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PON技术介绍
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3秒自动关闭窗口PON：为FTTH圆梦
对中国FTTH市场来说，到底采用何种PON技术也许并不是最重要的，关键是尽快启动市场
作者：蔡君
时间： 18:13:58
通讯世界 浏览次数：528
&多年来，用户对各种宽带业务充满了梦想。电信运营商和设备供应商也对各种宽带业务的技术实现进行了广泛的探索，包括早些时候基于ATM的B-ISDN体系和近年各种业务向IP通信平台统一汇聚的趋势。但是不管业务在逻辑层面是由ATM、还是IP承载，人们对物理层面的期待基本上没有本质的变化，即光纤到户（FTTH）是用户接入线路的终极方式，它将最终突破接入的带宽瓶颈，是“三网合一”最理想的方式。&&& 过去，由于成本、技术、需求等方面的障碍，FTTH一直没有得到大规模推广与发展。然而，这种局面最近有了很大的改观，在全球不少地方，由于政策上的扶持和技术本身的发展，在沉寂多年后，FTTH再次成为热点，步入快速发展期。新技术、新设备、新的网络建设计划不断推出，引起了业界的关注，很多有识之士把FTTH视为光通信市场复苏的重要转折点。预计今后几年，FTTH将会有更大的发展。&&& FTTH：已到收获时？&&& 日本是全球FTTH市场的领头羊，据日本总务省最新公布的数据显示，2004年6月底日本宽带用户数达1619万，较2003年底的1364万新增了255万，增长比率接近19%。其中1207万是DSL用户数，是目前日本宽带市场的主流；其次则是CATV，其宽带用户数为270万，而FTTH的用户数则达到142万（表1）。 &&& 依据各类型宽带接入方式区分，目前用户数增长最快速的即为FTTH，其上半年用户数较去年底增长了近59%，且今年第一季与第二季的增长率也有24%，远远超出其它的宽带接入方式。这表明虽然FTTH是日本最晚推出的宽带服务，目前的用户数也仅接近142万，但从其增长率来看，未来发展甚为可期。&&& 而作为最早推出FTTH服务的美国，为了宣传和推动FTTH的发展，成立了FTTH协会，另外政府在管制和税收方面正在制定一些有利于FTTH发展的政策，截至2004年2月，全美共有96个地区的18万家庭，实现FTTH，预计2004年底这一数字将达到100万，2005年底前达到300万。&&& 与国外相比，中国的FTTH建设还处于起步阶段，还未形成完整的产业链，目前主要是设备制造商在积极推动。而与之形成对比的则是，近两年宽带网络的大行其道使ADSL成了宽带接入市场的明星；进入今年以来以Wi-Fi、WiMAX为代表的宽带无线接入技术又成为业界瞩目的焦点。这不由使人对FTTH在国内的市场前景产生一丝担忧。前有“狼”、后有“虎”，FTTH应如何自处？&&& 对此富士通公司的杨松表示，虽然从特定的经济需要、移动需要等条件出发，xDSL、各种宽带无线接入技术在现在以及将来对光FTTH都有一定的补充作用，但是FTTx必将成为接入线路的绝对主流技术。当前，包括中国在内，世界各国的运营商都在大力发展xDSL业务，有的国家xDSL业务甚至已经饱和，在对更高带宽、对称接入需求不断提高和光接入解决方案成本不断降低等诸多因素的综合促进下，已出现了FTTx蓬勃发展的势头。当然，FTTx业务的发展不是一年或者几年间就能够发展到饱和状态的。因为FTTx就像当年铺设双绞线一样，它是电信业务中最基本的一段基础设施，在通信技术层出不穷的背景下，电信运营商一定会采取谨慎研究、试验、由小到大逐步展开的过程来建设FTTx接入网络。所以说FTTx的市场机会不容置疑，关键在于设备供应商如何把握这一个过程。&&& 为FTTH应用提供半导体器件、软件和收发器的主要供应商BroadLight公司亚太区总经理张凯超也有相似的看法，他认为，从目前的情况来看，迄今还没有一种绝对主导技术能够实现从电信中心局到用户端的接入网络的全部功能，不太可能全程采用一种接入方式，比较实际的情况是采取分段的方式，各种接入技术都会有自己的用武之处。但是随着光纤铺设的成本与铜线的成本差距日益缩小，考虑到未来扩展的需要，光纤无疑更具弹性，至少在能力上铜线无法赶上；至于无线技术，与其它技术相比，由于其受到频谱限制以及电磁干扰等的困扰，还需要一段时间来解决。所以光纤必将成为接入技术的主流，当然这需要一定时间。对于中国来说，等待也许并不会像想象中那么长，国外需要10年才能做到的，中国也许只要3～5年，这一点从国内DSL的发展就可以得到证明。&&& PON：FTTH的最佳选择？&&& 各种光纤接入技术都可能用作FTTH的解决方案，光纤接入技术包括有源光网络和无源光网络。有源光网络技术和产品有初期的SLIC（Subscriber Line Interface Circuit）和后来的DLC（Digital Loop Carrier）、IDLC（Integrated Digital Loop Carrier）等，国际电信联盟提出的基于PDH的灵活复用和基于SDH的灵活复用也属于有源光接入技术，现在也有把波分复用（WDM）技术用于光接入网的。实际上，包括目前应用较广泛的点到点（PTP）的MC，都属于有源光纤接入。而无源光网络（PON）从承载的内容来分类，主要包括A/BPON（ATM PON）、EPON（Ethernet PON）以及GPON（Gigabit PON）等。&&& 与同类基于光纤的竞争技术相比，无源光网络（PON）拥有众多优势。&&& 首先，由于 PON 属于无源光学网，因而环路中无有源电子器件，这意味着维护成本（OPEX）将显着降低。由于网络组件数量更少，因此故障点也将相应减少，进而运营支出（OPEX）与要求也会最大程度地降低。其次，PON 架构是一种面向未来的架构，既能处理现在的语音、视频及数据应用，而且对未来新兴应用的处理能力也将毫不逊色。因此，拥有 PON 就不必担心未来昂贵的升级与功能增强费用了。PON使电信运营商可以推出更多种类的服务，进而增加收入。此外，借助 PON 架构，运营商还可提供各种利润较高的产品。因此，PON无疑是实现FTTH的最佳选择。&&& 在现有所有基于PON的技术中，APON 是最早的，在1995年提出。首先对APON进行规范的国际组织是FSAN（Full Service Access Network）联盟，同时也可以说FSAN是对APON的国际标准贡献最大的组织，其提出的APON格式首先成为ITU-T 建议G.983.1（1998.10）。1999年，ITU-T 又出台了G.983.2建议。2001年，APON改名为BPON。&&& EPON是由IEEE 802.3 工作组在2000年11月成立的EFM（Ethernet in the First Mile）研究小组提出的。EPON是几个最佳的技术和网络结构的结合。EPON以以太网为载体，采用点到多点结构、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。另外，EPON也提供一定的运行维护和管理(OAM)功能。EPON技术和现有的设备具有很好的兼容性。而且EPON还可以轻松实现带宽10Gb/s的平滑升级。新发展的服务质量（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（p802.lp）和虚拟局域网（VLAN）。由于以太网的广泛应用，EPON一经出现就受到了众多设备厂商的青睐。&&& GPON是ITU-T在A/BPON之后推出的最新的光接入技术，2001年，FSAN组启动了另外一项标准工作，旨在规范工作速率高于1Gb/s的PON网络，这项工作被称为Gigabit PON（GPON）。GPON除了支持更高的速率之外，还要以很高的效率支持多种业务，提供丰富的OAM&P功能和良好的扩展性。大多数先进国家运营商的代表，提出一整套“吉比特业务需求”（GSR）文档，作为提交ITU-T的标准之一；反过来又成为提议和开发GPON解决方案的基础，这说明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，因此具有更周到的运营利益考虑。&&& BPON、EPON、GPON：谁将在最后的竞争中胜出？&&& 虽然PON已经被认为是实现FTTH的最佳选择，但也不能说其未来的发展就已经是一片坦途。首先来自内部的不同标准之争一直以来就颇有愈演愈烈之势。鹬蚌相争的结果很有可能会让哪个渔翁趁机得了利。&&& 由于三种PON的主要成本都是光接口，因而其硬件成本相差不多，而传输效率是关键。GPON无论在扰码效率、传输汇聚层效率、承载协议效率和业务适配效率方面都是最高的，因此其总效率最高，等效系统成本最低。总的看，GPON有其技术上的优势，似乎应该具有更广阔长远的应用前景。但技术优势并不能带来业务优势，在经受盲目追求新技术而造成的阵痛之后，运营商变得客观而实际。在实际部署经验来说，GPON不如EPON，更比不上BPON，而且大多数运营商已经部署或正在部署BPON/EPON网络，还为此做了大量的配套工作，所以留给GPON的成长空间就十分小了。再加上GPON由于其标准尚不成熟，支持的产品稀少，目前还没有商用芯片，因此距离大规模商用还有较大距离。&&& 因此，当前市场的竞争主要集中在BPON和EPON间。从表面上看，似乎EPON更占优势。基于IEEE 802.3ah的GE-PON上下行速率都为1.25Gbps，远高于BPON的上行622Mbps、下行155Mbps。而与ATM技术相比，以太网技术更具有应用范围和成本方面的优势。杨松就表示，从长远的目光来看，勿庸置疑基于以太网技术的GE-PON将占据主导地位。首先，广泛应用的以太网技术意味着更成熟的产业、更低价位的设备成本；其次，随着IP网络上各种QoS技术的不断发展和部署经验的积累，通过TDM提供的QoS保证的比重将逐渐降低。&&& 话虽如此，但从国外商用情况来看，却恰恰相反。日本的NTT宣称其FTTH用户中有40%采用PON接入方式，比较有意思的是，NTT最初在宣传推广“New Family Type”业务时称该业务是基于EPON技术架构的，但令人诧异的是NTT没有按承诺部署EPON，却转而宠幸BPON，他们的理由是EPON尚无规模部署的经验，而且基于EPON的服务也没做好相应的准备。虽然NTT一直十分看好EPON技术的未来，但同时也十分明白目前部署EPON的优势不大，所以干出“挂羊头卖狗肉”之举。由此来看，NTT部署BPON也许真是无奈之举。&&&& 同样的情况也发生在美国，虽然美国FTTH协会推荐的PON技术是EPON，但运营商们似乎对BPON更情有独钟，有3家运营商（前身均为地方贝尔公司）于2003年联合发布了基于FSAN规范的BPON RFP，其中最为积极的Verizon公司计划今年将会实现9个州的100万家庭的接入，而且保证其投资成本不会有太大增加。&& 之所以会有这种情况出现，张凯超认为，主要是因为EPON仍处于被评估的阶段，其未来还不确定，在全球范围内真正大规模商用的案例也较少；而BPON则正相反，从技术到产品都相当成熟，在日本和北美已大规模商用，用户对BPON已有了足够的了解和信任。运营商在选择技术的时候，首先要考虑的是该项技术是否成熟，是否已有成功的应用案例，是否有足够多的具有质量和供应能力保证的供应商，从这些方面来看，BPON无疑更胜一筹。&&& 除此之外，以往BPON的弱项之一----数据速率方面也已得到改善。据张凯超介绍，BroadLight不久前推出了一个包括控制器、软件和收发器的全面端到端扩展BPON（EBPON，扩展宽带无源光学网络）产品线，其性能远远超出现有BPON解决方案，并且可以达到与GPON相媲美的速度。EBPON是基本ITU G.983 PON标准的扩展，并经ITU-T批准。EBPON解决方案可提供高达1.25Gbps的下行传输速率和高达622Mbps的上行传输速率，与EPON相当。如此高的性能可容易地满足交换式数字视频（SDV）系统的要求，从而提供全面的数字IP视频服务，如高清晰度电视（HDTV）、IP流式视频、实时视频点播、交互式游戏、视频会议和Web TV。除此之外，EBPON的另一个优势是在技术成熟时可快速、容易地升级到GPON。&&&&张凯超表示，无论是在等待GPON，还是在考虑现在就采用BPON的企业，都应当根据EBPON的巨大性能提升来认真地评估这一解决方案。考虑到GPON在2～3年内不太可能达到成熟，相信BroadLight的EBPON将会赢得大量原来准备选用标准BPON的用户。&&& 可以肯定的是EBPON产品的推出也必将对EPON的发展前景产生影响，但谁将胜出现在还言之过早。明年也许将会是决定EPON命运的一年。&&& 其实对于国内市场来说，无论是BPON、EPON还是GPON，谁胜谁负都不是最重要的，关键是要加快其前行的步伐。目前我国在FTTH的技术层面，与国外的差距不是太大，当务之急是如何才能把市场尽快启动起来。在日本、韩国和美国，FTTH的发展普及是与政府的积极扶持分不开的。就像联通基础网络部副总经理沈文粹指出的那样，FTTH是一个渐进的过程，现在就应该开始启动，这不仅会促进我国FTTH市场的发展，对当前国内低迷的光纤光缆产业也有好处。为此政府应超前规划，大力扶持，并给与运营商更大的发挥空间，这样才能有效加快我国FTTH的发展步伐。&
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