面向全业务PON的应用模式分析

2013-07-02李玮张娅

科学导报·学术论坛 2013年6期

李玮　张娅

[摘要]在现代光纤网络的发展来看，DXVDM等新技术应用使得主干网络有了突破性的发展，但网络瓶颈就在常说的“最后一公里”，即主干网与局域网及家庭用户之间的一段，但PON技术的发展为FTTH提出了主要的解决方案，本文即主要分析在面向全业务下PON技术的主要应用模式。

[关键词]接入网；PON；全业务

一、引言

现有光纤网络主要解决基站电路需求，其覆盖范围、分布特点与终端业务用户相去甚远。以基站为中心的接入网不能满足集团客户接入需求。采用PON等光纤接入技术启用星形网络拓扑提供大客户专线、家庭业务和WLAN的接入。根据预测客户分布以及现有光纤线路资源确定光纤覆盖区域；区域内选择条件较好的点作为业务接入点；业务接入点到城域汇聚节点光纤尽可能成环；业务接入点至末端接入点间光纤环形、链形、星形结构都可采用，但到重要业务的末端接入点光纤应采用环形；末端接入点之间光纤环形、链形、星形结构都可采用。

一、有线接入网中的PON技术

（一）选择PON为关键技术

采用PON为代表的光纤接入技术提供大客户专线、家庭业务和WiFi热点无线宽带覆盖，并由FTYC/B/F+LAN/WiFi向FTTH逐步过渡。

GPON与EPON都是源于A/BPON技术。

GPON由ITU-T制定，更关注运营商需求和发展，EPON由IEEE制定，更关注厂家实现。

GPON效率（约90%）高于EPON（约70%），GPON速率高于EPON，支持下行/上行不对称（更符合宽带接入模式），GPON支持更大的分光比从而减少PON端口数和主干光纤数。

运营能力（OAM和可靠性）：GPON支持全部五大网管功能和50ms主干光纤保护倒换，EPON可支持故障指示、环回和链路监测。

（二）全业务接入网建设思路及原则

接入层须为话音、Intranet专线、Internet专线和电路出租专线提供有力支撑，为客户提供全业务解决方案，存在多种接入技术，包括MSTP、xPON、L2/CE等，但各种业务的传送属性和接口制式都不尽相同，因此目前没有一种技术能够完美的统一接入层的承载。

1）MSTP：语音业务和电路出租专线业务都要求电信级的传送质量，MSTP/MPLS具备高可靠性、高QOS的传送特性，是当前电信级接入层的必然选择，解决2G/3G基站的薄覆盖及高质量语音、电路出租专线业务的承载。

2）xPON以其高带宽、低成本，维护方便，是适合公众、个人、家庭和2G/3G基站深度覆盖的宽带接入技术，代表未来宽带接入的发展方向。

（三）xPON的OLT的部署位置分析

建设初期，OLT宜采用集中设置的原则，在局端机房（传输汇聚节点）设置OLT节点覆盖一定区域内的零散FTTH/O应用用户，以及FTTB/C应用用户；随着用户规模的扩大，初期应用OLT叠加设置在汇聚机房；远期应用OLT逐渐下移，远期目标将其设置在全业务接入点。

二、PON设备形态需要考虑的问题

不同建设场景对PON设备形态要求的影响：

农村场景：需要IAD端口多、DSL端口少的ONU设备，为了节省投资提高设备利用率，需要能支持IAD和DSL业务板灵活混插的ONU设备。

城区住宅场景：不同实装率和渗透率对ONU设备形态要求不一致。

工业园区和酒店等场景：要求ONU设备提供几十、上百线的IAD端口而对宽带口的需求为一个或几个，主要是企业内部网络由自己组建不同：实装率和渗透率对ONU设备形态要求的影响，实装率低的地区，希望厂商提供较少端口的ONU设备；宽带渗透率低的地区，要求ONU设备提供的IAD端口和LAN/DSL端口比例能灵活配制。

城市住宅区，中高低层各类楼宇对ONU设备形态要求的影响；低层板楼由于住户少，需要较少端口的ONU设备。

高层楼宇，为了便于设备的集中维护，希望选择端口密度高的ONU设备。

盒式设备与支持业务板灵活混插的插卡式设备之间的成本差异。

三、PON设备形态初步建议

城区住宅FTYB+LAN建设模式下，ONU设备形态建议：能提供满足要求的系列化产品：宽带接口支持8-48个多种选择，IAD与宽带接口比例支持4：1、2：1、1：1几种选择，最好能够通过同一套设备配置不同的板卡实现，即简单的插卡式设备。

FTYx+DSL建设模式下，ONU设备形态建议：城区住宅，能提供满足要求的系列化产品：宽带口支持24-128个，IAD与宽带接口比例支持4：1、2：1、1：1几种选择。农村，能够提供支持几十、上百口IAD，且IAD端口与端口数可灵活配置的ONU设备。

总之，要求内置DSL端口的ONU设备能够支持IAD和DSL业务板的灵活混插，满配时支持的IAD容量超过100线，目前，传统综合接入设备厂家可通过综合接入设备出PON上联口满足上述要求。

酒店、工业园区FTTB+LAN建设模式下，ONU设备形态建议：高IAD端口、低FE/GE端口：IAD端口达几十-100线以上，FE/GE端口1-4个。

目前，仅个别厂家可提供相关产品，且只能支持一个FE接口，支持FE和IAD灵活混插的设备目前仅在开发计划中

四、PON的应用模式分析

（一）基站接入的应用

从网络层面来看，BSC/RNC以上的核心网络，传送的业务以ATM和IP业务为主，承载业务量大，覆盖用户多，需要提供完善的保护能力，传输层适合采用成熟的MSTP（多业务传送平台）技术；从RNC/BSC到末端基站，业务主要以接入、汇聚为主，主要呈星形分布，传送的业务以E1（含IMA）为主，在这个层面上，PON技术较为适合。

从基站建设来看，对于城市密集区域、中心商业区，基站业务较为重要，现有的基站基本已经采用SDH环网技术建设了传送网，这时，引入PON的技术主要用于该区域的宽带接入用户，基站业务无需切换到PON网络上；对于新建基站，以及小区/楼宇覆盖的微蜂窝基站，可以采用PON技术组网，既符合PON星形组网的特征、节省网络建设成本，又可以通过光纤向下延伸，扩大对重要客户的宽带接入业务的覆盖。

随着3G的发展，数据业务的比重越来越大，移动网络向着全IP化方向发展，PON技术可以在单芯光纤上提供多条E1和IP数据连接的特性，可进一步满足移动业务的未来发展需要。

（二）大客户接入

在ONU侧，对于写字楼中小型商业用户，可通过多以太口ONU接入，实现基于端口的限速，配合EPON的SLA功能，可满足客户端的QOS要求和运营商的投入产出比要求；对于大型客户，可通过单口千兆ONU实现用户接入。

在OLT侧，可工作于三层模式（连接城域路由设备），也可工作于二层模式（直接连接MPLSPE设备）。

该模式的优势在于：带宽大大提升，相对于PDH、SDH/MSTP接入方式，EPON可提供给用户最高千兆的可用带宽；全程可管理，可按照不同客户需求提供不同的服务水平；扩展性好，一台OLT可覆盖半径20公里内的大客户，树型拓扑决定了灵活性比环形拓扑要好的多；投入产出比高，相对于PDH、SDH/MSTP设备，EPON设备当前的价格就已经具备足够的竞争力，并且随着成本的下降，竞争力会更强，而PDH、SDH/MSTP产品的价格已经趋向稳定；可通过端口1+1备份等保护方式为可靠性要求高的客户提供保护。

（三）网吧接入

该模式的优势在于：将零散网吧收归到统一的接入网络之内，统一管理、维护；网吧提速：相对于传统光纤收发器方式，带宽大大提升，并灵活可调；节省大量光纤资源，同时便于扩展，灵活接入新建网吧；在接入网屏蔽不安全流量和不稳定因素、保证城域网安全。该应用模式在当前已经非常成熟，国内部分运营商已经开始了广泛的试用以及商用。

（四）无线热点覆盖

WLAN和WiMAX作为无线热点覆盖的两种代表技术，关键区别在于覆盖范围的不同。对于酒店、商场、机场等局域场合，可通过WLAN的方式实现热点接入；对于城域范围的无线覆盖，可以通过WiMAX完成。PON与WLAN和WiMAX相结合，可以低成本、高灵活性地实现宽带无线接入的热点覆盖

（五）农村信息化

区域覆盖：在这种应用模式下，OLT产品设置在镇中心机房，上行接入城域IP网络县级节点，下行通过ONU到各行政村，然后通过下挂MSAG产品实现数据、语音业务的综合承载。在OLT上行侧，可通过不同的上行连接IP城域网。

该应用模式的优势在于：单光纤到村、节省大量光纤资源以及施工成本；PON+MSAG模式，提供农村通信一站式解决方案；运营、维护成本低。

基站下挂：此种方式依托农村移动基站，可靠近用户，光纤距离更短，因此在网络建设的速度上和成本上都更具优势。

（六）视频监控

EPON应用于城域视频监控，可以在城域IP网POP点下设置OLT设备，基于EPON传输的长距离，可以对较大区域进行覆盖。

该应用模式的优点如下：节约光纤资源；覆盖距离远，实现低成本的大范围覆盖；中间设备（接入网中心设备到监控点之间）无需维护，无需额外电源供应；带宽足够大，扩容简单；不受环境噪音（电磁波）的干扰；安全，不易窃听和侵入。

五、结束语

PON技术能够对多种业务提供很好支持，同时引入了更多来自电信业界的网管和运维思想。PON技术的优势在于，能够减少主干光纤资源占用，节约投资；网络结构灵活，扩展能力强；无源光器件故障率低，不易受外界环境干扰；业务支持能力强等。

参考文献