PON应用及运营考虑

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　　一、xPON接入技术介绍
　　无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。一般，其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA方式，而且可以灵活组成树型、星型、总线型等拓扑结构。所谓“无源”指ODN中不含有任何有源电子器件。因此，采用PON技术具有高速率，可实现多业务接入、节省光纤、易于升级扩容、便于维护管理等优点，它是较为理想的宽带接入技术。PON技术可以分为两大类，一类是由ITU定义的APON(G.983)、GPON(G.984)标准，另外一类是由IEEE定义的EPON（IEEE802.3ah）标准。APON基于ATM技术,支持上下行对称的155Mbit/s速率和非对称的155/622Mbit/s速率，最大传输距离为20km。APON利用了ATM的多业务支持能力和QoS机制，可提供语音、数据、图像等多种业务接入，具有完善的OAM功能。随着互联网的快速发展和以太网技术的广泛使用，基于ATM技术的APON由于标准复杂，设备成本较高，传送IP业务效率较低，致使其推广应用受阻，新出现的EPON和GPON技术将成为PON接入领域的主流技术。
　　EPON标准由IEEE的EFM工作组制定，是基于以太网的PON技术，采用点到多点结构、无源光纤传输方式，是几种最佳的技术和网络结构的结合。EPON支持分路比为1:32或1:64，可提供上下行对称的1.25Gbit/s传输速率，支持最大传输距离为20km。EPON标准没有对承载TDM业务做出明确规范，同时在动态带宽分配、OAM、QoS等方面具有高度的开放性和可扩展性，从而导致厂家纷纷利用私有协议实现各自的系统功能，不同厂家设备的互通难以实现。由于EPON采用以太网帧的封装方式，非常适于承载IP业务，传输速率高，可扩展性强，适应宽带接入的IP化发展潮流，在宽带业务接入市场上具有广阔的应用前景。
　　EPON适用于解决企业/事业用户的综合业务接入及高档小区的宽带接入。EPON标准和设备都已比较成熟，在国内已进入试用阶段，随着其成本的进一步下降，EPON将获得更为广泛的应用。
　　GPON技术是FSAN/ITU继APON以后正在制定的又一宽带PON标准，支持上下行对称或非对称多种速率等级，下行速率最高为2.5Gbit/s，支持分路比为1:64或1:128，传输距离为20km。GPON标准规定在TC(传输汇聚层)可采用ATM和GEM两种封装方式，GEM类似于通用成帧规程GFP，是一种灵活的帧封装结构，可实现为包括语音、IP在内的现有各种数据业务提供通用映射，同时可以适配未来可能出现的各种新业务，过程简单，封装效率高。GPON能对接入的各种业务提供多种服务等级、实现相应的QoS保证，并且具有强大的OAM功能。GPON适用于为高端用户提供数据、语音等综合业务接入或为大客户提供专线接入。GPON是运营商驱动的标准，具有更周到的运营利益考虑，相对EPON而言在综合业务支持、传输速率和效率及OAM功能等方面具有优势。


　　二、PON的典型组网及应用
　　1.PON的典型组网
　　典型的PON组网如图1所示，PON组网具有以下优点。


　　◇节省大量光纤和光收发器，建网成本较传统方案更低。
　　◇网络中无有源设备，可靠性高，维护费用显著降低。
　　◇可提供最高20km的远距离高带宽接入，且带宽可动态调整。
　　◇每个用户上行带宽独享，可提供类似TDM的专线质量。
　　◇大容量、广覆盖、少局所的建网模型，更符合运营商的网络发展思路。
　　◇组网模型不受太多限制，可以灵活组建链型、树型、星型等网络。
　　2.典型应用
　　(1)村通工程
　　◇每个乡镇部署1台OLT，每村部署1台ONU，分光器按需配置。
　　◇20km超长距离传输，最远覆盖可达40km。
　　◇节省主干光纤资源，主干只需要一根光纤就可以解决多个远距离用户的接入。
　　◇TDM专线方式的QoS保障。
　　◇分光器为无源设备，分光器和ONU提供室外机型，降低组网成本和运维成本。
　　◇高度集中的运营管理与维护。
　　(2)市政应用（如监控）
　　◇沿着道路铺设光纤，分光器部署在路口、重要路段或其他重要区域，局端部署1台OLT，视频监视系统按需部署，连接到ONU。
　　◇节省主干光纤资源，只需要沿街铺设一条主干光纤，就可以解决多个摄像头的接入。
　　◇20km超长距离传输，最远覆盖可达40km。
　　◇TDM专线方式的QoS保障。
　　◇ONU到局端为无源设备，分光器和ONU提供室外机型，降低组网成本和运维成本。
　　◇高度集中的运营管理与维护。
　　(3)特殊地形的大客户接入
　　◇对于在狭长地带分布的多个大客户，采用EPON接入可大量节约光缆，只需要沿街铺设一条光纤，就可以解决多个大客户的接入。
　　◇综合业务接入：Internet/VPN/VoIP/IPTV。
　　◇按需带宽分配，满足用户带宽差异化接入需求。
　　◇TDM专线方式的QoS保障。
　　◇用户到局端之间为无源设备，降低运维成本。
　　◇高度集中运营管理与维护。
　　◇20km超长距离传输，最远覆盖可达40km。
　　(4)FTTB小区宽带接入
　　◇光纤到住宅楼，五类线入户。
　　◇综合业务接入：Internet/IPTV/VoIP。
　　◇按需带宽分配，满足用户带宽差异化接入需求。
　　◇TDM专线方式的QoS保障。
　　◇高度集中运营管理与维护。
　　◇20km超长距离传输，最远覆盖可达40km。
　　◇按照1.5M每用户，每EPON线路最大支持667个用户并发。
　　(5)FTTH小区接入
　　◇光纤入户，无源分光器取代楼道交换机，用户到局端为无源设备，降低组网成本和运维成本。
　　◇综合业务接入：Internet/IPTV/VoIP。
　　◇按需带宽分配，满足用户带宽差异化接入需求。
　　◇TDM专线方式的QoS保障。
　　◇高度集中运营管理与维护。
　　◇20km超长距离传输，最远覆盖可达40km。
　　◇采用一级分光，最多支持1408户。
　　(6)NGN接入
　　◇接入AG等NGN设备。
　　◇20km超长距离传输，最远覆盖可达40km。
　　◇节省主干光纤资源。
　　◇TDM专线方式的QoS保障。
　　◇ONU到OLT之间为无源设备，降低组网成本和运维成本。
　　◇提供高可靠性保证。
　　三、运营商对PON的考虑
　　1.运营商接入网发展原则
　　接入网的建设应立足于既要满足客户传统业务的要求，又要考虑到用户对宽带业务的潜在需求。根据业务发展的要求，接入网将承载数据业务、图像业务和语音业务等组成的多媒体业务，同时以数据业务带动语音业务的发展。因此，接入网应当具备数据、图像及语音等多种业务的综合接入能力，并建成一个数字化、宽带化、综合化的接入网，以适应业务发展的需求。
　　接入解决方案主要需要考虑以下几点。
　　用户需求——包括目前的需求和业务预测，如带宽、QoS等，根据用户的需求，选择可满足需求的技术。
　　自身的条件——包括已有的资源和可充分利用的建设资金，资源是包括实物资源和人力资源。实物资源包括机楼、接入机房、光缆、电缆、设备等；而人力资源包括目前人员的素质和技术水平等。
　　◇应用场合——比如是大客户还是一般客户；城市、农村、写字楼和住宅小区等，将会根据实际情况选用不同的技术和方案。
　　◇投资回报率和回收期——解决方案的成本和项目的收益将在方案选择起到至关重要的作用。
　　◇项目延续性——项目方案如何保证日后扩容和发展的延续性。
　　◇维护成本——除了考虑一次性投资成本，还要考虑日后的维护成本。建设成本是一次性投入，但作为电信级网络，还要考虑设备可维护和可管理性，局部继承原有的维护方式，而不需要增加太多的额外维护成本。
　　◇技术的寿命和可持续发展——该数据业务接入解决方案是否具有可持续发展的能力，技术是否具有生命力。
　　2.运营商对PON的考虑
　　从技术上看，在PON技术中，由于APON技术比较复杂、速率有限、设备价格高，在应用上难有大的发展，未来PON技术将在EPON与GPON间进行选择，考虑到GPON的高传输速率、高效率的多业务承载能力、强大的OAM功能和扩展能力，未来将具有较好的发展前景。但目前EPON和GPON技术仍处于发展初期，相关标准虽然已制定，但技术成熟度、成本等各方面仍有待研究。PON技术从市场需求、技术成熟度、设备成本角度看，离大规模商用尚需一段时间。当前可在商业用户确有需求的情况下，进行技术试验和小范围应用，随着其技术的完善与成熟、设备成本的进一步下降及宽带市场需求的驱动，PON有望在将来获得规模商用。