试论在光纤接入网中PON技术的应用

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试论在光纤接入网中PON技术的应用

苏丽华

苏丽华广州市汇源通信建设监理有限公司广东广州510620

摘要:文章介绍了无源光网络(PON)技术及PON技术相对于传统网络的优势,并对基于PON技术的FTTX应用场景进行了论述。

关键词:光纤接入网;PON;FTTH

TrythetheoryofopticalfiberaccessnetworkPONtechnologyapplication

SuLiHua

GuangzhouhuiyuancommunicationconstructionsupervisionCo.,LTD,guangdongguangzhou510620

Pickto:thearticleintroducesthelightsourceisthenetwork(PON)technologyandPONtechnologycomparedwiththetraditionalnetworkadvantage,andbasedonthetechnologyofPONFTTXapplicationscenariosarediscussedinthispaper.

Keywords:fiberaccessnetwork;PON;FTTH

一、前言

随着用户和业务对带宽需求的不断增加,带宽高、扩展性好、运维成本低的宽带光纤接入技术正成为电信领域的热点,受到国内外运营商的广泛关注。在从传统光接入网络走向FTTH的进程中,PON技术是公认的实现FTTH的最佳技术之一,它们具备长距离、高带宽、维护成本低、节省光缆资源、带宽分配灵活、宽带业务多样化等优点。文章介绍了无源光网络(PON)技术及PON技术相对于传统网络的优势,并对基于PON技术的FTTX应用场景进行了论述。

二、PON无源光纤网络简述

无源光网络(PON)技术是一种点到多点的光纤接入技术,他由局侧的OLT(光线路终端)、用户侧的ONU(光网络单元)连同ODN(光分配网络)组成。PON的网络结构非常简单,它消除了户外的有源设备,所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。在下行方向,局端设备/OLT发出的信号是广播式发给所有的远端用户/ONU(单点发送,多点接收),各用户需要从中取出发给自己的数据。PON使用波分复用(WDM)技术,同时处理双向信号传输,上、下行信号分别用不同的波长,但在同一根光纤中传送。OLT到ONU/ONT的方向为下行方向,反之为上行方向。下行方向采用1490nm,上行方向采用1310nm。在上行方向,由于各用户/ONU共享一根干路光纤(多点发送,单点接收),就必须采用某种多址接入协议,来避免发生信号冲突,实现多用户对共享传输通道的访问。

三、PON技术相对于传统网络的优势

(1)高接入带宽。GPON下行速率高达2.5Gbit/s,上行1.25Gbit/s的速率,EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。可以为用户提供30~100Mbit/s的带宽,接入距离可达10~20km可以满足现在和未来各种宽带业务的需要。

(2)节省光纤资源。点到多点(P2MP)的树状广播形网络拓扑结构,从局端的一芯光纤,最后可以分支到32/64个终端ONU设备,极大节省了馈线段的光纤资源,特别是对于地域广阔的地区,或者原有光纤资源有限的运营商,采用PON技术组网可以大大提高光纤资源的使用效率。

(3)服务范围大。PON作为一种点到多点网络,以一种扇出的结构来节省CO的资源,服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。

(4)带宽分配灵活,服务有保证,宽带业务多样化G/EPON系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系:①用PON技术可以解决FTTH、FTTO等问题,为通信网络向全光网络演进提供必要条件。②用PON技术可以提供“全业务”接入,充分满足视频娱乐和家庭办公所需的带宽需求。③用PON技术的FTTH非常适合广播组播、视频/音频业务的开展。

(5)无源光网络。它是纯介质网络,彻底避免了电磁干扰和雷电影响,极适合在自然条件恶劣的地区使用。

(6)设备运维、管理成本低。PON光纤接入技术,只有局端(OLT)和用户侧设备(ONU)为有源设备,其中间的光分布网络采用稳定性高、体积小巧、成本低的无源分光器,无需提供电源、空调等机房设备,也不占用机房空间,只需安装在光交接箱或光配线架的适当位置即可,易于维护,长期运营成本和管理成本的节省很大。

四、基于PON技术的FTTX应用场景

目前的ADSL和ADSL2很难满足带宽需求,基于铜缆的VDSL2技术虽然理论上可以提供几十兆比特每秒的双向带宽,但必须将铜缆距离控制在1km距离范围内,所以,为了满足未来用户和业务的高带宽需求,必须加速“光进铜退”进程。另一方面,基于EPON和GPON的FTTH可以为用户提供高达100Mbit/s的双向对称带宽,但由于设备和运维成本的限制,目前对于普通大众用户规模推行FTTH是不现实的。FTTx与LAN、DSL、WiMAX结合使用是近期内EPON和GPON技术的主要应用模式。

(1)EPON和GPON技术的应用

目前EPON技术已基本成熟,且系统运行相对稳定,能够满足IPTV、宽带上网、VoIP等宽带业务的发展需求。虽然GPON技术在传输能力、速率灵活性和分路比等方面有优势,OAM功能和保护机制也相对完善,支持TDM业务承载,但其技术实现复杂,研发进度明显落后于EPON系统,目前芯片和设备厂商均较少,所以,目前宽带光接入及FTTH的实现应主要选择EPON技术。

虽然EPON技术较GPON技术成熟,但具有传输速率高、业务承载效率高、OAM功能和扩展能力强等特点的GPON技术似乎更值得期待。国外有较多运营商选择GPON技术作为未来实现FTTH的主要方式;EPON和GPON技术的最终抉择,将取决于设备成本、业务支持能力和互通性等多方面因素。

(2)FTTx与LAN、DSL的结合应用

由于目前FTTH的综合建网成本很高,远高于DSL和FTTN+LAN等方式,所以短期内与DSL、LAN结合使用,将是EPON、GPON技术的主要发展方式。目前,FTTx与LAN结合使用正成为新建商业楼宇的主流接入方式,FTTx与ADSL2+结合使用在解决农村信息化和新建接入点方面有一定的应用。

1)FTTx与LAN、DSL结合应用的场景

FTTx与LAN的结合使用,减少了网络级联层次,为商业用户分布密集的写字楼、工业园区、网吧用户和5类线入户的小区用户提供了FTTB和FTTO接入,主要用于:

①用户分布较密集(10个及10个以上)的商业楼宇接入;②满足用户数十兆比特每秒至100Mbit/s的带宽需求;③利用EPON的高带宽和综合业务能力,提供语音、上网、视频会议等Triple-Play业务;④满足网吧用户的高带宽和Triple-Play业务需求。

FTTx与DSL的结合使用,推进了“光进铜退”,缩短了铜缆距离,可满足用户和业务的高带宽需求,主要用于:①DSL带宽提速的网络改造;②为光纤资源短缺的农村地区提供宽带接入和Triple-Play业务;③为新建小区提供宽带接入和Triple-Play业务。

2)FTTx与LAN、DSL的结合方式

FTTx与LAN、DSL的结合主要有两种方式:一种是LAN或DSL作为独立的LAN接入交换机或DSLAM(数字用户线接入复接器)设备级联至EPON、GPON设备;另一种是EPON、GPON设备的ONU内置LAN交换机或小型DSLAM设备,提供EPON+LAN或DSL接入。

方式1由于LAN接入交换机或DSLAM设备与EPON和GPON的ONU是独立的,其设备性能相互不受影响,适用于用户规模较大或已有接入网带宽提速网络改造的场合。方式2由于ONU内置,既可以节约机房投资,又可通过对ONU的管理实现对LAN交换机或DSLAM设备的管理,在用户规模不大的新建小区或节点是主要的发展模式,如对于5类线入户的新建小区,可考虑采用ONU内置LAN交换机的EPON+LAN模式提供FTTB接入;在中高档小区,通过ONU内置LAN交换机或小型DSLAM设备,提供EPON+LAN或DSL接入。

五、结束语

总之,随着电信运营商“光进铜退”政策的进一步深入实施,PON作为全球主流电信运营商共同推崇的全业务接入网技术,能实现不同业务类型的服务要求并满足网络的精细化管理,真正实现可运营,可维护,可盈利的技术要求。PON技术的引入势必为全业务运营打下坚实基础;对降低成本、提高效率和保持网络的可持续发展,提高全业务的市场竞争能力具有重要的意义。

参考文献:

[1]孙强、周虚,光接入网技术及其应用[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]徐晓军、李立刚,PON在宽带光接入网络中的应用[J].通信管理与技术,2006(06).

[3]陈涛、孙旭、王幸,GPON技术的应用模式研究[J].通信技术,2009(09).