無源光網絡：譜寫FTTH應用新篇章

 
　　近年來，我國在接入網建設方面已經取得了明顯的進步，以ADSL為主的寬帶接入網絡從根本上實現了“最后一公里”的寬帶化。然而，隨著多媒體業務的發展以及寬帶接入覆蓋范圍不斷擴大，并且考慮到未來用戶的帶寬需求，現有的DSL只能是一種基于銅線的過渡方案，并沒有從根本上解決未來接入的帶寬問題。為此，我國運營商開始了FTTH的試商用，包括在武漢、成都等地，都已經開展了FTTH試商用網的建設。例如，北京通信已經在多個小區建成了FTTH的網絡。由此可以看出，我國FTTH的推進已經呈現出加速的勢頭。目前，在已經進行的FTTH項目中，主要采用了PON（無源光網絡）技術，隨著標準的不斷成熟，PON有望在今后FTTH的建設中發揮更大的作用。

　　FTTH從發展遠景成為現實熱點

　　FTTH是光纖接入網發展的一種最終形式。光纖接入網以光網絡單元的位置所在，分為FTTH、FTTB（光纖到大樓）、FTTP（光纖到駐地）和FTTC（光纖到路邊）等幾種情況，統稱FTTx。對于住宅或者建筑物來講，用光纖連接用戶主要有兩種方式：一種是用光纖直接連接每個家庭或大樓；另一種是采用無源光網絡技術，用分光器把光信號進行分支，一根光纖為多個用戶提供服務。在FTTH發展的初期，光器件以及用戶端設備的價格比較貴，而FTTH是面向廣大用戶的，對價格比較敏感，因此FTTH一直發展緩慢。但是近年來，在日本等國家的努力推動下，FTTH商用規模不斷擴大，促進了FTTH產業鏈的成熟。在我國，曾一度陷于“應用規模小”和“單機成本高”的困境中，但由于寬帶業務需求不斷增長，一些運營商已經開始FTTH的試商用，使FTTH逐漸從“遠期規劃”變為“現實熱點”。

　　日本是世界上對FTTH最熱衷的國家，也是發展最好的國家。他們于20世紀90年代初曾經發布過覆蓋全國的宏偉的寬帶綜合業務數字網（B－ISDN）計劃，其中接入網主要采用FTTH．NTT曾經設想通過著名的π系統將廣大用戶接入，并期望在2000年實現光纖到家。但是，由于技術與經濟的原因，日本的B－ISDN計劃在20世紀90年代中期推遲并被隨后的E－Japan等計劃所代替。盡管如此，日本在光接入網上的領先程度一直沒有變化。

　　PON成為當前FTTH首選方案

　　PON技術始于20世紀80年代初，目前市場上的PON產品按照其采用的技術，主要分為APON／BPON（ATMPON／寬帶PON）、EPON（以太網PON）和GPON（千兆比特PON）。EPON是基于千兆以太網的無源光網絡技術，繼承了以太網的低成本和易用性以及光網絡的高帶寬，是實現FTTH眾多技術中“性價比”最高的一種。隨著EPON國際標準即IEEE802．3ah在2004年的正式發布，EPON的產業聯盟已經吸引了眾多廠商的積極參與，從EPON的核心芯片、光模塊到系統，EPON的產業鏈已經日趨成熟。

　　EPON是由IEEE802．3工作組在2000年11月成立的EFM（EthernetintheFirstMile）研究小組提出的。EPON是幾個最佳的技術和網絡結構的結合體。EPON以以太網為載體，采用點到多點結構、無源光纖傳輸方式，下行速率目前可達到10Gbps，上行以突發的以太網包方式發送數據流。另外，EPON也提供一定的運行維護和管理（OAM）功能。和傳統的以太網相比，EPON主要增加了兩部分功能：位于媒體接入控制（MAC）層之下的仿真子層和被作為MAC層一部分的多點控制協議（MPCP）。仿真子層使得下面的點到多點網絡在協議上層看來像是多個點到點鏈路，這一點是通過在每一個分組的開始加上邏輯鏈路標志（LLID）以取代2個字節的前導來實現的。

　　EPON技術和現有的設備具有很好的兼容性。而且EPON還可以輕松實現帶寬到10Gbps的平滑升級。新發展的QoS技術使以太網對語音、數據和圖像業務的支持成為可能。這些技術包括全雙工支持、優先級和VLAN等。但目前以太網支持多業務的標準還沒有形成，它對非數據業務，尤其是TDM業務還不能很好地支持。另外，和GPON相比它的傳輸效率較低。

　　因為PON是一種點到多點的物理和邏輯拓撲結構，而傳統的以太網是點到點的協議，如何在點到多點的EPON中傳送點到點的以太網協議，是以太網應解決的技術問題。此外，還需要解決的問題包括：點到多點的光系統中突發模式傳送的問題；PON中不同ONU與OLT的距離相差較大，需要解決到達OLT光信號強度的巨大偏差問題，解決非授權ONU的累積噪聲對授權ONU發出的光信號的干擾問題；EPON中帶寬共享和動態帶寬分配的處理問題；窄帶話音和寬帶業務在EPON中的兼容等問題。

　　相對而言，GPON技術可以更好地解決這些問題。2001年，FSAN組啟動了另外一項標準工作，旨在規范工作速率高于1Gbps的PON網絡。這項工作被稱為GigabitPON（GPON）。GPON除了支持更高的速率之外，還要以很高的效率支持多種業務，提供豐富的OAM＆P功能和良好的擴展性。大多數先進國家運營商的代表，提出一整套“吉比特業務需求”（GSR）文檔，作為提交ITU－T的標準之一；反過來又成為提議和開發GPON解決方案的基礎。這說明GPON是一種按照消費者的準確需求設計、由運營商驅動的解決方案，是值得用戶信賴的。它支持全方位服務，包括話音（TDM、PDH和SONET／SDH）、以太網（10／100BaseT）、ATM、專線等。

　　作為PON技術的兩大代表，EPON和GPON技術在成本投入、支持速率等方面各有優劣。和GPON技術相比，EPON的技術門檻較低，核心芯片的設計難度較低，目前已經有不少芯片廠商加入了EPON芯片設計的陣營，其產業鏈更成熟。但是，GPON在技術上更具優勢，它能支持多種速率等級，可支持上下行不對稱速率，上行不一定要支持1Gbit以上速率，因此與EPON只能支持對稱1Gbit單一速率相比，GPON的光器件選擇余地更大。另外，GPON不僅能像EPON那樣支持ClassA和B的ODN等級，還能支持ClassC，因此可支持高達128的分路比和長達20km的傳輸距離。GPON無論是在傳輸匯聚層還是在業務適配層的效率都是最高的，因此其在總效率和等效系統成本方面都有相當的優勢。有關專家認為，隨著GPON技術的逐漸成熟，價格不太敏感但對技術有高要求的商業用戶將真正成為GPON的用戶群。所以，在今后一兩年內，基于這兩種技術的產品的市場定位可能有所不同，從長遠看，如果GPON能夠在產業化方面取得突破性進展，市場空間更大。

　　最近，市場調查企業Infonetics研究公司最新報告顯示，全球無源光網絡硬件市場收入去年達到6．19億美元，并將在2009年增長到20億美元。隨著以IPTV為代表的寬帶應用的迅速發展，FTTH的商用化步伐將不斷加快，從而為無源光網絡市場的發展帶來廣闊的空間。

作者：方元　摘自：中國信息產業網-人民郵電報