面向全业务运营的GPON技术

1、面向全业务运营的GPON技术刘涛信息社会的来临随着信息技术的不断发展与成熟和社会的不断进步，特别是互联网的出现和广泛使用，极大地改变社会生活的每一个方面，使人类生活发生了根本性的变化正如李开复所讲的那样：“互联网的兴起和发展，不但是我们在信息时代中创造出的最伟大的奇迹之一，也是最近五十年来对人们的生活习惯和行为方式影响最大的技术因素”。 信息社会的来临根据美国在线出版商协会对公众选择媒体方式的最新调查报告，互联网已经成为美国第一大“工作时间媒体”和第一大“日间媒体”，在“居家时间媒体”中排名第二，已成为公众生活中不可缺少的一种媒体形式。 信息社会的概念通过互联网而物化。尤其是在现代社会中，人们

2、对信息的需求已不仅是以语音为主的通信服务，而是包括了娱乐、商务在内的综合化信息服务。社会各行业以及广大人民群众的信息需求越来越呈现出多元化、个性化、综合化、复杂化的特征。简单的语音业务和网络接入服务已不能适应丰富多彩的社会需求。 电信运营商的变化宽带超过窄带、数据超过话音，已成为电信运营商业务量和收入的共同特征和不可抗拒的发展潮流 随着发展中国家高速互联网接入的飞速增长，全球宽带用户数量突破了两亿。截至2005年底，全球宽带互联网用户数达到了2.05亿，比2004年增长了将近35 电信运营商的变化到今年6月30日，我国网民数量在半年时间内增长了1200万，达到1.23亿，宽带用户也增加了120

3、0万，达到7700万。也就是说，新增加的用户基本上都是通过宽带连接互联网的。专家分析说，今年上半年我国宽带用户的增长数量，是2005年下半年网民增长人数的1.5倍。在我国网民数量持续增长的情况下，目前使用宽带上网的网民人数与去年同期相比增加了2400万人，增长率为45.3，宽带上网的计算机数也迅速增长到2815万台。宽带用户数量超过美国位居世界第一 电信运营商的变化美国在2001年，IP数据业务以及传统的数据业务量的总和已经超过了话音业务 中国电信2003年的业务比例中，国际数据带宽是语音带宽的6.6倍，省际网络的数据带宽已经是语音带宽的10倍 到2007年，所有的企业到消费者之间的网络数据流

4、、70的企业间的网络数据流都将由互联网承载 电信运营商的变化所有这一切迫使电信运营商必须进行重大的战略转型，从提供传统的话音业务和依靠网络为主的公司向一个更灵活、以客户为中心、能够快速提供各种数字多媒体业务的公司发展 电信运营商已不能再满足于做一个简单的信息传输管道，必须努力向消费者提供全面的信息服务 单纯的、仅提供电话业务的通信公司已不存在了，必须努力转变为一家多媒体网络业务公司，由此催生了满足全业务运营的网络需求 电信运营商的变化转型成为2005年众多国际电信巨头共同做出的战略抉择，他们都明确提出将转型作为下一步的发展重点 法国电信、西南贝尔、Verizon等巨头都针对转型出台了重大的战略

5、指导文件，将转型视为下一阶段的发展重点。德国电信、NTT、西班牙电信、意大利电信等运营商也通过实质性的行动开始了转型方面的探索 国内电信运营商也根据自身的特点，开始了转型的进程 电信运营商的变化在整个电信业的转型过程中，融合具有至关重要的作用，它已成为国际电信业的主旋律，至少在未来1020年间，融合将成为电信业务和技术发展的主旋律 融合既是技术发展的必然趋势，同时也是电信运营商战略转型和满足用户不断增长的业务需求的要求，是转型的基础 融合必须满足客户的业务需求，即真正的随时随地的沟通；可以更加灵活地选择通信手段和方式；能够享受更多丰富的业务种类。融合为运营商带来了拓展增值业务的新机遇 电信运营

6、商的变化网络融合是实现全面融合的重要基础 在整个网络融合的进程中，接入网的融合是重要基础 电信业融合成功的关键在于接入网瓶颈的突破 接入网是网络的最后一公里，直接面对用户的多业务需求，建设成本、运营成本最高，而多套业务网络在接入网叠加的难度很大 电信运营商的变化只有首先在接入层实现业务的融合、设备的多功能一体化，才能满足整个电信网络融合的发展要求 宽带业务的特征 宽带应用的热点主要有：IPTV、企业信息化、电子商务（包括搜索融合、硬信用、虚拟货币）、即时通信、博客、网络游戏和家庭网络等 以音频和视频为主的宽带多媒体业务使用越来越广泛，成为主流 宽带业务的娱乐性越来越突出，新业务层出不穷 宽带业

7、务的特征消费者细分化更加突出，并逐渐形成稳定人群，消费者特征发生了比较大的变化 宽带业务将逐步走向多样化和差异化，迫使电信运营商需要从提供基于普遍需求的大众化通信服务逐步向更多的基于客户细分后的个性化服务转型 要求宽带接入网必须适应业务转型的需求，能够在提供高的网络带宽的同时，承载语音、视频、数据、互联网等业务，并能根据客户和应用需求，提供差异化服务的能力 网络发展的趋势 下一代电信网是基于统计复用分组交换的数字通信技术为核心技术的通信网，更确切地说，是基于IP分组的数字通信技术为核心技术的通信网。这对接入网技术提出了新的要求 传送宽带业务的要求 宽带愈来愈呈现出业务类型多样化和业务流向不确定

8、的特点 大众客户 ，正呈现出多样化、个性化、即时化、娱乐化等特征，已经由单一的电话通信转向了多手段、多模式、个性化的双向互动性交流 企业、行业、政府等商业客户，具有海量、快速、安全、服务质量透明等特征，具体需求已由简单沟通转向了互动性强的信息交互、内部信息的快速流动、信息安全备份等方面 ISP、ICP等运营商的运营商客户，它们的需求特征主要有质量高、覆盖广、可管理等，使用要求也已由简单的线路租用需求逐渐转向虚拟网络资源的需求 三重播放业务（Triple-Play ） 是一项整合数据、话音与视频的三合一服务，体现了服务的差异性 在IP电话完全取代传统电话（这在长途电话领域几成定局），IPTV取代

9、模拟电视（中间要先经过数字电视）后，语音、数据、视频业务从本质上说就都是IP数据业务了 通信业务的表现形式看，还是三种基本业务。这就是实时点对点业务（电话、可视电话、视频点播等）、实时广播业务（语音广播、电视等）和非实时业务（文件传输、E-mail、网页浏览等），这就基本实现了由IP数据流量传送的全业务运营 三重播放业务（Triple-Play ）IP数据流由多种业务组成，各种业务对时延、抖动、丢包率以及冗余的要求都各不相同，它具有很强的突发性。这项业务可以有效地提高运营商的收入，因为数据和视频业务的收入是话音业务的数倍，而且，具有很大的市场潜力 它能够最大限度地发挥宽带效率，极大地降低运营者

10、的整体投资、运营和维护成本。对宽带最终用户而言，运营者能够通过综合的业务提供能力给最终用户一个整体的宽带业务体验，从而能够极大地丰富人们的生活 三重播放业务（Triple-Play ）开展Triple-Play业务需要解决的第一个问题就是如何把来自成千上万用户的话音流、视频流和数据流有效地传输到运营商的核心网络中 从接入层面来看，Triple-Play业务具备三个重要特征：第一是给接入网络带来大量IP数据流；第二是这些IP数据流由多种业务组成，各种业务对时延、抖动、丢包率以及冗余的要求都各不相同；第三就是业务的突发性 三重播放业务（Triple-Play ）为了更好地支持Triple-Play

11、业务，接入网络需要具备以下能力 综合接入能力 QoS保证 组播技术 提供高带宽 对未来接入网的要求 强大的网络能力 强大的IP平台 高安全性和高可靠性 强大的智能化处理能力 强大的维护管理能力 向智能化方向发展。要让接入网能够实现带宽资源的精确化管理，提供宽带用户端口定位功能，以保证宽带主叫计费和VoIP类应用所要求的可溯源性的基础条件，感知流媒体、音视频等不同业务，以便对其进行控制，配合主干网完成用户的接纳控制等 FTTH技术比较 基于P2P的FTTH解决方案 P2P是一种点对点光纤连接的以太网传送技术。它也采用WDM技术实现双向通信，与EPON比较，它具有技术实现简单、价格便宜及少用户量接

12、入容易的特点 FTTH技术比较基于PON的FTTH解决方案PON系统由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）光网络终端（ONT）和光分配网（ODN）组成，所谓“无源”，是指ODN全部由无源光分路器和光纤等无源光器件组成，不包括任何有源节点。PON技术采用了点到多点拓扑结构，OLT发出的下行光信号通过一根光纤经由无源光分路器广播给各ONUONT。不同的数据链路层技术和物理层PON技术结合形成了不同的PON技术，例如ATMPON形成了APON，EthernetPON形成了EPON，ATMGEMPON则形成了GPON，这是各种PON技术之间的最大区别 PON技术的优点 因为PON是无源的，可节省

13、更多的网络建设费和网络运营维护费可以实现多用户分担成本，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 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 同时支持传统业务和宽带业务 支持所有住宅用户和许多商业用户共享一个接入网（包括物理层和协议层） 基于EPON的FTTH解决方案 EPON采用点到多点结构和无源光纤传输方式，下行速率目前可达到10Gb/s，上行以突发的以太网包方式发送数据流 用以太网代替ATM作为数据链路层协议，具有更大带宽、更低成本和更适应数据业务传输的特点，可以更彻底地解决宽带接入的问题 由于初衷是为了接入I

14、P数据业务，并没有考虑TDM业务的特殊需要，因此，EPON有一个致命的缺点，既难以承载话音或电路方式数据等TDM业务，尽管有许多解决方法，要完全达到TDM业务要求的、严格的QoS，则面临相当大的困难 基于GPON的FTTH解决方案 支持全业务 覆盖距离至少20km 支持同一种协议下的多种速率 提供OAM&P功能 针对PON下行流量的广播特点，提供协议层的安全保护机制 基于GPON的FTTH解决方案针对不同的服务，提供最有效率的传输速率，同时兼顾OAM&P功能以及升级能力用户信号可以是分组的（如IP/PPP或Ethernet MAC）、持续的，或者其它类型；而GFP则对不同业务提供通用、高效、简

15、单的封装，经由同步网络传输 能够直接支持TDM业务。GPON传输网络支持对称和非对称的线路速率 支持多种速率等级，可支持上下行不对称速率，上行不一定要支持1Gbit/s以上速率 PON技术的选择 不仅仅要考虑技术问题，同时，还要考虑成本问题、政策因素、ONU的兼容性和互通性、承载的业务种类和业务量以及运维管理问题 和GPON技术相比，EPON的技术门槛较低，核心芯片的设计难度较低，目前已经有不少芯片厂商加入了EPON芯片设计的阵营，其产业链更成熟 PON技术的选择EPON可以利用以太网协议支持现今的所有IP网络，和现有的设备具有很好的兼容性，因而在全IP业务网络中占主导地位。但EPON对传统业

16、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，但是其可靠性却达不到99.999%。EPON可以轻松实现带宽到10Gbps的平滑升级。新发展的QoS技术使以太网对语音、数据和图像业务的支持成为可能。这些技术包括全双工支持、优先级和VLAN等。但目前以太网支持多业务的标准还没有形成，它对非数据业务，尤其是TDM业务还不能很好地支持。另外，和GPON相比它的传输效率较低 PON技术的选择与GPON标准相比其协议分层更简单、系统实现更容易。更由于目前以太网芯片的成熟性，其系统成本更低 PON技术的选择GPON是一种按照消费者的准确需求设计、由运营商驱动的解决方案。

17、它支持全业务运营，包括话音（TDM、PDH和SONETSDH）、以太网（10100BaseT）、ATM、专线等。它能支持多种速率等级，可支持上下行不对称速率，上行不一定要支持1Gbit/s以上速率 可以更好地解决EPON所存在的技术问题 PON技术的选择可以支持高达128的分路比和长达20km的传输距离。GPON无论是在传输汇聚层、扰码效率还是承载协议效率、业务适配层的效率都是最高的，因此其在总效率和等效系统成本方面都有相当的优势 PON技术的选择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 业务运营商想要从容部署新的IP业务时，唯有