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标题: GPON打造家庭光世代 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 07:36
标题: GPON打造家庭光世代
前言：很显然地，现在最普及的ADSL上网方式，所提供的频宽依旧无法满足家庭用户对宽带的渴求，DSL或Cable(DOCSIS)已显得力有未逮，光纤才是主流选择，而且必然会发展到直接把光纤连到用户家中，即FTTH(fiber to the home)…

         使用光纤好处很多，除高速传输特性外，光纤使用寿命(80~100年)远高于铜线(20~30年)，光纤成本以及维护成本，又远低于铜线。因此，全球大部分的骨干多已改采光纤铺设，局端到最后一哩(last mile)也逐步更新中。根据Heavy Reading研究，预估全球采用FTTH连结的家庭数，将从2006年的1,100万提升到2011年的7,600万，其中以日本成长最快，其Gigabit级FTTH网络的布建脚步，已赶上DSL宽带网络建设；中国、美国、韩国和台湾…等地也在快速布建中。

          PON为光纤到府主流技术

         布建光纤网络有多种作法，其中被动光纤网络(Passive Optical Network；PON)能在终端节点省去主动光学组件，具最佳成本效益，因而成为电信业者布建FTTB(光纤到大楼)/FTTH时的首选技术。PON标准最初基于ATM，目前市场上有3种主要的PON技术，分别是BPON(Broadband PON)、EPON(Ethernet PON)和GPON(Gigabit-capable PON)，其中由ITU/FSAN制定，BPON是最早被采用的被动光纤网络技术，此技术的市场发展已趋缓，因为GPON正是取代BPON的延伸技术；由IEEE 802.3ah所制定的EPON为与GPON竞争市场主流地位，目前也已提升到Gibagit等级技术，即GEPON。

         根据Infonetics Research日前公布的报告指出，PON系统全球市场2007年成长56%，达1,740百万美元。其中EPON的主要市场在亚洲(如日本、韩国、中国、台湾…等)，GPON则在北美、拉丁美洲和欧洲。不过，由于GPON拥有许多优于EPON的特性，Infonetics表示，2008年GPON将成为被动光纤网络市场的成长动力，而GPON设备预计将于2009年加速成长，并稳定出货，预估到2011年时，全球GPON设备年出货量可望超过1千万部。

         目前有愈来愈多的电信厂商开始部署FTTH业务，如美国Verizon的FiOS，AT&T也表示，可能从今年起在新住宅中采用GPON，欧洲方面也有法国电信(France Telecom)表示，打算在2008年透过整合GPON网络网关器连接多达20万用户，这都有助于将GPON终端盒推进一般家庭用户中。

         不过，芯片业者却反应，GPON的部署耗时，和电信业者的转换速度比想象中长，有些电信业者只做到光纤到路边(FTTC)架构，并利用以铜缆为传输介质的VDSL2技术接入家庭用户。然而他们大致同意，今年起GPON将会起飞。

          GPON支持广泛应用类型

         且来看看GPON的优势。GPON最早由FSAN组织于2002年9月提出， ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2004年2 月和6月完成G.984.3的标准化，最终形成GPON的标准系列。

         对于电信业者来说，需提供的服务愈来愈多，而GPON除具有高频宽、高效率及覆盖范围广…等光纤网络特性外，并能支持广泛的应用，包括数据(Ethernet、IP数据、MPEG视讯串流)、PSTN(POTS、ISDN)、专线(T1、E1、DS3、E3、ATM)和视讯服务(数字视讯)…等，同时还能为HDTV、IPTV、VoIP…等应用提供QoS服务质量保证。

         对于电信业者来说，更高的频宽及对服务类型更广泛支持，意味着系统业者能提供更多元的服务，进而创造更多营收。除对新兴应用支持外，GPON也保有对传统业务的传输支持，例如视讯除支持IPTV，也能透过迭加技术支持CATV或DBS服务；不仅如此，GPON也提供TDM over GEM能力，允许TDM业务映像到GPON封装模式(GEM)讯框中，并使用标准的8kHz(125μs)讯框直接支持TDM业务。此外，作为电信级的技术标准，GPON还规定在接取网络层面上的保护机制和完整的OAM功能。

         谈到GPON，就不能不拿出其竞争技术EPON来做比较。频宽方面，GPON下行速率高达2,488Mbps，是EPON的2倍(1,250Mbps)；上行速度两者相当，皆约为1,250Mbps。在传输效益上，GPON达到92%，也就是下行到达终端时仍能保有2,300Mbps的高频宽；但EPON只有72%的效益，因此实际可用的频宽只有900Mbps。

         此外，在分割率(分光比)上，GPON可做到1比64，而EPON为1比32。而在光学传输网络(ODN)定义类别，EPON只支持A类和B类的ODN，而GPON则可同时支持全球服务供货商需求日益成长的C类ODN。虽然在很多方面，GPON都有优于EPON的表现，不过EPON阵营的Teknovus已能做到分割率达1比64的2.5G EPON芯片组，此外，EPON革新也没有停下来，预定今年内将会制定完成10G EPON标准，可望在2009年中正式公布。

         芯片市场处于战国时期

         在GPON网络系统布建上，最主要的设备分别是位于局端的光线路终端(OLT)，和位于用户住宅端的光网络终端(ONT)，OLT及ONT透过局端和住宅间光传输网络(ODN)连结，其中ODN由单模光纤(SM fiber)及被动分光器(splitter)组成，并透过网络系统控制。为实现成本效益，位于局端的OLT通常支持多信道实体层收发器，及高层QoS流量管理；客户端的ONT则需采多处理器核心来控制面板、数据路径，并与DSP协同工作。

         由于GPON市场商机庞大、正处于成长初期，因此，有愈来愈多厂商投入其中，芯片组领域知名的包括BroadLight、科胜讯(Conexant)、飞思卡尔(Freescale)、PMC-Sierra、Iamba…等；其中有的厂商同时提供OLT和ONT解决方案，有的则仅以大量生产的ONT为目标市场。然而，就如同过去许多技术发展历程，当市场渐趋成熟，能继续在市场屹立不摇的，不会剩下太多，因此，GPON厂商必须使出混身解数巩固自己的地位。

         芯片方案比较重点包括效能、整合度、弹性和互通性。效能方面，多核心处理架构已是大势所趋，而MIPS是高速通讯领域的主导性核心，并会搭配DSP协同工作。整合度则是产品区隔化关键，尤其是终端设备(CPE)设计上，可以将家庭网关器、企业路由器、Wi-Fi…等功能与ONT整合在一起，甚至提供单一封装的芯片方案。图1 为GPON产品的各种类型及网络架构图。

图1：GPON OLT/ONT产品类型及网络架构图。（www.BroadLight.com）

         在弹性方面，不同的电信厂商有不同需求，例如，不同业者所选用的家用连网技术可能不同，这些技术选项包括Cable、DSL或HomePlug。因此，ONT芯片方案必须具备相当程度的弹性，例如为与网络网关器的外部家用连网芯片相连，ONT需配置PCI连接接口。此外，为保障电信业者既有投资，芯片及系统业者，也要提出能从VDSL或HFC过渡至GPON网络的解决方案(如线路卡的作法)。

         最后，也是决定性的关键，那就是落实互通性测试，这也是网络设备赖以坐大的1个主要条件。为解决GPON互通性问题，由电信厂商和系统厂商组成的全业务接取网络(FSAN)，已开始针对此网络的特殊性能进行最佳化测试，业者预估今年下半年，GPON网络的互通性将会显著提升，而从不同厂商处所购买的终端间无法互通的风险，将大为降低。

         结论

         网络连结打造1个真正全球化的平台，而频宽则决定网络世代的使用行为。FTTH布建，让我们有机会从Mbps进入Gbps另1个截然不同的宽带等级。只要举1个简单的例子，当以GPON建置FTTH时，1部4.7G的DVD节目只要11秒钟就能完成下载。这并非实验室的数据，在一些家庭中已经实现。

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