無源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用

《無源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及應(yīng)用》引言主要技術(shù)類型、特點應(yīng)用和發(fā)展政策需求展望引言光通信技術(shù)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(luò)方向發(fā)展，最終實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)；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(luò)的逐步引入提高了網(wǎng)絡(luò)利用率,已基本可以滿足新興業(yè)務(wù)的需求。接入網(wǎng)層面：始終是整個網(wǎng)絡(luò)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(shù)有帶寬高、覆蓋范圍大、傳輸距離遠(yuǎn)、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(shù)方向，但由于成本、技術(shù)、需求等方面的障礙，光接入的應(yīng)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(shù)就顯得尤為重要了，無源光網(wǎng)絡(luò)以其技術(shù)和成本的優(yōu)勢成為光纖接入的一種重要技術(shù)。引言引言主要技術(shù)類型和特點應(yīng)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(shù)的接入網(wǎng)，泛指本地交換機或遠(yuǎn)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(luò)和無源光網(wǎng)絡(luò)。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(luò)無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）是指在OLT(光線路終端)和ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)之間的ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))沒有任何有源電子設(shè)備的光接入網(wǎng)。無源光網(wǎng)絡(luò)本身是一種多用戶共享系統(tǒng)。寬帶PON技術(shù)主要有APON、EPON和GPON技術(shù)。無源光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡單，投資相對也較小。無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)靈活，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝方便。無需專門的場地和機房，無需遠(yuǎn)端供電。無源光網(wǎng)絡(luò)適用于點對多點通信。無源光網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，無電磁干擾和雷電影響。無源光網(wǎng)絡(luò)擴容比較簡單，用戶投資得到保證。APON技術(shù)APON技術(shù)的核心部分采用ATM技術(shù)。利用ATM的集中和統(tǒng)計復(fù)用特性，提供從窄帶到寬帶等各種業(yè)務(wù)，不僅支持可變速率業(yè)務(wù)，也支持時延要求較小的業(yè)務(wù)，具有支持多業(yè)務(wù)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(shù)APON技術(shù)具備綜合業(yè)務(wù)接入、QoS服務(wù)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(jié)構(gòu)簡單、可靠和易維護，能提供相對高速的接入速率；由于標(biāo)準(zhǔn)化時間較早，已有成熟商用化產(chǎn)品等等優(yōu)點。當(dāng)然APON技術(shù)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(fù)雜、價格較貴；需要進行協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換等缺點。EPON/GEPON技術(shù)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IEEE802.3ah規(guī)范的設(shè)備技術(shù)的核心部分采用以太網(wǎng)技術(shù)。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(wù)，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(shù)EPON/GEPON融合了PON和以太網(wǎng)的優(yōu)點，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡化，標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)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(biāo)簽交換（MPLS）等新的IP服務(wù)質(zhì)量(QoS)技術(shù)的采用，也可提供一定的QoS保證。EPON/GEPON技術(shù)目前仍難以支持實時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量；在安全性、可靠性等方面與電信級的服務(wù)相比仍有差距。GPON技術(shù)GPON技術(shù)針對1Gbit/s以上的PON標(biāo)準(zhǔn)，除了對更高速率的支持外，還是一種更佳、支持全業(yè)務(wù)、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(wù)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(wù)。GPON提供1.244和2.488Gbit/s的下行速率和所有標(biāo)準(zhǔn)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(shù)與EPON力求簡單的原則相比，GPON更注重多業(yè)務(wù)和QoS保證；能夠簡單、通用、高效的透明傳送各種業(yè)務(wù)；具有前所未有的高比特率、高帶寬；非對稱特性更能適應(yīng)未來的FTTH寬帶市場；傳輸距離更遠(yuǎn)、覆蓋范圍更廣。但是GPON標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜且開發(fā)較晚，技術(shù)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(shù)類型和特點應(yīng)用和發(fā)展政策需求展望應(yīng)用環(huán)境寬帶接入網(wǎng)的技術(shù)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(shù)，在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，將呈現(xiàn)多種技術(shù)共存互補、競爭發(fā)展的態(tài)勢。無源光接入技術(shù)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(shù)和有源光接入技術(shù)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(shù)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(yīng)用環(huán)境APON適用于對帶寬要求不高、對業(yè)務(wù)質(zhì)量要求高或者需要運行混合業(yè)務(wù)的企事業(yè)單位的接入。EPON/GEPON主要面向?qū)捯蟾?、對業(yè)務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)安全要求不是太高、對成本敏感的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)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(wù)質(zhì)量，且對成本不敏感的多業(yè)務(wù)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(shù)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(wù)接入等優(yōu)點，只有充分發(fā)揮這種優(yōu)勢，無源接入技術(shù)才能得到長足發(fā)展。發(fā)展的速度受政策、其他接入技術(shù)(有源/銅纜接入技術(shù))發(fā)展、其他配套技術(shù)(如塑料光纖等低成本技術(shù))的規(guī)模應(yīng)用、自有知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展等影響非常大。今后幾年是其發(fā)展的關(guān)鍵時刻。發(fā)展態(tài)勢APON最成熟，但業(yè)務(wù)提供能力有限、性價比低，無法滿足長遠(yuǎn)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(shù)、產(chǎn)品相對GPON成熟，是中近期可以大力發(fā)展的無源技術(shù)。GPON透明傳輸、高速高效、電信級服務(wù)，是發(fā)展的趨勢，但成本相對高，商業(yè)化程度低，是中遠(yuǎn)期大力發(fā)展的無源技術(shù)。GPON的市場定位與EPON不同，兩者相互補充的。引言主要技術(shù)類型和特點應(yīng)用和發(fā)展政策需求展望應(yīng)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(shù)所具備的各種優(yōu)勢注定其將在中國得到一定的應(yīng)用。但還是面臨多種挑戰(zhàn)：技術(shù)的發(fā)展、標(biāo)準(zhǔn)的制定、市場的需求、用戶的認(rèn)知和政策的支持等等。我國的光接入技術(shù)，尤其是無源光接入網(wǎng)的應(yīng)用還處于起步階段，需要技術(shù)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(shù)，促進光纖到戶，是手段而不是目的。真正的目的應(yīng)當(dāng)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(wù)需求。因此是否需要大力發(fā)展無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、發(fā)展哪種技術(shù)、何時如何發(fā)展應(yīng)考慮并不僅僅是技術(shù)本身。政策需求（一）如何利用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(shè)中涉及的光纜、管道、機房、駐地網(wǎng)，從嚴(yán)格的意義上可以表述為“通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)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(shè)，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(wù)。這對國家倡導(dǎo)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(luò)技術(shù)在確保充分競爭的同時降低高額的固定資產(chǎn)投入

準(zhǔn)入政策：對駐地網(wǎng)以上基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，應(yīng)通過準(zhǔn)入政策控制建設(shè)方數(shù)量，減少大量重復(fù)投資；在駐地網(wǎng)準(zhǔn)入政策可放寬，應(yīng)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(chǔ)設(shè)施”租用的價格和服務(wù)質(zhì)量進行嚴(yán)格管制，并確保其必須預(yù)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(shù)向用戶提供優(yōu)質(zhì)低價的服務(wù)，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(shù)：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(yīng)優(yōu)選采用能夠降低成本提高服務(wù)質(zhì)量的光接入新技術(shù)的主體建設(shè)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(luò)所謂三網(wǎng)，并非是一個嚴(yán)格的定義，更多的是一種社會性的說法。普遍認(rèn)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(luò)。三網(wǎng)融合，實質(zhì)上代表了話音、數(shù)據(jù)和視頻應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的融合。三網(wǎng)融合的動力來源于市場需求和技術(shù)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(shù)的采用，光通信技術(shù)的發(fā)展，軟件技術(shù)的發(fā)展，IP協(xié)議的普遍采用，在技術(shù)上為三網(wǎng)融合奠定了堅實的聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)。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(luò)技術(shù)上三網(wǎng)融合雖然是可能和可行的，但考慮到目前業(yè)務(wù)的割裂，導(dǎo)致限制了用戶對高速業(yè)務(wù)的需求，也影響了光纖和無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(dāng)三網(wǎng)融合具有可實施性時，無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為解決三網(wǎng)融合的重要技術(shù)手段才能真正發(fā)揮出活力，才有可能得到廣泛的應(yīng)用。政策需求（三）如何對無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和定位進行引導(dǎo)。應(yīng)形成我國自有知識產(chǎn)權(quán)的無源光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用拓展。利用自有知識產(chǎn)權(quán)的光接入技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)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(guān)行業(yè)的發(fā)展。中近期的重點應(yīng)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