无源光网络的发展及应用

《无源光网络的发展及应用》引言主要技术类型、特点应用和发展政策需求展望引言光通信技术的发展主要呈现两大方向：主干层面正向高速率、大容量、智能化的光网络方向发展，最终实现全光网络；接入层面则向低成本、综合接入、宽带化、光纤化的接入网发展，最终实现光纤到家庭和光纤到桌面

目前的现状：骨干网层面：容量已达到Gbps/Tbps级,下一代网络的逐步引入提高了网络利用率,已基本可以满足新兴业务的需求。接入网层面：始终是整个网络运行的瓶颈，从传统拨号上网到xDSL、LAN、HFC，本质仍是基于铜缆的接入方式。引言光纤接入技术有带宽高、覆盖范围大、传输距离远、安全保密性高等优点。光纤到家(FTTH)是几十年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技术、需求等方面的障碍，光接入的应用范围被限制在大客户、集团用户等少量用户。如何选择一种成本更低更适合向用户进一步推进的光接入技术就显得尤为重要了，无源光网络以其技术和成本的优势成为光纤接入的一种重要技术。引言引言主要技术类型和特点应用和发展政策需求展望概述光纤接入网就是采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。按传输媒质划分可以分为有线接入网和无线接入网；按光器件划分又可分为有源光网络和无源光网络。有源光接入网：MSTP、光以太网无源光接入网：APON、EPON/GEPON、GPON无源光网络无源光网络（PON）是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的ODN(光分配网络)没有任何有源电子设备的光接入网。无源光网络本身是一种多用户共享系统。宽带PON技术主要有APON、EPON和GPON技术。无源光网络的优势无源光网络设备简单，投资相对也较小。无源光网络设备组网灵活，支持多种拓扑结构。无源光网络设备安装方便。无需专门的场地和机房，无需远端供电。无源光网络适用于点对多点通信。无源光网络是纯介质网络，无电磁干扰和雷电影响。无源光网络扩容比较简单，用户投资得到保证。APON技术APON技术的核心部分采用ATM技术。利用ATM的集中和统计复用特性，提供从窄带到宽带等各种业务，不仅支持可变速率业务，也支持时延要求较小的业务，具有支持多业务多比特率的能力。对称速率(155.52Mbit/s)和非对称速率(下行622.08Mbit/s，上行155.52Mbit/s)。传输距离最大20KM。支持的光分路比在32-64之间。APON技术APON技术具备综合业务接入、QoS服务质量保证等独有的特点；与有源光接入网和铜缆接入网相比，结构简单、可靠和易维护，能提供相对高速的接入速率；由于标准化时间较早，已有成熟商用化产品等等优点。当然APON技术也存在利用ATM信元造成的传输效率较低；带宽受限；系统相对复杂、价格较贵；需要进行协议之间的转换等缺点。EPON/GEPON技术EPON和GEPON的基本差别就是标准化，前者往往指非标设备，后者指符合IEEE802.3ah规范的设备技术的核心部分采用以太网技术。在EPON/GEPON中，根据IEEE802.3以太网协议，传送的是可变长度的数据包。由于以太网适合携带IP业务，与APON相比，极大地减少了传输开销。EPON/GEPON能够提供高达1Gbit/s的上下行带宽。传输距离最大10-20KM。支持的光分路比大于16。EPON/GEPON技术EPON/GEPON融合了PON和以太网的优点，系统结构更简化，标准宽松，成本更低；1Gbit/s的高速宽带，且易于升级；与现有的以太网兼容，无需协议转换；具有同时传输TDM、IP数据和视频广播的能力等优点。随着多协议标签交换（MPLS）等新的IP服务质量(QoS)技术的采用，也可提供一定的QoS保证。EPON/GEPON技术目前仍难以支持实时业务的服务质量；在安全性、可靠性等方面与电信级的服务相比仍有差距。GPON技术GPON技术针对1Gbit/s以上的PON标准，除了对更高速率的支持外，还是一种更佳、支持全业务、效率更高的解决方案。引入通用成帧协议(GFP)，能将任何类型和任何速率的业务进行原有格式封装后经由PON传输，而且GFP帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递，大大提高了传输效率。因此能更简单、通用、高效地支持全业务。GPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有标准的上行速率。传输距离可达20KM(逻辑60KM)。支持的光分路比在64-128之间。GPON技术与EPON力求简单的原则相比，GPON更注重多业务和QoS保证；能够简单、通用、高效的透明传送各种业务；具有前所未有的高比特率、高带宽；非对称特性更能适应未来的FTTH宽带市场；传输距离更远、覆盖范围更广。但是GPON标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，其成本相对EPON仍显较高，目前未到达商品化阶段。引言主要技术类型和特点应用和发展政策需求展望应用环境宽带接入网的技术实现手段有多种，包括铜缆、有源/无源光接入和无线接入等技术，在相当长的一段时间内，将呈现多种技术共存互补、竞争发展的态势。无源光接入技术适合在管线资源相对紧缺、用户比较集中的区域使用。其优点介乎于铜缆接入技术和有源光接入技术之间，适用范围也介乎两者之间。光纤愈向用户推进，无源光接入技术的综合优势就愈明显，无源光接入既适合中小企事业单位的接入，也适合高端个人用户的接入。应用环境APON适用于对带宽要求不高、对业务质量要求高或者需要运行混合业务的企事业单位的接入。EPON/GEPON主要面向对带宽要求高、对业务质量和网络安全要求不是太高、对成本敏感的以太网业务为主的中小型企事业单位的接入；如果成本进一步下降，也将作为FTTH的主要手段直接面向高端个人用户。GPON适合于少数对带宽要求高、需要提供电信级服务质量，且对成本不敏感的多业务需求的企事业单位的接入。发展态势无源光接入技术的优势在于同时具备了节约光纤资源、成本低、带宽高、多业务接入等优点，只有充分发挥这种优势，无源接入技术才能得到长足发展。发展的速度受政策、其他接入技术(有源/铜缆接入技术)发展、其他配套技术(如塑料光纤等低成本技术)的规模应用、自有知识产权技术标准的发展等影响非常大。今后几年是其发展的关键时刻。发展态势APON最成熟，但业务提供能力有限、性价比低，无法满足长远的发展，不建议大力发展，仅满足某些特定区域的接入需求。EPON/GEPON简单、高速、成本低、用户面广，技术、产品相对GPON成熟，是中近期可以大力发展的无源技术。GPON透明传输、高速高效、电信级服务，是发展的趋势，但成本相对高，商业化程度低，是中远期大力发展的无源技术。GPON的市场定位与EPON不同，两者相互补充的。引言主要技术类型和特点应用和发展政策需求展望应用现状和面临挑战有源光接入网已在我国被规模使用。PON技术所具备的各种优势注定其将在中国得到一定的应用。但还是面临多种挑战：技术的发展、标准的制定、市场的需求、用户的认知和政策的支持等等。我国的光接入技术，尤其是无源光接入网的应用还处于起步阶段，需要技术的不断更新，迎合市场的需求，在政府的支持下有序有效的发展。政策需求发展光接入技术，促进光纤到户，是手段而不是目的。真正的目的应当是：确保市场的规范合理的发展、优质低价的满足用户日益增长的业务需求。因此是否需要大力发展无源光网络技术、发展哪种技术、何时如何发展应考虑并不仅仅是技术本身。政策需求（一）如何利用无源光网络技术在确保充分竞争的同时降低高额的固定资产投入

光接入网建设中涉及的光缆、管道、机房、驻地网，从严格的意义上可以表述为“通信网络基础设施”。其特点就是高额的初始固定成本以及相对较低的可变运营成本，具有一种自然垄断特性。传统方式一般是运营商自行建设，供自己发展的用户使用。新运营商很难向用户提供优质低价的服务。这对国家倡导的开放竞争原则是很不利的。同时也会造成大量的资金浪费。过度竞争带来的高成本还会造成恶性竞争。政策需求（一）如何利用无源光网络技术在确保充分竞争的同时降低高额的固定资产投入

准入政策：对驻地网以上基础设施建设，应通过准入政策控制建设方数量，减少大量重复投资；在驻地网准入政策可放宽，应鼓励充分发挥社会的资源推进FTTH的进程。管制租用价格、质量：通过对“通信基础设施”租用的价格和服务质量进行严格管制，并确保其必须预留一定的资源用于租用。新兴运营商可利用这部分资源，采用光接入技术向用户提供优质低价的服务，也会刺激处于传统运营商调整自己的经营理念。鼓励租用和采用新技术：采用多种手段鼓励新兴运营商租用现有资源。在同等条件下应优选采用能够降低成本提高服务质量的光接入新技术的主体建设驻地网。但注意保护现有运营商的积极性。政策需求（二）如何抓住三网融合的有利时机发展无源光网络所谓三网，并非是一个严格的定义，更多的是一种社会性的说法。普遍认为就是指电信网、计算机网和有线电视网这三大网络。三网融合，实质上代表了话音、数据和视频应用的网络和技术的融合。三网融合的动力来源于市场需求和技术进步。市场需求主要表现为社会和用户的对三网融合的需求。数字技术的采用，光通信技术的发展，软件技术的发展，IP协议的普遍采用，在技术上为三网融合奠定了坚实的联网基础。政策需求（二）如何抓住三网融合的有利时机发展无源光网络技术上三网融合虽然是可能和可行的，但考虑到目前业务的割裂，导致限制了用户对高速业务的需求，也影响了光纤和无源光网络技术进一步向用户推进的趋势。随着信息化的发展一日千里，“三网融合”已经成为不可阻挡的必然趋势。只有当三网融合具有可实施性时，无源光网络技术作为解决三网融合的重要技术手段才能真正发挥出活力，才有可能得到广泛的应用。政策需求（三）如何对无源光网络技术、标准和定位进行引导。应形成我国自有知识产权的无源光网络的关键技术、标准、设备研发和应用拓展。利用自有知识产权的光接入技术、标准和设备推进FTTx，将光纤尽量地靠近用户，实现三网融合，无论是安全性和经济性，对于我国的信息化而言也是非常重要。市场的潜力巨大，并带动相关行业的发展。中近期的重点应用在将光纤延伸到楼、小区、绝大部分集团、企业用户和少量的个人高端用户，即FTTB、FTTC、FTTP时中近期光接入的