XPON业务在不同通信需求中的应用探析

2014-08-12王益平

科技视界 2014年19期

王益平

【摘要】随着有线电视、计算机网络和电信网络三网融合趋势的逐渐发展，XPON业务也因其起效快、投入小等优势，而在全业务接入网络中得到了广泛应用，并广泛适用于不同的通信需求之中。笔者以XPON业务的基本内涵和网络设置原则为基础，对XPON业务在不同通信需求中的应用方法进行了分析，同时探讨了XPON业务应用的注意事项，并分析了XPON业务在不同通信需求中的应用前景。

【关键词】XPON业务；通信需求；应用效果

现阶段，我国三大通信网络运营商均在接入网络方面积极应用XPON接入业务，并以此为基础进行整体宽带业务的转型发展，光进铜退也是我国通信行业未来必然的发展趋势。通信运营商是否能够有效运用XPON技术，不仅决定着其未来的市场竞争力，能否在激烈的通信市场竞争中取得一席之地，而且有助于通信运营商整体战略的实现。XPON业务共包括光分配网络ODN、光网络单元ONU和光线路终端OLT三个基本部分，其中，光分配网络ODN主要包括光纤线路和无源分光器两个部分，光网络单元ONU属于客户端，能够为用户的电网、视频和数据网络提供接口，光线路终端OLT骨干网与PON之间的接口，通常位于汇聚节点或是IP城域网的核心部位，OLT能够利用网络侧接口与IP城域网相互连接，用户侧OLT接口下挂ONU设备[1]。

1 XPON技术概述

与GPON技术和EPON技术相比，XPON技术更加成熟和完善，且其宽带接入技术发展速度更快，XPON技术包括无源光分配网络ODN、用户端ONU设备和局端OLT三个部分。EPON技术能够为宽带上下行运转提供基础，且其速率均为1.25Gb/s的对称分布，但随着光接入技术的逐步升级和太网技术的发展，其速率也将会由1.25Gb/s提高到10Gb/s左右。GPON技术宽带无源光综合ITU-TG.984.x标准设置是现阶段我国的接入标准，这一接入技术具有覆盖面积广、用户接口丰富、带宽高和效率高等明显优势，GPON技术的最高上行运转速率能够达到1.25Gbps，最高下行运转速率能够达到2.5Gbps，其约为最大分光比的1/64左右。EPON技术来源于IEEE802.3 EFM，这一接入技术实现了无源光网络（PON）的融合[2]。

1.1 构成单元

PON技术是固网运营商的中心局端与其前端之间最为可靠的联系，Ethernet与PON宽带接入技术是EPON最为主要的两种技术，其中，EPON系统中最为常见的是ONU、OLT和ODN/POS。经过光纤线路的OLT终端光信号会被分光器从一根下行光纤信号分为多路下行光纤信号，并为所有光网络单元ONU提供支持，但是，所有的光网络单元ONU均能够通过耦合器，合并上行信号为同一光纤，并向光纤线路终端OLT发送。依据不同的可靠性、传输距离和覆盖范围，EPON可被分成无源网络设备以及有源网络设备几种，光网络单元ONU、中心局机架设备OLT和设备管理系统EMS是有源网络设备最为核心的三个部分。但中心局机架设备OLT又包括光纤线路终端、网络界面模块和交换模块SCM三个基本部分，其基本功能在于网络连接、语音通话、XPON系统数据以及服务提供商几个部分。无源网络设备主要包括熔接头、适配器、连接器、单模光缆和无源分光器/耦合器等几个部分。

1.2 XPON业务的基本原理

XPON业务主要包括光网络单元、光纤线路终端和光分配网络ODN等三个部分，XPON属于一种树形的拓扑模式，OLT设备通常置于中心局机架端，其基本作用在于管理、维护和监控信道情况，控制分配信道的连接。利用分路器EPON网络能够进行点对多点的拓扑光纤接入网，进而降低光纤用量和管理成本。在EPON网络中，中心局机架通常为控制系统，EPON技术属于一种无源光网络技术与太网技术的融合，因而其运行标准通常为太帧，从而为IP业务的拓展提供了便利条件。EPON技术具有建设维护费用低、高效数据传输、操作简单等优势，因而有助于宽带接入。

2 XPON业务的网络设置原则

XPON业务的基本特征在于点到多点，属于一种单纤双向无源光网络，能够提供1.25Gbps左右上下行对称的速率，并实现光分路器的多个或一个级联。在XPON业务网络的设计方案中，若分光器比例为1：16，则ONU与OLT之间的最大传输距离能够达到20公里；若分光器比例为1：32，则ONU与OLT之间的最大传输距离能够达到10公里[3]。由XPON业务的上述基本特征出发，OLT通常设置在城域网和中心局的汇聚节点部位，通常将机架式OLT设置于市区城域网的核心节点处，而盒式OLT则通常设置于县级市级节点或是市区城域网汇聚节点处。根据每个分公司设置一套网管服务器的要求设置EPON网管系统，可以实施分权分区域的管理[4]。

3 XPON业务在不同通信需求中的应用

XDSL技术的基本载体为铜缆组成的固话网传输媒介，然而，由于铜缆带宽数据传输量无法满足用户逐步增长的需求，以及铜材料价格的逐年上涨，且成本投入量也有所增加，并发生了较为严重的偷盗现象，这就会导致电缆维修成本的大大提高，所以，解决高带宽接入服务问题的关键就在于选择适当的传输介质。按照城市建设基本特征的不同，选择通信XPON接入技术，其通信机房应为辐射状分布的中心局机架，将光分配网络设置于各个接入小区中，能够在小区宽带接入的基础上，实现小区光缆宽带类型的改造[5]。将光分配网络设备外置于小区，能够实现各单元内光网络单元设备和光缆的通信联接，因为光网络单元设备是一种有源设备，因而可通过外在电源为其供电。不同的用户电脑与光网络单元节点之间的连接方式较多，且无需XDSL用户终端设备的辅助，因而有助于成本的降低。

按照网络业务具体情况的不同，在提高投资收益的基础上，可选择下述几种方案：第一，承载语音业务。通过软交换技术，对语音网络进行逐步的改造，依据应用特征的不同，进行语音提供方式的选择[6]。第二，光进铜退区域。以原有接入地区为基础，对已有布线进行充分利用，可通过POTS+ADSL+XPON的方式进行组网方案选择，通过相同的设备实现语音业务和宽带业务的综合接入，有助于传统设备投资风险的降低，符合宏观业务转型的基本趋势和要求，从长远角度出发，最大限度降低传统固定电话交换机投入量。第三，光纤到楼宽带业务。通过POTS+ADSL+XPON或是POTS+LAN+XPON的方式选择组网方案，无法为语音业务提供停电保护，但能够将语音业务转化为增值产品的一种，并加以推广应用。第四，针对居民小区[7]。通过POTS+ADSL+XPON或是POTS+LAN+XPON的方式，为各个型号的设备提供宽带业务和语音业务支持。语音设备设置较为集中，蓄电池的配备能够为语音业务提供停电保护，并为多栋楼或每栋楼提供语音业务支持，宽带设备无需蓄电池支持，且通常置于特定的楼道箱盒内[8]。第五，针对大客户或是商务楼宇。通过POTS+LAN+XPON方式提供语音和宽带业务，并选择先进的XPON技术，其卖点主要表现为光纤到楼，有助于其竞争力的提高。这一技术方式可在客户的设备机房内设置用户端设备，并通过机房内的电源，为用户端设备的工作电源和工作温度提供保障[9]。

4 XPON业务在通信需求中应用的注意事项

第一，ONU机箱和设备取电、接地。ONU机箱和设备通常需要外壳接地，由市电交流保护地提供地线，且应符合下述条件，即用户端存在电阻小于5Ω的有源接地设备，以及电阻小于10Ω的无源接地节点。单独布放截面积大于1.5平方毫米的地线，且机箱连接为线环后，应与地线排相互连接[10]。

第二，ONU机箱的安装。在楼道中安装设备箱时，需要满足楼宇管理部门的意见和要求，从而最大限度减少对于楼道美观性的影响，避免破坏楼道整体设计，或是物业部门施工后再次异议返工。安装设备箱的位置选择需要充分考虑装机时网线布放、数据缆引出楼道、电源引入、光缆引入等几个方面的影响因素。安装ONU设备箱位置的选择，需要符合加固抗震和牢固端正方面的设计要求，安装位置的选择需要同时满足安全性，以及维护、测试、安装等方面的因素[11]。

第三，分光器的设置。设置光分路器的基本原则为按照ONU设备的设置数量，对光分路器的数量与型号进行确定，具体原则包括：一是，应用一级分光，而不应选择二级以上分光；二是，为光分路器设置一定的容量，从而满足近期扩容和故障倒纤处理的需要，可通过光分路器的增加来实现远期扩容；三是，设置光分路器时应避免过度应用主干光纤资源；四是，ONU与OLT之间的光路衰耗应控制在22db以下[12]。

第四，ONU设备的配置。ONU小区容量的配置需要小于其所覆盖用户数量的30%左右。按照市场竞争程度以及运营商接入数量的不同，ONU的配置容量可适当增加或是减少，并实现ONU配置容量的适当增加，初期设备箱配置原则上的适当增加，可以按照后期市场发展情况的不同，进行设备的扩容。ONU的配置数量原则为ONU与其最远端用户数据缆加网线距离控制在90米以下[13]。

5 XPON技术的发展趋势

EPON/GEPON具有用户面广、成本低、高速、简单等优势，且与GPON产品和技术相比，更加完善和成熟，因而逐渐成为近年来无源技术发展的主要趋势。与EPON的市场定位不同，GPON技术能够与其相互补充。随着通信产业驱动新业务的发展，电信用户也提出了越来越高的宽带要求，常规的PON技术已经达到了其最大承载力标准，因而严重制约了用户需求的满足[14]。GPON技术具有电信级服务、高速高效、透明传输等几方面趋势，因而更加符合通信产业发展要求，然而，这一技术需要耗费较高的成本，较难提高其商业化程度。10G EPON的驱动力的部署，有助于用户成本的降低，因而符合HD/3D等新业务的发展趋势。10G EPON的主要设计思路在保持特定MAC层的基础上，兼容10G和 1G传输，并保持原有的网络架构，仅仅在其物理层面进行一定的改变[15]。

下一代PON技术需要符合下述几点规定：首先是成本方面的市场竞争力；其次是更强大的业务隔离能力和宽带能力；最后是在ODN中与现有PON技术共存[16]。WDM技术具有下述几个方面的基本优势：第一，随着GPON向10G GPON升级过程的发展，WDM叠加方案已经得到了验证；第二，对于现有的承载业务，波长叠加方式不会受到影响，因而能够进行无缝的平滑演进；第三，通过不同业务进行相应波长承载，有助于多业务承载业务隔离需要的满足；第四，以WDM技术为基础，能够对Tbit量级光纤的带宽容量进行充分利用，从而实现光纤承载用户数量的最大限度增加[17]。由产业链角度出发，将WDM的技术理念应用于PON网络之中，其实际价值已经受到了广泛的认可[18]。尽管WDM技术具有十分明显的优势，但是，还需要在引入接入网方面进行大量的探索和时间，随着相关标准的逐步制定和完善，其成本下降空间也十分明显，另一方面，因为我国的高速宽带业务还不十分成熟，其周边产业也在逐步发展。所以，PON技术有待于逐步的完善与发展，并由相关专业人士对业务需求进行深入探索，以推动有关标准的制定，综合考虑技术研发与部署的不同阶段，最终实现PON技术可持续性的低成本、多业务、高带宽发展[19]。

6 总结

综上所述，随着我国XPON业务的快速发展完善，该技术在不同通信需求中也将得到广泛的应用，因此，可在XPON业务发展的基础上，对其实施小规模的近期部署，以及分阶段、长期的发展策略和目标，从而最大限度实现保护投资以及通信网络扩容和技术升级的需要[20]。

【参考文献】

[1]李祥珍，欧青海，沈明星.xPON设备电气安全与抗扰度测试的问题分析及建议[J].电力系统通信，2011，32（227）：31-32.

[2]肖勇，周尚礼，申妍华，等.电能信息采集终端的抗电快速瞬变脉冲群干扰研究与设计[J].电力系统控制与保护，2009，1（17）：102-105.

[3]吴航，吴承英，靳宝钢.指挥城市宽带需求和xPON技术演进研究[J].热点技术，2012，1（1）：49-50.

[4]辛泽璎.xPON技术应用探讨[J].广东通信技术，2011，1（7）：71-72.

[5]黄慧，黄晓.配置同步在xPON网管中的设计和实现[J].价值工程，2012，2（14）：168-170.

[6]杨珂.XPON在三网融合接入网中的应用技术研究[J].新应用，2012，1（1）：60-61.

[4]李延峰.三网融合接入网中 XPON 的应用[J].计算机光盘软件与应用，2011，1（17）：12-13.

[5]烽火通信科技股份有限公司.烽火xPON助力运营商建设绿色网络[J].电信科学，2011，1（7）：128-130.

[9]石维新.统一xPON解决方案为全业务运营保驾护航[J].有线网络，2012，1（1）：100-101.