無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，很多用戶都很了解各種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合知識(shí)，這里我發(fā)表一下個(gè)人理解，和大家討論討論。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （PON）是一種很有吸引力的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其主要特點(diǎn)是避免了有源設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，提高了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本，并能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，即具備三重功能（triple-play）。

據(jù)美國(guó)貝爾運(yùn)營(yíng)公司報(bào)道，采用PON技術(shù)每年每線可節(jié)約50美元的維護(hù)費(fèi)用，是電信維護(hù)部門長(zhǎng)期期待的技術(shù)；其次，PON的業(yè)務(wù)透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號(hào)；最后，由于其光發(fā)送機(jī)和光纖由用戶共享，因而線路成本較其他點(diǎn)到點(diǎn)通信方式低。特別是隨著光纖向用戶日益推進(jìn)，其綜合優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。PON的靈活組網(wǎng)能力和經(jīng)濟(jì)適用能力使其最適合于分散的小企業(yè)和居民用戶，特別是那些用戶區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶又相對(duì)集中的小面積密集用戶地區(qū)。

PON的主要缺點(diǎn)是一次性投入成本較高，因?yàn)榫侄斯饩�路終端（OLT）很貴，光纖和分路器等無(wú)源基礎(chǔ)設(shè)施又必須一次到位，這樣當(dāng)用戶數(shù)較少或用戶分布超過(guò)某一限定距離時(shí)，單用戶成本就很高。另外，其樹形分支拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用戶不具備保護(hù)功能或保護(hù)功能成本較高，影響了其大規(guī)模發(fā)展。

ATM無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)和寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

早期的窄帶PON是基于TDM的，性能價(jià)格比低，已經(jīng)自然消亡。ATM化的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)/寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（APON/BPON）可以利用ATM的集中和統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，再結(jié)合無(wú)源分路器對(duì)光纖和光線路終端的共享作用，使性能價(jià)格比有很大改進(jìn)，目前在美國(guó)和日本等國(guó)已經(jīng)開始商用，在日本已經(jīng)敷設(shè)了約50萬(wàn)線。

然而，目前實(shí)際APON/BPON的業(yè)務(wù)適配提供卻很復(fù)雜，業(yè)務(wù)提供能力有限，數(shù)據(jù)傳送速率和效率不高，成本較高，其市場(chǎng)前景由于ATM的衰落而變得很不確定。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)看，APON的可用帶寬仍然不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達(dá)622 Mbit/s，但分路后實(shí)際可分到每個(gè)用戶的帶寬將大大減小。按32路計(jì)算，每一個(gè)分支的可用帶寬僅剩19.5 Mbit/s，再按10個(gè)用戶共享計(jì)算，則每個(gè)用戶僅能分到約2 Mbit/s。顯然，這樣的性能價(jià)格比無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要。

以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)/千兆以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

近幾年隨著IP的崛起和發(fā)展，有人提出了以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （EPON）的概念，即在與APON和BPON類似的結(jié)構(gòu)和G.983的基礎(chǔ)上，設(shè)法保留其精華部分——物理層PON，而以以太網(wǎng)代替ATM作為鏈路層協(xié)議，構(gòu)成一個(gè)可以提供更大帶寬、更低成本和更寬業(yè)務(wù)能力的新的結(jié)合體——EPON。這一思想在以太網(wǎng)界得到了積極響應(yīng)，在IEEE 802.3的旗幟下已經(jīng)形成了初步標(biāo)準(zhǔn)千兆以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （GEPON）。在實(shí)際中，EPON和GEPON的基本差別就是標(biāo)準(zhǔn)化，前者往往指非標(biāo)設(shè)備，后者指符合IEEE 802.3ah規(guī)范的設(shè)備。另外，GEPON的傳輸距離和分路比均比EPON有所減小。從EPON/ＧEPON的結(jié)構(gòu)看，其關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是極大地簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的多層重疊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要特點(diǎn)有：

◆消除了ATM和SDH層，從而降低了初始成本和運(yùn)行成本；
◆下行業(yè)務(wù)速率高達(dá)1G bit/s，允許支持更多用戶，每用戶帶寬可以更高，并能提供視頻業(yè)務(wù)能力和較好的QoS；
◆硬件簡(jiǎn)單，無(wú)須室外電子設(shè)備，使安裝部署工作得以簡(jiǎn)化；
◆改進(jìn)了電路的靈活指配以及業(yè)務(wù)的提供和重配置能力。

IEEE 802.3ah規(guī)范的GEPON技術(shù)的規(guī)范性好，上下行波長(zhǎng)分別是1 310 nm和1 490 nm，上下行速率為1.25Gbit/s，傳輸距離是10/20km，分路比是16，主要業(yè)務(wù)是數(shù)據(jù)和語(yǔ)音，增加一個(gè)1 550 nm電視廣播波長(zhǎng)后，可提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和電視三合一的所謂"triple-play"寬帶業(yè)務(wù)捆綁服務(wù)，而這將是未來(lái)家庭業(yè)務(wù)的"殺手锏應(yīng)用"。EPON/GEPON的主要缺點(diǎn)是效率低和難以支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務(wù)。前者是由于采用8B/10B的線路編碼，有20％的帶寬損失，而APON和GPON都采用不歸零（NRZ）擾碼為線路碼，因此沒(méi)有帶寬損失。再加上承載層、傳輸匯聚層、業(yè)務(wù)適配效率等原因，使得EPON總的傳輸效率很低，大約僅為千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （GPON）的一半。

千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

2001年，在IEEE積極制訂EPON標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)（FSAN）組織開始發(fā)起制訂速率超過(guò)1 Gbit/s的PON網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)——GPON。隨后，ITU-T也介入到這一新標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作中來(lái)，并于2003年1月通過(guò)兩個(gè)有關(guān)GPON的新標(biāo)準(zhǔn)G.984.1和G.984.2（速率提高到2.5G bit/s）。按照這一最新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，GPON可以提供1.244 Gbit/s和2.488 Gbit/s的下行速率以及所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率，傳輸距離至少達(dá)到20 km，具有高速高效傳輸?shù)奶攸c(diǎn)。而且，GPON還在傳輸匯聚層采用了一個(gè)全新的標(biāo)準(zhǔn)GFP，這是一種可以透明高效地將各種數(shù)據(jù)信號(hào)封裝進(jìn)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的、開放的、通用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)適配映射技術(shù)，可以適應(yīng)任何用戶信號(hào)格式和任何傳輸網(wǎng)絡(luò)制式，全面體現(xiàn)了業(yè)務(wù)提供商對(duì)業(yè)務(wù)提供的靈活要求，而APON/BPON和EPON/GEPON對(duì)每種特定業(yè)務(wù)都需要提供特定的適配方法。由于采用GFP映射，GPON的傳輸匯聚層本質(zhì)上是同步的，并使用標(biāo)準(zhǔn)SDH的125 μs幀，因而使得GPON可以直接支持TDM業(yè)務(wù)。

從提供的業(yè)務(wù)看，GPON不僅可以提供10/100 MBit/s、1 Gbit/s的業(yè)務(wù)，而且可以提供VLAN業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，事實(shí)上可以適應(yīng)任何現(xiàn)有業(yè)務(wù)和未來(lái)新業(yè)務(wù)的適配要求。GPON不是制造商驅(qū)動(dòng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而是一種運(yùn)營(yíng)商驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此具有更周到的運(yùn)營(yíng)利益考慮，速率更高，可達(dá)2.4 Gbit/s；具有通用的映射格式，可適應(yīng)任何新老業(yè)務(wù)；具有豐富的運(yùn)行、管理、維護(hù)和配置（OAM&P）特點(diǎn)；對(duì)各種業(yè)務(wù)均具有很高的傳輸效率，即便對(duì)于TDM業(yè)務(wù)也能高效無(wú)開銷地傳送。由于三種PON技術(shù)的主要成本都是來(lái)自光接口的成本，因而其硬件成本相差不多，傳輸效率是關(guān)鍵。GPON在擾碼效率、傳輸匯聚層效率、承載協(xié)議效率和業(yè)務(wù)適配效率等方面都是最高的，因此其總效率最高，等效系統(tǒng)成本最低。例如，假設(shè)TDM業(yè)務(wù)占10％，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占90％，則GPON的總效率為94％，而APON和EPON分別為72％和49％�？偟膩�(lái)看，GPON似乎應(yīng)該具有更廣闊、更長(zhǎng)遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。

GPON和EPON/GEPON面臨的共同挑戰(zhàn)有：首先怎樣才能在以太網(wǎng)/GFP上有效承載TDM業(yè)務(wù)并能提供電信級(jí)的服務(wù)質(zhì)量；其次，由于GPON和EPON/GEPON是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的星形或樹形網(wǎng)絡(luò)，需要通過(guò)一個(gè)"1＋1"并經(jīng)過(guò)不同路由的光網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)電信級(jí)的保護(hù)恢復(fù)要求，網(wǎng)絡(luò)成本將非常高；第三，目前GPON和EPON/GEPON設(shè)備的成本主要受限于突發(fā)光發(fā)送/接收模塊以及核心的控制模塊/芯片。這些模塊要么是技術(shù)不成熟無(wú)法商用，要么就是價(jià)格昂貴難以適應(yīng)市場(chǎng)需要；第四，GPON和EPON/GEPON的一次性投入成本較高，不太適合逐步投資擴(kuò)容的傳統(tǒng)電信建設(shè)模式，最適合完全新建或改建的密集用戶區(qū)域。

結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)看，各種寬帶光纖接入網(wǎng)都有其最佳使用場(chǎng)合和時(shí)機(jī)，寬帶點(diǎn)到點(diǎn)有源光纖系統(tǒng)最適合企事業(yè)用戶，其中寬帶DLC系統(tǒng)適合從傳統(tǒng)電話網(wǎng)向?qū)拵ЬW(wǎng)轉(zhuǎn)型的過(guò)渡期應(yīng)用，寬帶點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)適合在低密度用戶分散地區(qū)應(yīng)用，寬帶點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)源光纖系統(tǒng)最適合新建或改建的密集用戶區(qū)應(yīng)用。我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)將可能跨越APON、BPON和EPON階段，從寬帶點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和ＧEPON開始，乃至很快過(guò)渡到GPON階段。