GEPON接入方式未來的接入趨勢
GEPON接入方式未來的接入趨勢,GEPON接入方式最近出現了很多問題,無源光網絡(PON)的接入協議有以ATM為傳輸平臺的APON/BPON和以以太網技術為傳輸平臺的EPON/GEPON以及以通用幀結構為傳輸平臺的GPON三種類型。
EPON/GEPON是將以太網(Ethernet,最具有發展潛力的鏈路層協議)與無源光網絡(PON,接入網的最佳物理層協議)結合在一起形成的能很好適應IP數據業務的接入方式。
由于最早的EPON標準基于100M快速以太網傳送,市場上很多被稱為EPON的產品實際上都是基于百兆以太網PON技術,為區別于原有的技術和產品,一般基于千兆以太網的PON技術被稱為GEPON。
同以往的其它PON技術相比,GEPON接入方式同樣采用點到多點的用戶網絡拓撲結構,利用光纖實現數據、語音和視頻的全業務接入的目的。但與以往基于ATM技術的APON/BPON相比,GEPON接入方式實現在用戶接入網中傳輸以太幀,非常適合IP業務的傳送。
此外,由于目前IP網絡的普遍建設,基于以太網的技術的元器件結構比較簡單,性能高且價格便宜,使得GEPON接入方式相比其它PON技術更容易大規模商用;而基于IP的各種業務的高速發展以及下一代網絡IP融合的趨勢使得GEPON接入方式可以適用的范圍更廣并且符合未來網絡的發展趨勢,成為最重要的FTTH技術。
圖1GEPON原理
GEPON的系統結構如圖1所示。GEPON接入方式系統主要由中心局的光線路終端(OLT)、包含無源光器件的光分配網(ODN)、用戶端的光網絡單元/光網絡終端(ONU)以及網元管理系統(EMS)組成,通常采用點到多點的樹型拓撲結構。
在下行方向,IP數據、語音、視頻等多種業務由位于中心局的OLT,采用廣播方式,通過ODN中的1:N無源光分路器分配到PON上的所有ONU單元。在上行方向,來自各個ONU的多種業務信息互不干擾地通過ODN中的1:N無源光分路器耦合到同一根光纖,最終送到位于局端OLT接收端。
GEPON接入方式采用單纖波分復用技術(下行1490nm,上行1310nm),僅需一根主干光纖和一個OLT,傳輸距離可達20公里。在ONU側通過光分路器分送給多達32個用戶,因此可大大降低OLT和主干光纖的成本壓力。
GEPON接入方式具有同時傳輸TDM、IP數據和視頻廣播的能力,其中TDM和IP數據采用IEEE802.3以太網的格式進行傳輸,輔以電信級的網管系統,足以保證傳輸質量。通過擴展第三個波長(通常為1550nm)即可實現視頻業務廣播傳輸。
上行/下行流量管理
GEPON接入方式從OLT到多個ONU下行傳輸數據和從多個ONU到OLT上行數據傳輸是十分不同的。所采取的不同的上行/下行技術分別如圖2、3所示:
圖2下行傳輸原理
圖2中數據從OLT到多個ONU廣播式下行,根據IEEE802.3協議,每一個包的包頭表明是給ONU(ONU1、ONU2、ONU3......ONUN)中的唯一一個。另外,部分包可以是給所有的ONU(廣播式)或者特殊的一組ONU(組播)。
在光分路器處,流量分成獨立的三組信號,每一組載有所有指定ONU的信號。當數據信號到達該ONU時,它接收給它的包,摒棄那些給其它ONU的包。舉例,圖2中,ONU1收到包1、2、3,但是它僅僅發送包1給終端用戶1,摒棄包2和包3。
圖3上行傳輸原理
圖3中所示,采用時分復用技術(TDM)分時隙給ONU管理上行流量,時隙是同步的,以便當數據信號耦合到一根光纖時各個ONU的上行包不會互相干擾。ONU在ONU指定的時隙上行數據給OLT,采用時分復用避免數據傳輸沖突,即上行采用爭用方式,下行采用廣播方式。
拓撲結構
GEPON網絡采用點至多點的拓樸結構,取代點到點結構,大大節省了光纖的用量、管理成本。無源網絡設備代替了傳統的ATM/SONET寬帶接入系統中的中繼器、放大器和激光器,減少了中心局端所需的激光器數目,并且OLT由許多ONU用戶分擔。而且GEPON利用以太網技術,采用標準以太幀,無須任何轉換就可以承載目前的主流業務-IP業務。
GEPON技術的優勢
與其它幾種接入方式相比,GEPON具有以下優勢:
◆在幾種接入方式中GEPON的接入帶寬最大
GEPON的用戶接入帶寬達到雙向10M、100M,而且可以輕松實現平滑升級,很容易達到1000Mb/s。因此能充分滿足用戶對多種業務的需求,除了滿足普通的計算機上網外,還可以滿足遠程教學、可視電話、互動視訊、視頻點播(VOD)、在線影院以及數字電視等流媒體的需要。
◆GEPON的接入可靠性最高
光纖損耗低、頻帶寬,傳輸距離遠;此外,光纖不受電磁干擾,保證了信號傳輸質量;在用戶小區到用戶家庭的接入段采用光纖,故障點比較少,網絡的安全容易得以保證。此外,用光纜代替銅纜,還可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。
◆節省光纖資源
在ONU側單根光纖可以支持32個分路比,傳輸距離可以達到10-20公里,大大節省了投資成本并解決長距離用戶覆蓋問題.
國際市場FTTH的應用情況
從目前國際上運營商的寬帶發展策略來看,FTTH的光纖接入將是用戶的終極接入方式,也是網絡發展的必然趨勢。在歐洲,很多運營商都是沿著ISDN到ADSL到無源光網絡的模式在發展;荷蘭目前正在評估一個遍布全國的FTTH網絡工程,預計該工程價值75億歐元。
而在歐洲其他地方,瑞典,希臘已經進行了一些FTTH網絡鋪設,預計在未來將會有更多網絡的投入運營。而挪威和丹麥也計劃在2005年進行新的FTTH網絡鋪設。與此同時,FTTH也逐步進入英國和德國這些DSL和ISDN占主導地位的國家,英國電信有可能拋棄VDSL進而選擇FTTH技術,德國電信仍在DSL和ISDN市場保持強大的地位,未來也有可能投資FTTH。
在日本,NTT、軟銀寬帶(SBB)等運營商在提供8M、12M、26M、45M的ADSL以后,也已經開始大規模的建設自己的FTTH網絡,日本政府計劃到2005年至少3000萬家庭使用高速寬帶網,1000萬家庭使用超高速光纖網,為了達到這一目標,政府制定了寬帶發展規劃,投資4000億美元在2015年建立一個全國光纖網,提供寬帶業務并最終實現FTTH。
軟銀寬帶是日本的新興寬帶服務運營商,經營寬帶的數據、圖像及語音業務。新興電信公司要想進入接入市場,所采用的技術應更先進,價格更具有競爭力。日本電信市場開放以后,日本政府規定,NTT要開放它的用戶線出租業務。
正是在這種背景下,軟銀寬帶公司通過租用NTT的通信線纜,將寬帶接入到用戶處2004年軟銀寬帶計劃加大為其FTTH建設項目的投資,到目前為止軟銀寬帶采購UT斯達康BBS1000GEPON接入方式設備已超過數百萬線,該設備提供光纖到戶的解決方案。
軟銀寬帶利用UT斯達康GEPON接入方式為用戶提供不同層次的服務,包括基本的Internet接入服務,VoIP電話服務,WLAN服務和高帶寬的IPTV及VOD等,選擇不同接入服務用戶需要交納不同的費用。GEPON接入方式的上行速度和下行速度都是令人滿意的;與其他寬帶運營商相比,競爭力是極為有優勢的。
在美國,BellSouth,SBCCommunications和VerizonCommunications在2003年5月末宣布聯合RFP采用一組公共技術要求,以加速架構先進的光網絡到家庭和商業機構,推動降低光纜布設成本,這個計劃被稱為Fiber-To-The-Premises(FTTP)“光纖到駐地”。
其中SBC計劃在2-3年內鋪設超過38800英里的光纖為1800萬家庭提供光纖到家的寬帶接入服務,超過其ADSL用戶數量的兩倍,耗資40-60億美元;Verizon也計劃在2005年之內為300萬名家庭用戶提供此項服務,并且到2008年為止,得到服務的家庭數量將會達到1200萬,而在接下來15年中,Verizon公司計劃花費200到300億美元為高達3500萬的用戶提供此項服務。
在中國市場,運營商目前的建設重點仍然是ADSL方式,但是隨著接入網大規模鋪設光纜和提供光纖寬帶接入條件的成熟,未來的接入網絡將會是光纖接入為主.GEPON接入方式作為比較新的技術,大規模的部署需要積累各方面的經驗,尤其是在用戶業務提供和業務管理方面需要一定的經驗積累。
目前,國內一些駐地網運營商已經開始在FTTH方面進行一些大膽的嘗試,在有步驟的進行一些試驗,通過一些地區的試點工作去發現問題,解決問題,探索適合GEPON接入方式特點的業務運營經驗。