PON在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)探討

訊石光通訊網(wǎng) 2012/2/2 9:49:54
  行業(yè)重組使競(jìng)爭(zhēng)在全業(yè)務(wù)范圍內(nèi)展開,全業(yè)務(wù)時(shí)代的“融合”不僅僅是業(yè)務(wù)的融合,更是滲透到業(yè)務(wù)提供的各個(gè)層面,包括產(chǎn)業(yè)鏈上事業(yè)單元(行業(yè)融合)、運(yùn)營商的通信網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)融合)、用戶體驗(yàn)的通信服務(wù)(業(yè)務(wù)融合)以及用戶端的業(yè)務(wù)載體(終端融合)。業(yè)務(wù)融合是滿足市場(chǎng)用戶需求,運(yùn)營商提供差異化服務(wù)的重要手段;網(wǎng)絡(luò)融合是全業(yè)務(wù)背景下運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的終極目標(biāo),是支撐綜合業(yè)務(wù)最根本的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。業(yè)務(wù)融合、網(wǎng)絡(luò)融合是運(yùn)營商的關(guān)注重點(diǎn)。

  寬帶業(yè)務(wù)是綜合業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的核心,基于寬帶的數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)是運(yùn)營商提供差異化服務(wù)、創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)增長點(diǎn)的重要舉措。運(yùn)營商的客戶資源與網(wǎng)絡(luò)資源決定著其業(yè)務(wù)能力,移動(dòng)運(yùn)營商的優(yōu)勢(shì)在于其無線網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋、移動(dòng)業(yè)務(wù)的成熟以及個(gè)人用戶的規(guī)?;跐M足集團(tuán)客戶需求和開發(fā)家庭用戶市場(chǎng)方面處于相對(duì)弱勢(shì)。固網(wǎng)運(yùn)營商的優(yōu)勢(shì)在于其集團(tuán)客戶、家庭客戶資源,以及網(wǎng)絡(luò)上“最后一公里”的固定寬帶接入網(wǎng)絡(luò),而在無線網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)備以及個(gè)人移動(dòng)業(yè)務(wù)上處于相對(duì)弱勢(shì)。

  因此,各大運(yùn)營商專注于網(wǎng)絡(luò)面臨轉(zhuǎn)型,必須打造面向綜合業(yè)務(wù)的寬帶接入網(wǎng)以適應(yīng)業(yè)務(wù)多樣化,提升企業(yè)在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。這意味著接入業(yè)務(wù)的類型和帶寬容量都將發(fā)生巨大的變化,接入網(wǎng)采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備類型、接入方式和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架也將發(fā)生深刻變化。本文重點(diǎn)分析PON技術(shù)在寬帶接入網(wǎng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)策略。

  2 PON技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

  無源光網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)是全業(yè)務(wù)運(yùn)營時(shí)期寬帶接入的主流技術(shù),建設(shè)以PON為主的光纖接入網(wǎng)是必然選擇。

  (1)PON技術(shù)的特點(diǎn)

  無源光網(wǎng)絡(luò)PON(Passive Optical Network)是實(shí)現(xiàn)FTTx光纖接入的主要技術(shù),提供點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入。由局側(cè)的OLT(光線路終端)、用戶側(cè)的ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA(時(shí)分多址接入)方式,組成點(diǎn)到多點(diǎn)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。PON作為光接入技術(shù),其最大的亮點(diǎn)即是“無源”,ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源,全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成,管理維護(hù)運(yùn)營成本較低,有較高的應(yīng)用前景。

  (2)PON接入網(wǎng)在城域網(wǎng)中的位置

  因?yàn)樵诠叹W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的差異,運(yùn)營商在選擇PON的建設(shè)模式上產(chǎn)生了差異,這一差異除了體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)模式上,還體現(xiàn)在運(yùn)營商的寬帶發(fā)展策略上。傳統(tǒng)固網(wǎng)運(yùn)營商實(shí)施PON建設(shè),是改造接入網(wǎng),為各類客戶提供寬帶業(yè)務(wù)服務(wù);中國移動(dòng)則是在拿到了全業(yè)務(wù)營業(yè)牌照之后,利用PON網(wǎng)絡(luò)建設(shè)爭(zhēng)奪商業(yè)利潤更高的企業(yè)大客戶。

  中國移動(dòng)全業(yè)務(wù)城域傳送網(wǎng)包括城域傳送網(wǎng)、城域數(shù)據(jù)網(wǎng)和以PON技術(shù)為主的寬帶接入網(wǎng),具體參見圖1。 

                               
(3)PON的技術(shù)制式選擇

  無源光網(wǎng)絡(luò)PON技術(shù)可分為用于窄帶TDM業(yè)務(wù)接入的窄帶PON技術(shù)、用于寬帶接入的基于ATM傳送的BPON(APON)、基于Ethernet分組傳送的EPON技術(shù)以及兼顧ATM/Ethernet/TDM綜合化的GPON技術(shù)。應(yīng)該說,經(jīng)過十多年的變遷,PON技術(shù)經(jīng)歷了從窄帶PON到BPON(ATMPON)再到EPON及GPON的發(fā)展歷程,目前EPON和GPON最有潛力得到廣泛應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度也最高。

  GPON與EPON技術(shù)比較參見表1。

  表1 EPON和GPON技術(shù)的對(duì)比分析表

                               
●GPON具有更高的帶寬、傳輸效率、傳輸距離和光分路比。

  ●EPON技術(shù)更加簡(jiǎn)單,光模塊成本更低,目前互通實(shí)現(xiàn)更好。

  從技術(shù)上分析,GPON是PON技術(shù)中的最佳選擇,GPON更適合在需要提供運(yùn)營及維護(hù)、互通性和安全性等大型運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)部署。

  3 PON網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用策略

  PON網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)主要應(yīng)考慮業(yè)務(wù)發(fā)展的規(guī)模、成本及維護(hù)等因素,不同時(shí)期、不同應(yīng)用場(chǎng)合下的OLT的設(shè)置和ODN網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式也應(yīng)隨之不同。

  (1)PON網(wǎng)絡(luò)的FTTx應(yīng)用模式

  與接入場(chǎng)景模型著重分析客戶和業(yè)務(wù)的類型、針對(duì)一般的普適場(chǎng)景不同,工程實(shí)施往往受更多因素影響,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇須視應(yīng)用對(duì)象、環(huán)境因素和商業(yè)因素等而定,但減少整個(gè)系統(tǒng)的前期投入,增加投資回報(bào),提高服務(wù)效率是網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的目標(biāo)。

  結(jié)論:FTTB是過渡模式,F(xiàn)TTH是最終方案(見表2)。

  表2 FTTH/O與FTTB模式對(duì)比

  由于PON的全光纖保護(hù)方式成本高、工程復(fù)雜,不具備推廣的條件,而且會(huì)降低PON的核心優(yōu)勢(shì),因此建議對(duì)以下客戶的接入業(yè)務(wù)采用主干光纖保護(hù):

  ●對(duì)于業(yè)務(wù)有較高要求的重要客戶,如FTTH/O接入的政府、企業(yè)、公司和家庭。

  ●對(duì)于端口利用率高的FTTB接入片區(qū),如業(yè)務(wù)滲透率高的小區(qū)和商務(wù)樓宇。

  (2)OLT設(shè)備的規(guī)劃設(shè)置策略

  OLT設(shè)備的設(shè)置及覆蓋范圍應(yīng)結(jié)合用戶分布及接入光纜資源情況進(jìn)行合理設(shè)置。

  對(duì)于業(yè)務(wù)發(fā)展初期,用戶數(shù)量較少時(shí),宜采用集中設(shè)置的原則,在局端機(jī)房設(shè)置OLT節(jié)點(diǎn)覆蓋一定區(qū)域內(nèi)的零散FTTH/O用戶,以及FTTB/C用戶,此時(shí)一般建議利用已有的傳輸接入?yún)R聚機(jī)房進(jìn)行OLT設(shè)備的設(shè)置。

  對(duì)于業(yè)務(wù)發(fā)展成熟期,考慮到用戶數(shù)的增多,宜采用分散設(shè)置的原則,選擇靠近用戶側(cè)且條件較好的機(jī)房設(shè)置OLT節(jié)點(diǎn)覆蓋小范圍內(nèi)的大量用戶,此時(shí)建議將此類機(jī)房升級(jí)為數(shù)據(jù)專用或傳輸數(shù)據(jù)共用的接入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)。

  OLT設(shè)備的基本接口配置建議為:GE接口用于高清晰度電視、IPTV等業(yè)務(wù)的上聯(lián)口;FE/GE接口用于高速上網(wǎng)、基于軟交換等業(yè)務(wù)的上聯(lián)口;STM-1接口用于E1專線業(yè)務(wù)的上聯(lián)匯聚口。PON卡和端口數(shù)量則根據(jù)用戶數(shù)量來配置。

  (3)分光器的規(guī)劃設(shè)置策略

  PON網(wǎng)絡(luò)一般采用樹型結(jié)構(gòu),宜采用一級(jí)或二級(jí)分光,原則上不采用三級(jí)及以上的分光方式。一級(jí)分光方式需要占用較多的ODN主干、引入光纜,但在減少故障點(diǎn),故障定位,PON系統(tǒng)帶寬優(yōu)化方面比二級(jí)分光方式更有優(yōu)勢(shì),在規(guī)劃時(shí)應(yīng)綜合考慮線路成本,OLT設(shè)備PON口成本,維護(hù)成本,可擴(kuò)展性等因素,盡量采用一級(jí)分光。

  根據(jù)用戶分布情況,尋找減少OLT設(shè)備PON口需求數(shù)量和節(jié)約光纜之間的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn),并綜合考慮維護(hù)管理等因素,合理的規(guī)劃光分路器的設(shè)置位置:光分路器靠近ONU,可節(jié)省對(duì)ODN主干、引入光纜的占用;光分路器靠近OLT,可減少對(duì)OLT設(shè)備 PON口的占用,并且便于對(duì)光分路器進(jìn)行集中維護(hù)管理。從提高光纜資源利用率和PON口使用效率的角度出發(fā),二級(jí)分光方式適用于用戶較分散的場(chǎng)合。對(duì)用戶在一定區(qū)域內(nèi)集中且用戶需求較明確的場(chǎng)合,也可以采用二級(jí)分光以減少對(duì)ODN主干、引入光纜的占用,節(jié)約布線管孔。

  光分路器目前一般設(shè)置在OLT機(jī)房或者是光交接箱內(nèi),因此如果要開展PON網(wǎng)絡(luò)接入,就需要在傳輸光纜網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)充分考慮光交接箱的設(shè)置,主要設(shè)置在用戶相對(duì)集中區(qū)域的中心位置,選用與光分路器一體化設(shè)計(jì)、光分路器可插拔和可擴(kuò)展的光交接箱。

  (4)ONU設(shè)備的規(guī)劃設(shè)置策略

  ONU設(shè)備可根據(jù)具體的應(yīng)用模式放置在相應(yīng)的地點(diǎn),可以是樓道內(nèi)、路邊,也可以是最終用戶的桌面。

  ONU的基本配置在上聯(lián)口PON卡一般為GE/FE接口,用于綜合業(yè)務(wù)的匯聚。用戶側(cè)接口一般根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的需求進(jìn)行靈活配置或選用不同類型的設(shè)備,一般接口的選擇建議為:FE接口,用于高速上網(wǎng)和高清晰度電視等視頻業(yè)務(wù);VoIP的POTS接口,用于兩路軟交換電話;基于PSTN的POTS接口,用于傳統(tǒng)電話;E1接口,用于企業(yè)專線業(yè)務(wù);RF接口,用于有線電視業(yè)務(wù)。

  (5)ODN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)模型

  作為PON網(wǎng)絡(luò)的一部分,ODN網(wǎng)絡(luò)根據(jù)建設(shè)模式的不同,通常會(huì)占到整個(gè)PON系統(tǒng)30%~70%的投資成本,同時(shí)ODN網(wǎng)絡(luò)也是PON系統(tǒng)中最復(fù)雜、最難部署的部分,尤其是用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)的部署(見圖2)。運(yùn)營商要合理規(guī)劃設(shè)置綜合業(yè)務(wù)匯聚點(diǎn)和綜合業(yè)務(wù)接入點(diǎn),完善主干光纜、配線光纜網(wǎng)絡(luò)。 

                            
4 結(jié)束語

  無源光網(wǎng)絡(luò)PON系統(tǒng)具備承載綜合業(yè)務(wù)、支持多種協(xié)議的能力,促進(jìn)了光纖向客戶延伸,為綜合業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)做好充分準(zhǔn)備,同時(shí)FTTX成為移動(dòng)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)向末端延伸的重要手段。

  我們有理由相信,隨著基于PON的寬帶接入網(wǎng)的深入建設(shè),電信運(yùn)營商的生產(chǎn)成本、建設(shè)成本和營運(yùn)成本將明顯下降;也將促進(jìn)相關(guān)制造業(yè)務(wù)、網(wǎng)上業(yè)務(wù)和服務(wù)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,給產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)帶來無限的商機(jī),產(chǎn)生很好的社會(huì)效益。

新聞來源:訊石光通訊網(wǎng)

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