PON技術分析
PON技術已經成為業界公認的實現FTTH的首選方案。PON系統由局端設備（OLT）、用戶端設備（ONU/ONT）和光分配網（ODN）組成。所謂“無源”，是指ODN全部由無源光分路器和光纖等無源光器件組成，不包括任何有源器件。PON技術采用點到多點拓撲結構，下行和上行分別通過TDM和TDMA方式傳輸數據。
PON技術可細分為多種，主要區別體現在數據鏈路層和物理層的不同。其中，APON以ATM作為數據鏈路層；EPON使用以太網作為數據鏈路層，并擴充以太網使之具有點到多點的通信能力；GPON則結合了APON和EPON優點，采用ATM/GEM作為鏈路層，能夠對多種業務提供很好的支持，同時引入了更多的來自電信業界的網管和運維思想。
PON技術的優勢在于，能夠減少主干光纖資源占用，節約投資；網絡結構靈活，擴展能力強；無源光器件故障率低，不易受外界環境干擾；業務支持能力強等。目前，PON的代表技術為EPON和GPON技術，APON技術由于成本高、帶寬低，已經基本被市場淘汰。
EPON技術
EPON由2000年11月成立的EFM工作組提出，并在IEEE 802.3ah標準中進行規范。它以以太網作為載體，上行以突發的以太網包方式發送數據流，可提供上下行對稱的1.25Gbit/s線路傳輸速率。下行線路速率為10Gbit/s的系統也在研究之中。由于EPON采用以太網封裝方式，所以非常適于承載IP業務，符合網絡IP化的發展趨勢。相比較其他PON技術，EPON在技術成熟度和設備價格方面具有優勢，被認為是實現FTTH的主要技術。
由于IEEE制定802.3ah的初衷是為了接入IP數據業務，并沒有考慮TDM業務接入對時鐘同步、時延和抖動等性能的要求，因此，EPON所采用的標準以太網封裝方式存在一個先天缺陷——難以承載TDM業務，包括話音或電路型數據專線等業務。目前，雖然對以太網承載TDM業務正在研究并取得了一定成果，但要完全達到TDM業務所要求的QoS有困難。
在中國，有多家EPON廠商對IEEE標準進行了擴充，在EPON設備承載TDM業務方面有大量的技術創新，行業標準也對此提出了要求，這些使得中國市場上的EPON設備的業務接入能力大大提高，從原來單一的IP業務接入發展為全業務接入。
GPON技術
ITU-T在APON技術未能獲得成功的情況下，重新設計了新的物理層傳輸速率和傳輸匯聚層，發布了G.984.x系列的GPON標準。GPON的下行最大傳輸速率高達2.488Gbit/s，上行最大傳輸速率可達1.244Gbit/s，傳輸距離至少為20km，具有高速、高效傳輸的特點。GPON的封裝除了傳統的ATM外，還可以支持全新的GEM（GPON封裝模式）格式。GEM類似于GFP，可以適應各種用戶信號格式和任何傳輸網絡制式，按固有格式傳送語音、數據和視頻信號，這樣，運營商提供業務的靈活性就大大提高了。GEM封裝方式也使時鐘同步變得容易，GPON因此可以支持端到端的定時和其他準同步業務，可以直接支持TDM業務，不需要像EPON那樣進行TDM仿真，提高了TDM傳輸質量。GPON的OAM機制完善，這方便了運營商的管理維護。
ITU-T制定的GPON系列標準相當完善，同時也相當復雜，因此標準正式發布至今，全球只有很少的公司支持，專業的GPON芯片也剛剛推出，這使得GPON產品價格較高，難以實現大規模部署。
PON的典型應用模式
簡單來說，PON應用可以分為3種模式：FTTH、FTTO、FTTB。每種應用場景對于PON系統都有自己獨特的需求。
FTTH
FTTH很好地體現了PON技術的組網優勢。其組網方案為，OLT放置在局端或小區中心機房，分光器放置在中心機房或弱電箱，ONU放在用戶家中。OLT和分光器、分光器和ONU之間采用單纖連接。出于運維上的考慮，一般采用一級分光，不超過兩級分光。
FTTH應用方式要求PON提供多種業務接口以支持三網合一業務。ONU需要支持以太口、模擬語音接口，并支持可選的CATV接口；OLT需要支持GE和FE接口，根據語音業務采用PSTN方式或者NGN方式確定上行是否需要支持V5.2接口。根據選用的ONU類型的不同，系統可以實現因特網接入、數據專線、模擬或數字視頻（CATV、IPTV等）、模擬或分組語音（POTS、VoIP等）等業務的綜合接入。為了支持IPTV和VoIP業務，系統必須提供強大的QoS和組播能力。
FTTH應用方案已經在國內各大運營商有了較多的試點應用，均采用EPON技術實現，開通的業務包括高速上網、寬帶電話、IPTV等，試驗情況良好。
EPON技術經過多年的發展，在支持各種業務方面表現相對穩定。而GPON由于支持的廠家較少，技術相對復雜，成本高，所以還未在FTTH中有應用。
在FTTH應用模式中，入戶段光纖的工程部署和人工成本是影響FTTH大規模部署的重要因素，只有當EPON接入設備技術和光纖工程技術得到突破，CAPEX降低到與DSL可比的程度，FTTH才能成為寬帶接入的主流建設模式。目前只能在條件許可的情況下，進行局部實驗，為未來的大規模部署積累經驗。
FTTB
PON也可以用作樓道交換機或DSLAM的匯聚上聯手段，實現FTTB應用。基于PON技術的FTTB應用主要包括PON+LAN和PON+DSLAM方式。在這種應用中，OLT放在局端，分光器放在小區邊緣或機房，ONU放在小區機房或樓道，LAN交換機或DSLAM通過ONU進行匯聚。
FTTB要求PON系統提供多種匯聚接口以支持LAN交換機和DSLAM的上聯。ONU和OLT需要支持GE和FE接口。
FTTB與傳統方案相比，優勢在于可以有效節省主干光纖資源，延續和利用已有的LAN接入資源，提高網絡的可管理能力。
在傳統的FTTB+LAN解決方案中，光纜到達小區中心機房，在中心機房放置匯聚以太網交換機，樓道交換機通過光纖收發器連接到匯聚交換機。這種方案存在眾多的光纖收發器，因此增加了故障點，提高了網管難度。采用PON后，可以取消小區機房。具體方法是，在POP點配置一臺中高端以太網交換機，在小區放置分光器，通過PON直接匯聚樓道交換機。PON具有的運營管理能力不僅帶來維護上的便利，而且也為下一步的FTTH打下了基礎。將來只要延伸光纜或者增加分光器，就可以簡單實現光纖入戶。
FTTB比較適合采用EPON技術。EPON技術簡單，成本低，足以滿足數據業務匯聚的要求。
FTTO
目前，運營商主要采用MSTP+LAN方式構建商業樓宇寬帶接入網，輔以PDH接入TDM業務。這種方案可以滿足現有業務的接入需求，但存在不少問題：（1）需在大樓設置機房并配置MSTP設備，業務接入和維護成本較高。（2）MSTP在環狀拓撲下工作良好，但在拓撲呈樹型/鏈型的情況下，中間設備掉電或死機會造成所有下掛設備的業務失效。（3）加入新的MSTP節點需要破環割接，否則，只能以支路方式接入現有MSTP設備，網絡部署不靈活。（4）在業務量較小的樓宇設置機房和MSTP設備，經濟性差。
PON的FTTO應用可以很好地解決以上問題。（1）只需在附近具備條件的接入機房或者匯聚機房設置OLT設備，ONU設備放置在用戶端，無源光分配器放置在室外或室內（可以采用掛壁式安裝）即可。由于不需要建設機房，因此降低了初期投資和后期運維成本。（2）多棟樓宇的各種客戶通過PON連接起來，構成一個樹型/星型的寬帶接入網，所有用戶共享GE/2.5G的帶寬，而且某個用戶的故障不會影響其他用戶的正常使用。（3）分光器是無源設備，故障率低，可以有效解決MSTP的樹型/鏈型網絡拓撲可靠性差的問題。（4）只需要增加新的分光器即可擴容，無需破環割接，部署方便。（5）在業務接入方面，數據業務（用戶上網、MPLS VPN、以太網專線、NGN電話業務）通過ONU以太網口接入，ONU上行通過OLT設備的FE/GE上聯口連接至匯聚點業務路由器，TDM業務通過ONU E1接口接入。
FTTO可以支持現有的各種電信業務，包括數據、語音、專線等業務，因此需要PON設備提供各種接口。OLT設備需要支持FE/GE、E1、STM-1接口；ONU需要支持FE、E1、POTS接口。對于企業客戶，由于業務的可靠性要求很高，所以還要提供一定的線路保護功能，最好能實現干路光纖和支路光纖的雙纖保護倒換。
GPON技術具有全業務、高帶寬等特性，因此能夠對FTTO應用模式提供良好支持。EPON也在TDM業務支持方面做了大量工作，并推出不少商用產品，因此在目前GPON產品少、價格高的情況下，是實現FTTO的一個替代方案。
結束語
綜上所述，GPON在針對商業樓宇的FTTO應用方面具有優勢。而EPON在小區用戶的FTTH應用方面表現突出；另外，在現階段也可以作為樓道交換機的匯聚提供FTTB應用。
針對高端住宅客戶，適合部署FTTH解決方案，提供電話、商網、寬帶、IPTV等多種業務組合；對于普通住宅用戶可以部署基于EPON的FTTB解決方案，節約光纖資源，簡化運維流程；對于業務量不大的商業樓宇可以部署GPON或EPON解決方案，節省投資，提高網絡可靠性。
總之，要合理區分市場，積極試驗，穩步投資，積累經驗，為全光接入網的大規模部署做好準備。
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