無源光網(wǎng)絡的發(fā)展及應用

《無源光網(wǎng)絡的發(fā)展及應用》引言主要技術類型、特點應用和發(fā)展政策需求展望引言光通信技術的發(fā)展主要呈現(xiàn)兩大方向：主干層面正向高速率、大容量、智能化的光網(wǎng)絡方向發(fā)展，最終實現(xiàn)全光網(wǎng)絡；接入層面則向低成本、綜合接入、寬帶化、光纖化的接入網(wǎng)發(fā)展，最終實現(xiàn)光纖到家庭和光纖到桌面

目前的現(xiàn)狀：骨干網(wǎng)層面：容量已達到Gbps/Tbps級,下一代網(wǎng)絡的逐步引入提高了網(wǎng)絡利用率,已基本可以滿足新興業(yè)務的需求。接入網(wǎng)層面：始終是整個網(wǎng)絡運行的瓶頸，從傳統(tǒng)撥號上網(wǎng)到xDSL、LAN、HFC，本質(zhì)仍是基于銅纜的接入方式。引言光纖接入技術有帶寬高、覆蓋范圍大、傳輸距離遠、安全保密性高等優(yōu)點。光纖到家(FTTH)是幾十年來人們不斷追求的夢想和探索的技術方向，但由于成本、技術、需求等方面的障礙，光接入的應用范圍被限制在大客戶、集團用戶等少量用戶。如何選擇一種成本更低更適合向用戶進一步推進的光接入技術就顯得尤為重要了，無源光網(wǎng)絡以其技術和成本的優(yōu)勢成為光纖接入的一種重要技術。引言引言主要技術類型和特點應用和發(fā)展政策需求展望概述光纖接入網(wǎng)就是采用光纖傳輸技術的接入網(wǎng)，泛指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。按傳輸媒質(zhì)劃分可以分為有線接入網(wǎng)和無線接入網(wǎng)；按光器件劃分又可分為有源光網(wǎng)絡和無源光網(wǎng)絡。有源光接入網(wǎng)：MSTP、光以太網(wǎng)無源光接入網(wǎng)：APON、EPON/GEPON、GPON無源光網(wǎng)絡無源光網(wǎng)絡（PON）是指在OLT(光線路終端)和ONU(光網(wǎng)絡單元)之間的ODN(光分配網(wǎng)絡)沒有任何有源電子設備的光接入網(wǎng)。無源光網(wǎng)絡本身是一種多用戶共享系統(tǒng)。寬帶PON技術主要有APON、EPON和GPON技術。無源光網(wǎng)絡的優(yōu)勢無源光網(wǎng)絡設備簡單，投資相對也較小。無源光網(wǎng)絡設備組網(wǎng)靈活，支持多種拓撲結構。無源光網(wǎng)絡設備安裝方便。無需專門的場地和機房，無需遠端供電。無源光網(wǎng)絡適用于點對多點通信。無源光網(wǎng)絡是純介質(zhì)網(wǎng)絡，無電磁干擾和雷電影響。無源光網(wǎng)絡擴容比較簡單，用戶投資得到保證。APON技術APON技術的核心部分采用ATM技術。利用ATM的集中和統(tǒng)計復用特性，提供從窄帶到寬帶等各種業(yè)務，不僅支持可變速率業(yè)務，也支持時延要求較小的業(yè)務，具有支持多業(yè)務多比特率的能力。對稱速率(155.52Mbit/s)和非對稱速率(下行622.08Mbit/s，上行155.52Mbit/s)。傳輸距離最大20KM。支持的光分路比在32-64之間。APON技術APON技術具備綜合業(yè)務接入、QoS服務質(zhì)量保證等獨有的特點；與有源光接入網(wǎng)和銅纜接入網(wǎng)相比，結構簡單、可靠和易維護，能提供相對高速的接入速率；由于標準化時間較早，已有成熟商用化產(chǎn)品等等優(yōu)點。當然APON技術也存在利用ATM信元造成的傳輸效率較低；帶寬受限；系統(tǒng)相對復雜、價格較貴；需要進行協(xié)議之間的轉換等缺點。EPON/GEPON技術EPON和GEPON的基本差別就是標準化，前者往往指非標設備，后者指符合IEEE802.3ah規(guī)范的設備技術的核心部分采用以太網(wǎng)技術。在EPON/GEPON中，根據(jù)IEEE802.3以太網(wǎng)協(xié)議，傳送的是可變長度的數(shù)據(jù)包。由于以太網(wǎng)適合攜帶IP業(yè)務，與APON相比，極大地減少了傳輸開銷。EPON/GEPON能夠提供高達1Gbit/s的上下行帶寬。傳輸距離最大10-20KM。支持的光分路比大于16。EPON/GEPON技術EPON/GEPON融合了PON和以太網(wǎng)的優(yōu)點，系統(tǒng)結構更簡化，標準寬松，成本更低；1Gbit/s的高速寬帶，且易于升級；與現(xiàn)有的以太網(wǎng)兼容，無需協(xié)議轉換；具有同時傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力等優(yōu)點。隨著多協(xié)議標簽交換（MPLS）等新的IP服務質(zhì)量(QoS)技術的采用，也可提供一定的QoS保證。EPON/GEPON技術目前仍難以支持實時業(yè)務的服務質(zhì)量；在安全性、可靠性等方面與電信級的服務相比仍有差距。GPON技術GPON技術針對1Gbit/s以上的PON標準，除了對更高速率的支持外，還是一種更佳、支持全業(yè)務、效率更高的解決方案。引入通用成幀協(xié)議(GFP)，能將任何類型和任何速率的業(yè)務進行原有格式封裝后經(jīng)由PON傳輸，而且GFP幀頭包含幀長度指示字節(jié)，可用于可變長度數(shù)據(jù)包的傳遞，大大提高了傳輸效率。因此能更簡單、通用、高效地支持全業(yè)務。GPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有標準的上行速率。傳輸距離可達20KM(邏輯60KM)。支持的光分路比在64-128之間。GPON技術與EPON力求簡單的原則相比，GPON更注重多業(yè)務和QoS保證；能夠簡單、通用、高效的透明傳送各種業(yè)務；具有前所未有的高比特率、高帶寬；非對稱特性更能適應未來的FTTH寬帶市場；傳輸距離更遠、覆蓋范圍更廣。但是GPON標準復雜且開發(fā)較晚，技術尚不成熟，其成本相對EPON仍顯較高，目前未到達商品化階段。引言主要技術類型和特點應用和發(fā)展政策需求展望應用環(huán)境寬帶接入網(wǎng)的技術實現(xiàn)手段有多種，包括銅纜、有源/無源光接入和無線接入等技術，在相當長的一段時間內(nèi)，將呈現(xiàn)多種技術共存互補、競爭發(fā)展的態(tài)勢。無源光接入技術適合在管線資源相對緊缺、用戶比較集中的區(qū)域使用。其優(yōu)點介乎于銅纜接入技術和有源光接入技術之間，適用范圍也介乎兩者之間。光纖愈向用戶推進，無源光接入技術的綜合優(yōu)勢就愈明顯，無源光接入既適合中小企事業(yè)單位的接入，也適合高端個人用戶的接入。應用環(huán)境APON適用于對帶寬要求不高、對業(yè)務質(zhì)量要求高或者需要運行混合業(yè)務的企事業(yè)單位的接入。EPON/GEPON主要面向?qū)捯蟾摺I(yè)務質(zhì)量和網(wǎng)絡安全要求不是太高、對成本敏感的以太網(wǎng)業(yè)務為主的中小型企事業(yè)單位的接入；如果成本進一步下降，也將作為FTTH的主要手段直接面向高端個人用戶。GPON適合于少數(shù)對帶寬要求高、需要提供電信級服務質(zhì)量，且對成本不敏感的多業(yè)務需求的企事業(yè)單位的接入。發(fā)展態(tài)勢無源光接入技術的優(yōu)勢在于同時具備了節(jié)約光纖資源、成本低、帶寬高、多業(yè)務接入等優(yōu)點，只有充分發(fā)揮這種優(yōu)勢，無源接入技術才能得到長足發(fā)展。發(fā)展的速度受政策、其他接入技術(有源/銅纜接入技術)發(fā)展、其他配套技術(如塑料光纖等低成本技術)的規(guī)模應用、自有知識產(chǎn)權技術標準的發(fā)展等影響非常大。今后幾年是其發(fā)展的關鍵時刻。發(fā)展態(tài)勢APON最成熟，但業(yè)務提供能力有限、性價比低，無法滿足長遠的發(fā)展，不建議大力發(fā)展，僅滿足某些特定區(qū)域的接入需求。EPON/GEPON簡單、高速、成本低、用戶面廣，技術、產(chǎn)品相對GPON成熟，是中近期可以大力發(fā)展的無源技術。GPON透明傳輸、高速高效、電信級服務，是發(fā)展的趨勢，但成本相對高，商業(yè)化程度低，是中遠期大力發(fā)展的無源技術。GPON的市場定位與EPON不同，兩者相互補充的。引言主要技術類型和特點應用和發(fā)展政策需求展望應用現(xiàn)狀和面臨挑戰(zhàn)有源光接入網(wǎng)已在我國被規(guī)模使用。PON技術所具備的各種優(yōu)勢注定其將在中國得到一定的應用。但還是面臨多種挑戰(zhàn)：技術的發(fā)展、標準的制定、市場的需求、用戶的認知和政策的支持等等。我國的光接入技術，尤其是無源光接入網(wǎng)的應用還處于起步階段，需要技術的不斷更新，迎合市場的需求，在政府的支持下有序有效的發(fā)展。政策需求發(fā)展光接入技術，促進光纖到戶，是手段而不是目的。真正的目的應當是：確保市場的規(guī)范合理的發(fā)展、優(yōu)質(zhì)低價的滿足用戶日益增長的業(yè)務需求。因此是否需要大力發(fā)展無源光網(wǎng)絡技術、發(fā)展哪種技術、何時如何發(fā)展應考慮并不僅僅是技術本身。政策需求（一）如何利用無源光網(wǎng)絡技術在確保充分競爭的同時降低高額的固定資產(chǎn)投入

光接入網(wǎng)建設中涉及的光纜、管道、機房、駐地網(wǎng)，從嚴格的意義上可以表述為“通信網(wǎng)絡基礎設施”。其特點就是高額的初始固定成本以及相對較低的可變運營成本，具有一種自然壟斷特性。傳統(tǒng)方式一般是運營商自行建設，供自己發(fā)展的用戶使用。新運營商很難向用戶提供優(yōu)質(zhì)低價的服務。這對國家倡導的開放競爭原則是很不利的。同時也會造成大量的資金浪費。過度競爭帶來的高成本還會造成惡性競爭。政策需求（一）如何利用無源光網(wǎng)絡技術在確保充分競爭的同時降低高額的固定資產(chǎn)投入

準入政策：對駐地網(wǎng)以上基礎設施建設，應通過準入政策控制建設方數(shù)量，減少大量重復投資；在駐地網(wǎng)準入政策可放寬，應鼓勵充分發(fā)揮社會的資源推進FTTH的進程。管制租用價格、質(zhì)量：通過對“通信基礎設施”租用的價格和服務質(zhì)量進行嚴格管制，并確保其必須預留一定的資源用于租用。新興運營商可利用這部分資源，采用光接入技術向用戶提供優(yōu)質(zhì)低價的服務，也會刺激處于傳統(tǒng)運營商調(diào)整自己的經(jīng)營理念。鼓勵租用和采用新技術：采用多種手段鼓勵新興運營商租用現(xiàn)有資源。在同等條件下應優(yōu)選采用能夠降低成本提高服務質(zhì)量的光接入新技術的主體建設駐地網(wǎng)。但注意保護現(xiàn)有運營商的積極性。政策需求（二）如何抓住三網(wǎng)融合的有利時機發(fā)展無源光網(wǎng)絡所謂三網(wǎng)，并非是一個嚴格的定義，更多的是一種社會性的說法。普遍認為就是指電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)這三大網(wǎng)絡。三網(wǎng)融合，實質(zhì)上代表了話音、數(shù)據(jù)和視頻應用的網(wǎng)絡和技術的融合。三網(wǎng)融合的動力來源于市場需求和技術進步。市場需求主要表現(xiàn)為社會和用戶的對三網(wǎng)融合的需求。數(shù)字技術的采用，光通信技術的發(fā)展，軟件技術的發(fā)展，IP協(xié)議的普遍采用，在技術上為三網(wǎng)融合奠定了堅實的聯(lián)網(wǎng)基礎。政策需求（二）如何抓住三網(wǎng)融合的有利時機發(fā)展無源光網(wǎng)絡技術上三網(wǎng)融合雖然是可能和可行的，但考慮到目前業(yè)務的割裂，導致限制了用戶對高速業(yè)務的需求，也影響了光纖和無源光網(wǎng)絡技術進一步向用戶推進的趨勢。隨著信息化的發(fā)展一日千里，“三網(wǎng)融合”已經(jīng)成為不可阻擋的必然趨勢。只有當三網(wǎng)融合具有可實施性時，無源光網(wǎng)絡技術作為解決三網(wǎng)融合的重要技術手段才能真正發(fā)揮出活力，才有可能得到廣泛的應用。政策需求（三）如何對無源光網(wǎng)絡技術、標準和定位進行引導。應形成我國自有知識產(chǎn)權的無源光網(wǎng)絡的關鍵技術、標準、設備研發(fā)和應用拓展。利用自有知識產(chǎn)權的光接入技術、標準和設備推進FTTx，將光纖盡量地靠近用戶，實現(xiàn)三網(wǎng)融合，無論是安全性和經(jīng)濟性，對于我國的信息化而言也是非常重要。市場的潛力巨大，并帶動相關行業(yè)的發(fā)展。中近期的重點應用在將光纖延伸到樓、小區(qū)、絕大部分集團、企業(yè)用戶和少量的個人高端用戶，即FTTB、FTTC、FTTP時中近期光接入的