无源光网络(PON)和有源光网络(AON)技术比较

无源光网络（PON）和有源光网络（AON）技术比较

深圳市首迈通信技术有限公司

摘要：本文对无源光网络（PON）和有源光网络（AON）在网络结构和技术性能进行比较，分析两者在我国FTTH市场的适应性，阐述我国对FTTH接入技术的选择。

光纤到户（Fiber To The Home——FTTH）接入技术作为未来最终的、一劳永逸的宽带接入解决方案，在日本和美国已得到广泛应用（共有用户约500万）。在我国FTTH尚处于明芽阶段，尚未有商用的FTTH接入网络，但FTTH在我国已得到了越来越多的关注。现有的FTTH技术主要包括无源光网络（Passive Optical Network——PON）和有源光网络（Active Optical Network——AON），AON 接入技术又称小区交换有源光网络接入技术（Remote Office AON——RAON），它们各有优势，适合于不同的应用环境。本文在对它们的网络结构和技术性能进行比较，并结合我国住宅小区的特点，比较上述两种FTTH技术在我国住宅小区应用的优劣，浅析我国住宅小区对FTTH接入技术的选择。

1. 几种FTTH接入技术

最早的FTTH技术是光纤从电信运营商中心机房拉至用户家里以点对点（P2P）的方式组网，如图1.1所示。其能轻易提供100M或1G带宽，网络结构简单，运营维护成本低，支持数据、话音和视频等多种业务，支持目前和未来各种宽带应用的能力。但这种接入方式显然有其明显缺点：过分依赖光缆资源，光纤链路过长过多；由于中心机房离用户较远（一般平均距离在4—5km），这种大芯数远距离光缆铺设成本非常高，尤其在国内城市几乎不可能；一般中心机房覆盖区域大，用户众多，设备和光缆配线集中在中心机房需要大量空间。目前，这种P2P的FTTH技术只应用在大客户（如大型企业、重点单位等），在FTTH接入中将很少使用。

目前谈论最多的FTTH接入技术是基于一点对多点（P2MP）网络拓扑结构的无源光网络（Passive Optical Network—PON）的FTTH接入网，如图1.2所示，在靠近用户时使用光分配器（Splitter）实现一点对多点（P2MP）的网络结构。PON根据其传输协议的不同又分为基于ATM的APON、基于Ethernet的EPON、和基于General Frame Protocol的GPON三种技术标准。下行采用广播方式，而上行采用TDMA方式。PON从中心机房至用户的整个接入网为无源网络，具有易于维护、节约大量光缆资源、减少中心机房设备与配线等技术优势，同样具有支持数据、话音和视频等多种业务的能力。但PON自身存在的缺陷也制约了它的发展。首先，多种技术标准的存在，何种将成为未来主流标准尚无法确定；其次，系统的光发射模块要求高功率激光器和突发性收发能力，要求系统具有测距、带宽动态分配和信号加密等复杂功能，使设备成本高昂；再次，多用户共享有限带宽（一般16或32个用户共享622M或1.25G），带宽升级技术复杂。迄今为止，PON在世界范围内尚未能得到大规模应

用。

另一种技术成熟，已广泛应用的FTTH技术是有源光网络（Active Optical Network——AON）接入技术，AON接入技术又称小区交换有源光网络（Remote Office AON——RAON）接入技术。组网方式如图1.3。RAON将无源光网络（PON）和点对点（P2P）接入技术相结合，实现小区交换有源光网络（RAON）光纤到户综合业务接入解决方案。从电信运营商中心机房至小区机房沿用目前已有的低芯数光缆，而从小区机房至用户端采用点对点（P2P）组网方式，接入设备和配线架统一放置小区机房，整个网络采用技术成熟、成本低廉的以太网协议。小区交换有源光网络（RAON）FTTH接入技术的优势是：是目前最低成本的FTTH接入解决方案；高带宽，能轻易实现稳定双向100M宽带接入；可以支持Internet宽带接入、CATV接入和电话接入，在接入网实现三网合一；网络结构简单、技术成熟；只有小区机房是有源节点，集中机房配线，易于维护管理，提高设备端口利用率；有效节约中心机房至小区的光缆资源，无需增加铺设中心机房至小区的光缆；允许用户自由选择运营商，有利于电信运营商的相互竞争；支持未来可预见的新业务，如可视电话、VOD、数字影院、远程办公、在线展览、电视教育、远程医疗、数据存储及备份等。是目前现有FTTH网络的最主要接入方式。

2．PON和AON接入技术比较

如前所述，目前主要有三种FTTH技术标准：基于以太网的小区交换有源光网络（（Remote Office Active Optical Network——RAON））技术、基于以太网的无源光网络（Ethernet Based Passive Optical Network——EPON）技术和基于通用帧协议的无源光网络（General Frame Protocol Based Passive Optical Network——GPON）技术。三种FTTH接入技术特点比较如下：

比较项目 RAON EPON GPON 备注

标准制定者 IEEE IEEE ITU IEEE和ITU是相互竞争的组织

标准颁布时间 10年前 2004年 2003年

与现有计算机网络兼容性无缝连接无缝连接需协议转换指与目前最普及的以太网兼容性

网络结构拓扑结构有源交换一点对多点无源一点对多点无源一点对多点指从中心机房侧衡量，在小区内Fiber P2P属点对点

分支比 1：∝ 1：32或1：16 1：32或1：16 指从中心机房侧衡量

带宽支持目前独享100M 16或32用户共享622M或1G 16或32用户共享1G 或2G

未来独享1G 16或32用户共享622M或1G 16或32用户共享1G或2G 指未来5—10年内

信息保密技术容易难难 PON下行是广播方式

技术成熟度非常成熟不成熟不成熟指器件、模块和电路成熟程度

光缆节约程度显著显著显著

是否需要大量增加铺设中心机房至小区的光缆不需要需要需要目前从中心机房至小区只有低芯数光缆（4—12芯）

设备端口利用率高低低指OLT端口或Splitter接入端口利用率

建设难易程度容易不容易不容易 PON须大量增加铺设中心机房至小区光缆，请参考《浅析我国FTTH接入技术选择》/file0.htm

网络运营维护困难容易容易从网络是有源还是无源角度考虑

用户自由选择运营商允许不允许不允许指用户随时变更运营商接入的灵活性业务支持 Internet宽带接入支持支持支持目前世界上97%以上的FTT H只提供Internet宽带接入业务。请参考《FTTH技术应用的认识误区》/file_3_17.htm

CATV接入支持支持支持

电话接入支持支持支持

目前应用情况在日本和北美已广泛应用有少量应用极少应用目前全球500万线的FTTH用户中，95%以上的FTTH采用AON技术

是否适合中国市场特点很适合不太适合不太适合请参考《浅析我国FTTH接入技术选择》/file0.htm

在中国市场发展前景好不确定不确定

设备成本很低高高目前EPON的报价每线在1000美元以上

从上表可以看出，RAON与PON相比，具有网络建设成本低、带宽高，用户能自由选择运营商，无需增加铺设中心机房至小区的光缆和适合中国市场等突出特点，但由于是有源网络，其网络运营维护较PON困难。在本文的下一节，读者将认识到我国住宅小区为适应通信多业务接入、多运营商竞争的需要，小区内普遍配套通信机房，这为RAON在我国的应用提供了很好的机房条件，完全满足RAON 有源网络设备安装运营的需要，使其网络运营维护困难程度显著降低。

3． PON和AON与我国FTTH市场