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EPON技术与FTTH的发展

时间:10-19 来源:作者:张成良 来源:电信技术 点击:

PON概念是1995年前后提出的,在过去十几年的发展过程中,经历了窄带PON系统、ATM|0">ATM-PON系统、Ethernet-PON系统和GPON系统4种形态,但其应用规模一直不大。2005年,PON系统的应用和发展进入规模阶段,因为其应用和发展与FTTH、FTTP的发展息息相关。
1、FTTH在全球的发展和应用

由于IPTV等新型宽带业务的开展,2003年以后,FTTH在全球范围内驶上了快车道。目前日本FTTH家庭用户已经突破900万户,而美国在2006年年底也达到了150万户。这一轮的FTTH建设与以下几个因素有着直接关联。

一是业务的强劲需求。由于电信管制政策在欧美的开放,电信运营商可以进入电视节目的提供领域,而目前欧美的接入网明显存在线路较长(美国的平均用户线距离在4 km以上,无法开通高速率DSL)、线路老化等问题,要支持高速率的业务必须采用新的光纤接入技术。

二是光纤接入成本下降。在过去几年中,光纤成本有很大的降低,光器件和光接入系统的成本也有一定程度的降低,在光纤用户接入布线技术等方面有了比较大的突破。

三是政府在管制和产业政策上的支持。在日本,对于光纤接入,政府在产业政策上予以支持和鼓励;在美国,对于运营商新建设的FTTH系统,FCC在管制政策上予以支持,规定可以不参与用户线开放,即不需要为竞争对手开放新建设的光纤接入系统。

从目前FTTH的应用来看,在日本,点到点光纤系统应用得较多,也有一些ATM-PON系统,但2005年开始采用EPON系统;而美国和欧洲主流运营商则更多地选用ATM-PON系统,未来有可能选用GPON系统。

2、业务对接入网带宽的需求

目前,国内DSL接入提供的速率一般为1 Mbit/s或者2 Mbit/s,对于宽带上网来说,这个速率足够了,但是传输电视节目就有明显的欠缺。常规数字电视采用H.264编码的一路SDTV节目需要2 Mbit/s左右,再加上数据接入业务,则接入带宽至少在4 Mbit/s以上,如果考虑到HDTV业务(需要6~8 Mbit/s),假设将来的家庭需要两套电视节目,再加上高速宽带接入、VoIP、游戏等业务,则每个家庭至少需要20 Mbit/s的带宽(对于VDSL2技术来说,20 Mbit/s传输只能覆盖1 km左右)。

目前,针对该问题有两种解决方法:一是改造现有铜缆网,将铜缆长度超过目标距离(如1 km)的进行改造,运营商称之为"光进铜退",也就是将光节点进一步接近用户,如FTTZ、FTTB,但不是FTTH,但依然要保持五类线或者电话线进户,此时一般一个光节点覆盖500~1000户;二是在新建区域采用EPON或者GPON系统来满足用户需求,在竞争区域,运营商往往会采取这一策略。

3、EPON互通性及应用

2004年4月,IEEE 802.3ah标准的通过极大地促进了EPON技术的发展,这使早期非标准化的EPON厂商开始转向标准化的EPON,并将其命名为GEPON。EFM制定EPON标准的基本原则是,尽量在802.3体系结构内进行EPON的标准化工作,最小程度地扩充以太网MAC协议。因此虽然增加了可选的OAM功能,并提出了支持IP业务所需的各种业务配置和管理功能,但是对动态带宽分配、终端设备认证、业务层功能(如组播、VoIP和TDM业务的承载、VLAN等)、QoS保证、网络管理等设备实现必须具备的功能并未进行规定。

为使EPON技术达到运营级要求并实现不同厂商设备的互通,中国电信在2005~2007年连续开展和组织EPON互通性测试。在EPON基本功能、业务承载相关功能、操作管理和维护功能等方面均实现了互通,并且以太网业务的吞吐量、转发延时、过载丢包率和长期丢包率等互通性能指标良好。EPON的互通性可分为EPON基本功能的互通、业务承载相关功能的互通、操作管理和维护功能的互通三大部分。

在互通测试过程中,特别重视芯片级测试,因此连续进行了两轮芯片级互通性测试。中国电信对参加测试的主流芯片厂商直接提出要求:即首先在FPGA级别上实现了互通,验证解决方法的可行性;然后相关芯片厂商(如PMC-Sierra、Teknovus、Immenstar、Conexant等)完成新版本芯片(ASIC)的规模流片,再进行系统级的互通。

从DSL产业的发展过程可以看出,终端的互通性是实现FTTH规模发展的重要前提,采用不同厂商的设备实现OLT和ONU功能可有效地降低网络建设成本,并能促使终端设备的专业厂商加入到FTTH产业中。在EPON系统中,这不仅涉及到光接口、ONU自动发现与加入等基本功能,还涉及到动态带宽分配、下行数据加密机制、TDM业务实现等更复杂的功能。目前EPON终端的互通取得了重大的进展,可以实现不同厂商局端设备OLT和用户终端ONU的互操作性。

4、EPON与GPON的比较

GPON是近年来FTTx领域的热点技术之一。特别是在ITU-T关于GPON的系列标准

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