国内PON技术应用的概述

wangjiangxiao

第一章、国内PON技术应用的概述

PON技术起源于1995年开始逐渐形成的 ATMPON技术标准[1]

，PON是英文\"无源光网络\"的缩写。而GPON(Gigabit-Capable PON) 最早由FSAN组织[2]

于2002年9月提出， ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2004年2 月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。

基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似，也是由局端的 OLT(光线路终端)，用户端的ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元 )，连接前两种设备由单模光纤(SM fiber)和无源分光器(Splitter)组成的 ODN(光分配网络)以及网管系统组成。目前，业界最主要的两个PON标准，一个是由IEEE802.3ah工作组制定的Ethernet PON (EPON)标准，另一个是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON (GPON) 标准，其共同的特点如下：

·高接入带宽                                                                    

GPON下行速率高达2.5Gbit/s，上行1.25Gbit/s的速率，EPON采用上下行各1.25Gbit/s的速率，可以满足现在和未来各种宽带业务的需要；

·节省光纤资源

点到多点（P2MP）的树状广播形网络拓扑结构，从局端的一芯光纤，最后可以分支到32/64个终端ONU设备，极大节省了馈线段的光纤资源，特别是对于地域广阔的地区，或者原有光纤资源有限的运营商，采用PON技术组网可以提高光纤资源的使用效率；

·设备运维、管理成本低

PON光纤接入技术，只有局端（OLT）和用户侧设备（ONU）为有源设备，其中间的光分布网络采用稳定性高、体积小巧、成本低的无源分光器，无需提供电源、空调等机房设备，也不占用机房空间，只需安装在光交接箱或光配线架的适当位置即可，易于维护；

第二章、GPON和EPON技术比较

相对EPON技术，GPON更注重对多业务的支撑能力（TDM、IP、CATV），上联业务接口及下联用户接口更为丰富（10GE、GE、FE、STM-1、E1，POTS…），可提供FTTH，FTTB/FTTO/FTTC+LAN (DSLAM)的多种接入方式，同时GPON的“源模式TDM”支撑能力，能够支撑传统TDM E1业务，可提供移动基站互联，PBX接入以及大客户E1专线接入，同时能够提供时钟同步以及电信级QoS保证，使得电信运营商在采用新的宽带接入技术的同时不放弃原有的利润来源。而EPON的TDM支撑采用电路仿真实现，其QoS以及时钟同步方面不如GPON，对传统业务支撑起来有困难，可靠性也不是很好。

相对于EPON，GPON的标准更加完善。管理层的互通的定义，使得OLT厂商的网络管理系统，能够对异厂商的ONU进行正常的认证、配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等完善的OAM功能。

另外，除传统的语音、数据业务外，GPON标准中还定义了第3波长，在OLT上接入数字电视、IPTV的电视信号，在不影响电信业务的情况下，可以传送到末端的ONU设备，并提供RF电接口接入到用户有线电视分配网，从而提供三网合一的业务。

当前，EPON技术比较成熟，芯片设计难度比较低，产业链比GPON比较成熟。EPON可以用以太网协议支撑所有的IP网络，和现在的设备有很好的兼容性，在数据业务里EPON有独特的优点。GPON相对EPON出现比较晚，它的芯片成本相对来讲还是比较高的。但随着GPON设备量产后，成本会下降到与EPON相当的水平，甚至当用户需求带宽超出30M后，GPON成本优势突出。

从应用场景看，EPON比较适合部署中小规模FTTx，
如个人的用户，GPON适合于部署大规模FTTx，如对技术要求高的企业用户。从长的观点看，我国的发展趋势可能从宽带点到点以太网光纤系统和EPON开始，最终过渡到GPON阶段。

第三章、中国GPON设备 FTTn的主要可应用形态

ITU-T在APON技术未能获得成功的情况下，重新设计了新的物理层传输速率和传输汇聚层，发布了G.984.x系列的GPON标准。GPON的下行最大传输速率高达2.488Gbit/s，上行最大传输速率可达1.244Gbit/s，传输距离至少为20km，具有高速、高效传输的特点。GPON的封装除了传统的ATM外，还可以支撑全新的GEM（GPON封装模式）格式。GEM类似于GFP，可以适应各种用户信号格式和任何传输网络制式，按固有格式传送语音、数据和视频信号，这样，运营商提供业务的灵活性就提高了。GEM封装方式也使时钟同步变得容易，GPON因此可以支撑端到端的定时和其他准同步业务，可以直接支撑TDM业务，不需要像EPON那样进行TDM仿真，提高了TDM传输质量。GPON的OAM机制完善，这方便了运营商的管理维护。

（1）只需在附近具备条件的接入机房或者汇聚机房设置OLT设备，ONU设备放置在用户端，无源光分配器放置在室外或室内（可以采用挂壁式安装）即可。由于不需要建设机房，因此降低了初期投资和后期运维成本。（2）多栋楼宇的各种客户通过PON连接起来，构成一个树型/星型的宽带接入网，所有用户共享GE/2.5G的带宽，而且某个用户的故障不会影响其他用户的正常使用。（3）分光器是无源设备，故障率低，可以有效解决MSTP的树型/链型网络拓扑可靠性差的问题。（4）只需要增加新的分光器即可扩容，无需破环割接，部署方便。（5）在业务接入方面，数据业务（用户上网、MPLS VPN、以太网专线、NGN电话业务）通过ONU以太网口接入，ONU上行通过OLT设备的FE/GE上联口连接至汇聚点业务路由器，TDM业务通过ONU E1接口接入。

ITU-T制定的GPON系列标准相当完善，同时也相当复杂，因此标准正式发布至今，全球只有很少的企业支撑，专业的GPON芯片也刚刚推出，这使得GPON产品价格较高，难以实现大规模部署。

基于上面的应用分析，结合GPON设备的特点，可以总结GPON设备的 FTTn应用形态有：

(1)城区主要商务区光缆资源紧张地区的业务改造；

(2)具有多重业务设备的小区机房的综合接入改造；

(3)远离原有传输网络的大客户接入及无线覆盖；

(4)新建科技园区、商务区的综合接入；

(5)远郊区县的综合接入传输。

值得指出的是，GPON在FTTn的应用中，主要利用的是其综合业务接入传输能力。在应用中着重应体现的是其高带宽，广覆盖，单纤接入，接口丰富的技术特点。