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GPON实现全业务部署

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随着光纤传输网络技术发展的不断突破和DSL接入技术的提升,FTTx加ADSL2+或VDSL2的网络建设模式正成为接入网络新建和改建的首选方式。

光纤传输网络所带来的长期运营成本的节约和无限的网络容量,将给运营商赢得可观的业务收益。其中,gpon(千兆无源光网络)是光纤到户网络的一种理想的网络结构,能提升上行和下行以太网流量的带宽效率。

为更好适应IP业务,第一公里以太网联盟(EFMA)在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术,IEEE 802.3ah工作小组对其进行了标准化,EPON可以支持1.25Gbps对称速率。

FSAN(全业务接入网论坛)从2002年开始制定GPON规范,并与ITU已对其进行了标准化。GPON的关键点是提供更高的带宽,对IP业务具有更高的传输效率,适用于三重播放业务。

2004年中,GPON 的规范系列完成,同时为了更利于降低规范实现的成本,提高可靠性,2005年5月,FSAN对GPON规范中多处内容的实现达成一致,在二层采用ITU-T定义的GFP(通用成帧规程)对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射,提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有标准的上行速率,并且放宽了对上行突发模式光同步特性的要求。因此,在高速率和支持多业务方面,GPON有明显优势。

GPON的四大突破

由于标准简单,技术要求宽松,拥有成熟的EPON(以太无源光网络)商用芯片,EPON设备已经开始在国内各地测试或应用。但是,不容忽视的是GPON从2005年起,不仅有了长足的进展,而且发展势头超过预期。

一、阻碍GPON应用的商用芯片问题已经得到解决。Broadlight公司宣布了针对GPON标准的片上系统(SoC)策略,飞思卡尔半导体将与PON和DSL系统主导厂商阿尔卡特携手打造GPON的SoC解决方案。一直提供EPON芯片的供应商Passave已经推出GPON芯片,从而成为业界第一个能同时提供符合IEEE和FSAN标准的PON芯片供应商。

二、光器件成本的优化。ITU-T 15组在2005年5月会议上对GPON标准进行了增补,允许可选地将上行前导字延长为最大128 字节,放宽了突发同步时长的要求,使得成本较低的法布里-珀罗腔(FP)发送机可以用于GPON的ONT,从而使GPON ONT的成本显著降低。

三、网络应用需求开始出现。2005年11月,期待已久的美国三大RBOC运营商关于GPON技术的招标建议(RFP)与公众见面。同时,北电、阿尔卡特朗讯、摩托罗拉等都已经透露了GPON方案与产品热点关注自己GPON产品的情况,纷纷加入到GPON阵营中来。

四、2006年以来,基于GPON的技术开始受到众多运营商的青睐。利用GPON接入设备和FTTx加ADSL2+或VDSL2的网络建设模式,使Verizon、新加坡电信和德国电信的接入网络大大提速。

GPON支持全业务

GPON与EPON最大不同在于业务支持能力。GPON是为支持全业务的部署(语音、数据和视频)而设计。而EPON是为使点对点网络能支持点对多点网络而设计,没有考虑对全业务的支持。它最初是用来向高速上网业务提供比普通DSL网络或有线电视网络更高的接入速率。

从EPON和GPON的主要技术特性的对照表可以看到,GPON 系统在带宽能力、安全性和可管理性方面明显优于EPON系统。

带宽能力 GPON的线路速率是2.488Gb/s下行,1.244Gb/s上行,而EPON是1.25Gb/s上下行对称速率。GPON不但提供了2倍的下行速率,而且带宽可用效率明显高于EPON。这是因为EPON采用8B/10B的线路编码方式,引入20%的带宽损失,GPON则采用不归零(NRZ)编码,没有这部分损耗。因而GPON能为宽带运营商实现网络带宽的高效提速,更适合部署高带宽需求的宽带业务。

安全性 由于EPON在下行方向的数据是广播到所有ONT,每个用户都可以接收到同样的数据包。恶意用户就可以通过改写ONT代码来偷看所有下行数据包,产生安全隐患。在上行方向,数据是由各个ONT分别在特定的时间片传送,故没有被其他ONT偷看的可能。由于GPON技术支持高级的封装标准(AES标准),即世界上最严密的加密算法,可防止下行方向数据被窃听的问题,其网络的安全性更强。

可管理性 GPON的可靠性同样优于EPON。这是因为GPON提供标准的ONT管理控制接口(OMCI),OMCI信道协议用来管理高层定义的业务,包括ONU的功能集、T-CONT业务种类与数量、QoS参数协商等参数,是实现GPON网络集中业务管理的信令传输通道,处理层次高,并保证了开放性、可扩展的特性。

无论采用何种PON,每用户的成本主要取决于ONT和OLT。GPON刚出现时,该标准的ONT和OLT的成本会相对高一些。但是,目前GPON的核心芯片和光器件复杂度和技术指标已经与EPON相近,在相同的设备配置情况下,设备成本将主要取决于采购数量。

随着光纤成本的日益降低,已经成熟的标准GPON芯片大规模生产,以及GPON网络未来部署规模的扩大,毫无疑问,GPON的建设和运营综合成本将大大降低,将成为当今首选的PON接入技术。