GPON光纖接入網絡的發(fā)展趨勢

光進銅退已經成為接入網發(fā)展的必然趨勢，GPON技術在接入物理速率、帶寬效率和光分離比率、全業(yè)務承載能力以及安全性方面都具有明顯優(yōu)勢，從而成為光接入時代的優(yōu)選技術，本文將結合當前業(yè)界發(fā)展情況與大家共同探討GPON光纖接入網絡的發(fā)展趨勢。

“大容量、少局所”成為 光接入時代的建設潮流

接入網對固網運營商來說是最重要的資產，一般占運營商設備投資的60～70%，運營成本上，接入網也占了絕大多數(shù)的費用。目前的固網運營商主要以銅線接入為主，由于DSL技術接入距離的限制，每個接入點的接入用戶數(shù)是很有限的，這就導致一個城市里固定接入網站點數(shù)非常多，導致維護和支撐費用的大幅上升。

而光纖接入比傳統(tǒng)的雙絞線的傳輸距離要長很多，比如基于PON的光纖接入網絡傳輸距離可以達到20km，通過提高光發(fā)射功率或者延伸技術，距離可以達到60km，所以傳統(tǒng)交換機時代的“大容量、少居所”的建網思路在光接入網的時代又回來了，但光接入TCO點覆蓋的范圍更廣，容量更大，需要的站點數(shù)更少，甚至可以減少站點數(shù)量的80％。所以，針對目前接入傳送網存在的多局點的問題，精減節(jié)點成為運營商未來優(yōu)化網絡、節(jié)省網絡投資和維護費用的重要舉措。

進一步建設“扁平化的融合 光接入網絡”

傳統(tǒng)的網絡架構、住宅用戶和中小企業(yè)以及基站的接入都是垂直的網絡，每個網絡都是獨立的，稱之為煙囪式的網絡。

圖1  基于GPON技術的全新光接入網絡架構

而全新的基于GPON技術的光接入網絡，其大容量、長距離、全業(yè)務支持能力使我們現(xiàn)在可以從全網角度考慮，優(yōu)化和改進原先的建設模式，使原來煙囪式的網絡變?yōu)楸馄降囊惑w化網絡，一個網絡可以滿足住宅、企業(yè)和移動基站的全業(yè)務接入，使3個網絡變成1個網絡，同時接入層和匯聚層網絡融合使網絡扁平化，網絡從3層變成了2層，減少了設備種類和數(shù)量，提高網絡可靠性，并極大地減少了機房建設，從而革命性地降低網絡的TCO（如圖1所示）。

大容量、少局所對超高帶寬、超大分光比提出要求

前面闡述了光接入網絡是一個大容量、少局所、融合的全業(yè)務接入網絡，這就要求OLT設備具有基本特質就是要容量非常大，覆蓋更多的用戶。以人口比較密集的城市為例，每平方公里大概是1000用戶。即使1個OLT只覆蓋到5km，那么也需要支持2.5萬用戶，因此在人口密度比較高的城市，OLT必須每單板支持8路PON口甚至16路PON口（通常為16個槽位），這樣每路GPON下行有2.3G的有效帶寬。

再來看看在FTTH場景下的網絡建設為什么需要超大分光比。在FTTH網絡建設中，ODN網絡占總網絡投資的50～70％。在人口密集的城市，規(guī)劃一個OLT機房需要覆蓋幾萬甚至10萬FTTH用戶，需要從機房向小區(qū)鋪設大量的光纖，此時PON分光比將直接影響ODN網絡的投資規(guī)模。OLT支持1:64的分光比將比1:32的分光比所需要的ODN網絡投資低近30％。在OLT容量不斷提升的前提下，從降低網絡建設成本考慮，下一代PON技術必然要提供1:128甚至1:256的更大分支能力。

區(qū)分服務實現(xiàn)全業(yè)務接入

當前寬帶接入主要靠接入費，寬帶應用的收入還非常少。隨著寬帶用戶逐漸飽和及競爭的驅動，帶寬對客戶的吸引力越來越小。將接入網絡做成業(yè)務感知，對住宅用戶支持區(qū)分業(yè)務等級的分級收費服務，用帶寬吸引客戶，用高QoS留住客戶，對于企業(yè)用戶和移動基站接入，網絡設備支持H-QoS以及嚴格網絡級和設備級的安全特性，為企業(yè)用戶提供帶寬保證和網絡安全保證。這些都是FTTx網絡發(fā)展的必然趨勢。

寬帶接入的發(fā)展趨勢包括新的接入技術，還需要新的網關設備配合，這個很重要。因為只有家庭網關才能把多種不同的互不相干的技術，融合和控制在一個設備上，實現(xiàn)網絡和設備的融合。

網絡建設需綜合考慮 未來技術演進

接入網絡還需要考慮從現(xiàn)實的GPON到未來的10GGPON的演進。當前關于GPON的后續(xù)發(fā)展由FSAN研究，分為NG-PON1和NG-PON2兩個階段（如圖2所示）。

圖2  NG-PON2系統(tǒng)

NG-PON1在兼容現(xiàn)有ODN的基礎上，通過擴展GPON標準過渡到NG-PON，并有下行10Gbit/s、上行2.5Gbit/s不對稱的XG-PON1和上下行對稱10Gbit/s的XG-PON2兩個主要備選架構；NG-PON2則不受現(xiàn)有的GPON標準和光分配網絡限制，是全新光網絡的長期的演進方案，WDM-PON就屬于NG-PON2范疇。

就當前業(yè)界進展來看，2.5Gbit/s上行成為一個經濟可行的方案，目前業(yè)界領先廠商已有原型機發(fā)布；上行對稱10Gbit/s架構由于技術和成本的限制（如10Gbit/s突發(fā)模式接收機），規(guī)模商用還需要較長時間的發(fā)展；WDM-PON方案必須實現(xiàn)終端無色化（即終端在任一個MUX/DEMUX端口上都能正常工作，無需配置，自動適應波長的變化），這樣才能滿足低倉儲、低運維、即插即用的低成本運營要求，而這一點短期內還看不到改善的可能性。

綜合來看，GPON技術具備了高帶寬、遠距離、高分支比和全業(yè)務接入的綜合優(yōu)勢，能夠充分發(fā)揮光纖接入網絡的優(yōu)勢，是當前光纖接入網絡的優(yōu)選技術。短期來看，下行10Gbit/s上行2.5Gbit/s的10GGPON有可能是最先實現(xiàn)的NG-PON技術，而10Gbit/s對稱帶寬的NG-PON技術和WDM-PON還有更多的問題需要克服。

在光接入網絡大容量、少局所的發(fā)展趨勢下，網絡層次將進一步簡化，網絡成本優(yōu)化，接入網有可能發(fā)展成為新一代的業(yè)務控制點。采用10G平臺將是一個基本需求，而更高處理能力、更高分支比的平臺則更能體現(xiàn)綜合成本優(yōu)勢，也將是光接入技術發(fā)展的趨勢。