向全IP/Ethernet网过渡的最佳途径---PON

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关于在互联网络上提供IP语音传输（VoIP）、网络电视(IPTV)以及视频点播的报道已经有很多了，与此同时，对网络业务提供商正在或即将推出的其他业务的相关报道也很多。关于这些服务的市场需求或提供这些服务的可能性的争论已经很少了。像Vonage一样的新兴宽带通信运营商的影响力不断增强已经说明了这些业务的早期市场需求和市场接受度。
　　近来一些大运营商开始试探性地在IP网络上开展视频和电视服务。业务运营商想通过这些新业务增加收入和利润，并减少客户流失。
　　虽然基于IP的业务和全IP网络的时代即将到来，但是选择哪一种网络特别是接入网基础设施才最合适仍然存在疑问。xDSL、无源光网络（PON）和端到端光网络都有各自的支持者和反对者。本文着重论述了不同PON的特点，通过比较表明：现今市场上的各种技术当中只有千兆无源光网络（GPON）可以提供网络演进的路径和传送新业务所需的带宽。
　　PON结构的优点
　　与传统的网络结构相比，PON有以下优点：
　　●　PON既然称作无源的，就表明其不需要在中心局和用户驻地间安设传统的有源器件。这些有源器件通常需要电源驱动，因此会导致更多的初始建设费用（即更多的网络建设费，capex）和额外的室外设施维护费（即更多的网络运营维护费，opex）。
　　●　PON通常也意味着多用户分担成本。中心局到用户间铺设光纤的基建费用由用户们共同承担，可以提高网络建设投资的回报。PON协议所固有的安全性和带宽共享机制可以确保用户共用线路的安全和透明。
　　●　在中心局，一个高速光纤接口能够同时为多个用户服务，为他们传送基于光纤的业务。因此，与为每个用户都配置端到端光纤的方法相比，为相同数量客户提供业务的PON设备的体积更小，占用中心局的空间更少。
　　●　PON同时支持传统业务（普通旧式电话服务（POTS）、模拟电视）和宽带业务（IP语音传输、IP数字电视、网络电视等）。
　　●　PON支持所有住宅用户（使用POTS、模拟电视和数据业务）和许多商业用户（使用T1/E1和以太网业务）共享一个接入网（包括物理层和协议层），不必使用不同的接入网分别为他们提供服务，因而减少了分散的接入网的数量。
　　PON的这些优点使得其在过去的三年里作为接入网的主要技术被大量采用，主要在亚洲和美国，尤其是日本的NTT公司和地方贝尔运营公司（RBOC）。


　　各种PON
　　虽然PON技术于19世纪90年代中期就已经出现了，但只是在最近几年其标准才得以成熟并获得商业上的应用。
　　最初的标准是为APON（也称为BPON）制定的，其特点是采用国际电信联盟（ITU）于19世纪90年代中期批准的ATM体系结构。APON使用ATM封装来传送语音和数据，所有的业务都利用ATM通过PON进行传输。
　　近年来，IEEE引进了基于以太网技术的标准，也就是通常所说的EPON。EPON中所有的业务都是通过以太网传送的。
　　最新的标准是GPON，也是由ITU批准的。GPON直接支持以原有格式或通过ATM封装传输时分复用（TDM）业务和以太网业务，同时也对业务运营商们推出的下一代业务提供带宽支持。
　　下表所列的是三种PON标准的一些主要差异。这些差异会影响到所提供的IP业务、带宽、带宽利用率和分路比。
　　IP业务部署：如附表所示，三种PON协议在支持传统业务和新兴的IP业务方面有很大的不同。APON/BPON利用ATM层传输业务，效率较低。因此，虽然APON可以很好的支持传统业务，但是对于新兴的重要更有效的协议支持和更快传输速率的IP业务来说倒不见得是一种最佳选择。
　　EPON可以利用以太网协议支持现今的所有IP网络，因而在全IP业务网络中占主导地位。但EPON对传统业务（例如POTS、T1、E1等）的支持需要某种专门的技术或是在以太网上进行电路仿真——运营商们试图用这些技术让EPON支持传统业务，但是其可靠性却达不到99.999%。因此，虽然EPON对业务运营商当前开展IP业务是第一选择，但在需要更高带宽和要支持传统业务时，仍然存在着不足。
　　GPON是根据FSAN(www.fsanweb.org)和ITU定义的业务运营商的需求制定的，因此它可能最好地满足业务运营商同时支持传统业务和IP业务的要求。如附表所示，GPON通过重用同步光网络（SONET）的GFP协议，即GPON标准中的GEM，能以其原有格式支持诸如T1/E1之类的传统业务。GPON不仅完全支持所有的以太网协议，而且还支持虚拟局域网（VLAN）交换，业务质量等级，互联网组管理协议（IMGP）和二层以上的新兴IP业务。
　　GPON既可以在现在的网络中传送传统业务（POTS、T1/E1、模拟电视），又能向全IP业务无缝迁移，为业务运营商们提供了向全IP业务过渡的合适的路径。对今天的业务运营商来说，GPON是最佳选择——传统业务和IP业务可以结合在一起；同时又是最高效的全IP网络。


　　GPON和EPON的带宽效率
　　带宽和带宽利用率：对运营商来说，评价PON的首要因素就是卖给客户用来传送业务的有效带宽总量。这种可用带宽也可被称作是网络的“创收比特”。“创收比特”是从总的网络带宽中除去协议开销的剩余部分。
　　EPON的下行速率达到了1.25Gbits/sec，而GPON的下行速率更是高达2.488Gbits/sec。此外，当考虑到带宽利用率时，EPON的性能更差。EPON只有大约50%的效率，提供的可用带宽低于600Mbits/sec，而GPON可以提供高达2300Mbits/sec的可用带宽，几乎是前者的四倍。
　　GPON同样支持多种上行比特率，从155Mbits/sec到2.488Gbits/sec不等。可以让业务运营商根据客户的需求提供不同的带宽。附图清楚地表明了GPON相对于EPON的带宽优势。
　　对住宅用户和商业用户来说，PON、GPON和EPON的带宽效率在传送语音、视频和数据业务方面正在全世界成为主流。当业务运营商想要从容部署新的IP业务时，唯有GPON既可以满足网络服务的经济性同时又能提供一种从传统网络到全IP网络的过渡路径。