。甚至出現(xiàn)每比特收益&寬帶ARPU迅速下降，陷于收入增長低于成本增長的怪圈。對于運營商而言，只有進行寬帶接入網(wǎng)改造，以及細分客戶群進行多業(yè)務轉(zhuǎn)型，才能驅(qū)動寬帶收益的提升，“Triple Play”等多業(yè)務將成為運營商創(chuàng)造寬帶新收入的關(guān)鍵。

　　寬帶接入網(wǎng)改造以及多業(yè)務轉(zhuǎn)型，要求接入設(shè)備具有基于統(tǒng)一網(wǎng)絡承載多業(yè)務的能力，并滿足不斷增長的帶寬需求。DSL技術(shù)由于帶寬和接入距離限制，已逐漸無法滿足需求。PON（無源光網(wǎng)絡）寬帶技術(shù)具有高帶寬、廣覆蓋、單纖接入、接口豐富以及綜合業(yè)務接入能力。PON系統(tǒng)的引入，不但可以大大提升商業(yè)用戶接入速度以及綜合業(yè)務能力，并且能夠提供足夠的業(yè)務質(zhì)量保證。對于家庭用戶而言，除了速度的提升，一根光纖可以提供包括語音、視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務的需求。同時由于光纖本身的高度穩(wěn)定性，有效降低運行維護成本，從而幫助運營商實現(xiàn)接入網(wǎng)建設(shè)的“一勞永逸” 。

　　目前，業(yè)界最主要的兩個PON標準，一個是由IEEE802.3ah工作組制定的Ethernet PON (EPON)標準，另一個是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON (GPON) 標準，其共同的特點如下：

　　·高接入帶寬

　　GPON下行速率高達2.5Gbit/s，上行1.25Gbit/s的速率，EPON采用上下行各1.25Gbit/s的速率，可以滿足現(xiàn)在和未來各種寬帶業(yè)務的需要；

　　·節(jié)省光纖資源

　　點到多點（P2MP）的樹狀廣播形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，從局端的一芯光纖，最后可以分支到32/64個終端ONU設(shè)備，極大節(jié)省了饋線段的光纖資源，特別是對于地域廣闊的地區(qū)，或者原有光纖資源有限的運營商，采用PON技術(shù)組網(wǎng)可以大大提高光纖資源的使用效率；

　　·設(shè)備運維、管理成本低

　　PON光纖接入技術(shù)，只有局端（OLT）和用戶側(cè)設(shè)備（ONU）為有源設(shè)備，其中間的光分布網(wǎng)絡采用穩(wěn)定性高、體積小巧、成本低的無源分光器，無需提供電源、空調(diào)等機房設(shè)備，也不占用機房空間，只需安裝在光交接箱或光配線架的適當位置即可，易于維護；

2. PON應用模式探討

　　目前PON的應用模式主要有下列幾種：

　　·“PON+DSL”的方案

　　“PON+DSL”的方案，將DSLAM盡量靠近用戶，克服 xDSL 接入距離和帶寬的限制，并采用PON設(shè)備將下移的DSLAM匯聚。該方案保護已有銅線投資，實現(xiàn)從銅線到FTTH過渡，是當前PON應用和發(fā)展的主要定位。

　　·移動網(wǎng)絡基站互聯(lián)

　　移動基站互聯(lián)，需要PON設(shè)備支持TDM E1業(yè)務。支持“源模式”TDM傳輸?shù)腉PON技術(shù)，其傳輸質(zhì)量可以與SDH/MSTP相媲美，可以直接利用GPON ONU設(shè)備的E1端口連接機站。此外還可以通過GPON ONU的GE/FE端口為鄰近駐地客戶提供以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接入業(yè)務，通過同軸有線電視口為提供模擬有線電視節(jié)目。

　　采用GPON設(shè)備互聯(lián)移動機站，與傳統(tǒng)的SDH/MSTP傳輸技術(shù)相比，性價比更具優(yōu)勢，擴容靈活。對于新的擴容站點，只需要從就近的無源分光器的預留分支口引出一芯光纖到新的ONU裝機點，就可以實現(xiàn)擴容。局端設(shè)備無需硬件擴容，增加新的ONU也不會影響已有ONU的業(yè)務。采用GPON技術(shù)即使對今后3G的部署也有很強的適應能力，同時為未來的基于純IP網(wǎng)絡的4G乃至5G移動/固定接入網(wǎng)絡做好必要的網(wǎng)絡資源準備。

　　·“FTTB/C＋LAN&PBX”光纖到大樓

　　采用PON技術(shù)實現(xiàn)光纖到大樓、到路邊的“FTTB/C＋LAN&PBX”方案。當前的“FTTB＋LAN”的模式基本上是基于點到點有源以太網(wǎng)光纖，這種模式光纖需求量大，光纖利用率低，組網(wǎng)不靈活，中間有過多的有源設(shè)備。如果采用PON網(wǎng)絡進行FTTB/C的部署，即PON到商業(yè)樓或路邊，為大客戶提供高帶寬數(shù)據(jù)接入的同時，提供E1專線和PBX的接入（GPON技術(shù)更加適合需要E1接入的場合）。

　　此外，GPON還非常適合進行FTTH光纖到戶的綜合業(yè)務接入（低成本，豐富的家庭業(yè)務接口，如GE/FE，POTS，CATV），以及園區(qū)網(wǎng)的接入，如：工業(yè)園，開發(fā)區(qū)，大學城等，尤其對于新規(guī)劃園區(qū)來講，完全可以按照GPON的結(jié)構(gòu)特點進行光纖部署，從而做到一步到位！

3. GPON和EPON技術(shù)比較

　　相對EPON技術(shù)，GPON更注重對多業(yè)務的支持能力（TDM、IP、CATV），上聯(lián)業(yè)務接口及下聯(lián)用戶接口更為豐富（10GE、GE、FE、STM-1、E1，POTS…），可提供FTTH，F(xiàn)TTB/FTTO/FTTC+LAN (DSLAM)的多種接入方式，同時GPON的“源模式TDM”支持能力，能夠支持傳統(tǒng)TDM E1業(yè)務，可提供移動基站互聯(lián)，PBX接入以及大客戶E1專線接入，同時能夠提供時鐘同步以及電信級QoS保證，使得電信運營商在采用新的寬帶接入技術(shù)的同時不放棄原有的利潤來源。而EPON的TDM支持采用電路仿真實現(xiàn)，其QoS以及時鐘同步方面不如GPON，對傳統(tǒng)業(yè)務支持起來有困難，可靠性也不是很好。

　　相對于EPON，GPON的標準更加完善。管理層的互通的定義，使得OLT廠商的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，能夠?qū)Ξ悘S商的ONU進行正常的認證、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等完善的OAM功能。

　　另外，除傳統(tǒng)的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務外，GPON標準中還定義了第3波長，在OLT上接入數(shù)字電視、IPTV的電視信號，在不影響電信業(yè)務的情況下，可以傳送到末端的ONU設(shè)備，并提供RF電接口接入到用戶有線電視分配網(wǎng)，從而提供三網(wǎng)合一的業(yè)務。

　　當前，EPON技術(shù)比較成熟，芯片設(shè)計難度比較低，產(chǎn)業(yè)鏈比GPON比較成熟。EPON可以用以太網(wǎng)協(xié)議支持所有的IP網(wǎng)絡，和現(xiàn)在的設(shè)備有很好的兼容性，在數(shù)據(jù)業(yè)務里EPON有獨特的優(yōu)點。GPON相對EPON出現(xiàn)比較晚，它的芯片成本相對來講還是比較高的。但隨著GPON設(shè)備量產(chǎn)后，成本會下降到與EPON相當?shù)乃�平，甚至當用戶需求帶寬超�?0M后，GPON成本優(yōu)勢突出。

　　從應用場景看，EPON比較適合部署中小規(guī)模FTTx， 如個人的用戶，GPON適合于部署大規(guī)模FTTx，如對技術(shù)要求高的企業(yè)用戶。從長的觀點看，我國的發(fā)展趨勢可能從寬帶點到點以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和EPON開始，最終過渡到GPON階段。

4. 西門子PON產(chǎn)品應用案例

　　西門子的GPON解決方案是業(yè)界最早具備商用成熟性的光接入方案。

　　西門子SURPASS hiX5700 GPON產(chǎn)品和方案，2006年春季被科威特通信部選中，并簽訂了世界第一個GPON合同，約150,000 線，在科威特全面部署GPON網(wǎng)絡。2006秋季，西門子被丹麥電力及電信服務提供商EnergiMidt公司選中利用千兆無源光網(wǎng)絡（GPON） 技術(shù)為該公司升級電信接入網(wǎng)。利用該網(wǎng)絡，EnergiMidt公司將以2.5Gbps的速度向企業(yè)和個人用戶提供高質(zhì)量的“多網(wǎng)合一”業(yè)務，包括話音、電視廣播、視頻點播和高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務，該網(wǎng)絡將在2006年11月底前建成。

　　西門子hiX5400 EPON 產(chǎn)品和方案，在韓國和日本得到廣泛應用，已簽訂約460萬美元的EPON合同（至2006年8月）。在2005/2006年，多次順利完成電信總部及下屬分公司/網(wǎng)通總部及下屬分公司組織的測試。

　　在2006年10月，西門子等眾多業(yè)界主流的GPON系統(tǒng)提供商，參加了FSAN組織的GPON設(shè)備互聯(lián)互通測試，西門子的產(chǎn)品與各廠家的GPON產(chǎn)品互通良好，標志著GPON設(shè)備已經(jīng)成熟，具備大規(guī)模模部署的條件。

　　西門子寬帶數(shù)據(jù)產(chǎn)品廣泛應用在全球電信網(wǎng)絡，擁有豐富的網(wǎng)絡設(shè)計經(jīng)驗和靈活的解決方案。其GPON/EPON寬帶產(chǎn)品，在為客戶提供多用戶接入和部署新的增值業(yè)務的同時，有效降低運營商的采購和維護成本，將為構(gòu)建可盈利的接入網(wǎng)奠定堅實基礎(chǔ)。