PON技术在“光进铜退”中应用

PON技术在“光进铜退”中应用
[摘要] 随着通信技术发展，3G、IPTV等新业务出现原来基于铜缆DSL技术由于带宽和接入距离限制，已逐渐无法满足运营商业务转型和“三网合一”的需求，为了解决上述问题，一种新的宽带PON技术随之应运而生，PON技术是目前实现终端用户光纤化的主流技术，也是发展趋势，本文就PON技术在“光进铜退”中应用展开阐述
[关键词] PON技术光进铜退
引言
随着通信技术发展，3G、IPTV等新业务需求原来基于铜缆DSL技术由于带宽和接入距离限制，已逐渐无法满足运营商业务转型和“三网合一”的大容量信息传送的要求，ＰＯＮ无源光网络（PON，Passive Optical Network）技术的出现为视频、音频和数据“三网合一”提供了一个可行的解决方案。

1.基于光纤ＰＯＮ技术与基于铜缆ＤＳＬ相比有以下优点
1.1高接入带宽
GPON下行速率高达2.5Gbit/s，上行1.25Gbit/s的速率，EPON采用上下行各1.25Gbit/s的速率，可以满足现在和未来各种宽带业务的需要；
1.2节省光纤资源
点到多点（P2MP）的树状广播形网络拓扑结构，从局端的一芯光纤，最后可以分支到32/64个终端ONU设备，极大节省了馈线段的光纤资源，特别是对于地域广阔的地区，或者原有光纤资源有限的运营商，采用PON技术组网可以大大提高光纤资源的使用效率；
1.3设备运维、管理成本低
PON光纤接入技术，只有局端（OLT）和用户侧设备（ONU）为有源设备，其中间的光分布网络采用稳定性高、体积小巧、成本低的无源分光器，无需提供电源、空调等机房设备，也不占用机房空间，只需安装在光交接箱或光配线架的适当位置即可，易于维护；
2.PON技术概述：
2.1PON的概念和基本结构
PON是是一种基于P2MP拓朴的技术，是一种应用于接入网的局端设备(OLT)
与多个用户端设备(ONU/ONT)之间通过无源的光缆、光分/合路器（ODP)等组成的光分配网(ODN)连接的网络。

典型结构如图如下：
PON.采用树形拓扑结构。

OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。

ONU放置在用户侧，OLT与ONU之间通过无源光合／分路器连接。

2.2 PON技术分类
目前实现已经商用化的PON技术有APON/BPON、EPON和GPON三种。

2.2.1 APON/BPON技术
APON（ATM PON）/BPON（Broadband PON）是最早标准化并获得商用的无源光网络技术，BPON最初称为APON，以ATM作为承载协议，将各种业务封装至ATM信元中进行复用和交换，如话音，数据和视频等，上行速率为155Mbit/s，下行速率可以是155Mbit/s和622Mbit/s，并且提供动态的带宽分配能力，从而更适合宽带数据业务的需要。

然而APON/BPON系统存在两大缺点：一是数据传送效率低，二是在ATM层上适配和提供业务比较复杂。

因而，在EPON 和GPON技术商用化之后，FTTx网络基本不再采用APON/BPON技术。

2.2.2 EPON技术
EPON（Ethernet PON）技术是廉价、高效、成熟的以太网技术和PON网络结构的有机结合，以以太网为载体，采用点到多点结构和无源光纤传输方式，上、下行速率可达1.25Gbit/s。

2.2.3 GPON技术
GPON（Gigabit-Capable PON）是目前已标准化的3种FTTx技术中速率最高的，上行速率支持155Mbit/s、622Mbit/s、1.25Gbit/s、2.5Gbit/s，下行速率支持1.25Gbit/s和2.5Gbit/s，提供强大的多业务支持能力，使其能够高速率、高效地传送各种各样的数据类型及各种长度的数据包。

目前主流应用的PON技术是EPON和GPON，EPON的显著优势在于产品商用较早，设备成本较低，缺点是标准定义简单。

而GPON 的显著优势在其性能方面，如更高的速率和传输效率，更高的标准化程度等。

在实际应用中，具体选择哪类技术或产品要根据多方面的因素综合考虑。

3.XPON技术几种典型中应用模式
3.1光纤到交接箱（FTTCab）
光纤到交接箱（FTTCab，Fiber To The Cabinet）,以光纤替代传统馈线电缆，ONU放置在交接箱处，ONU以下采用铜线或其他介质接入到用户。

3.2光纤到大楼/路边（FTTB/C）
光纤到大楼/路边（FTTB/C，Fiber To The Building/Curb）, 将ONU放置到路边或楼道内，ONU之后再通过铜线为用户提供语音和互联网接入等服务。

FTTB/C与FTTCab的不同之处在于其ONU的位置更接近用户，光纤化程度更进一步,适合高带宽用户密集区域使用。

3.3光纤到企业（FTTO）
光纤到企业（FTTO，Fiber To The Office），ONU设备部署在企业内，仅接入单个企业用户，从ONU直接与企业设备连接。

3.4光纤到户（FTTH）
光纤到户（FTTH，Fiber To The Home）,是完全利用光纤传输媒质连接运营商设备和用户终端设备的接入方式，引入光纤由用户独享，ONU直接放置到用户家中，从ONU直接连接用户网络设备。

4.PON在“光进铜退”的应用案例
4.1FTTB（xPON＋LAN）
案例1：一个企业住宅小区，原来上网采用光纤加LAN形式，电话采用电缆从局端模块局引入，由于原LAN来交换机采用级联方式进行连接，占用光纤资源多，故障多并且不好管理，电话电缆老化，经常出现串音、断话等故障，因此该小区通信网急需改造；
改造前小区通信网
为了节约建设投资，便于今后多业务应用，我们采用GPON＋LAN+POTS 模式对该小区进行改造，无需改造小区光缆，只需将原有汇聚交换机改为分光器，退去电话电缆，LAN交换机换成ONU即可，节约了光缆投资，减少了级连层数，降低电话、宽带故障，便于管理和维护。

改造后小区通信网
案例2：
我们市要作平安城市监控，一期需要监控点280余个，由于要传送高清视频等业务，采用2M电路传送用户无法满足需求，因此提出光纤接入要求，如采用
光缆直连方案（如图3）将需要大量光纤资源。

为了便于后期扩容业务需求，我们采用GPON组网方案（如图4）。

GPON方案不仅节约了大量城域网光缆资源，同时设备管理维护方便，而且为下期工程开展提供基础。

4.2FTTH光纤到户（FTTH，Fiber To The Home）
某小区正在建设16层住宅楼，开放商要求布设宽带线路和电话；如果采用FTTB方式高层建设难度较大，布线、取电、接地不方便，设备布线在公共布线通道容易受干扰，后期维护难度较大成本较高，由于新建小区如果配置大容量MDU容易造成设备闲置，考虑以上因素，我们采用FTTH方式。

这样一方面降低了建设维护成本，另一方面能满足家庭未来语音、数据、视频“三网合一”带宽需求。

它将是今后在城市新建小区主推模式。

4.3FTTC(PON +DXL)
A小区，由于距模块局较远，电缆老化，经常被盗，用户需求为宽带和固话业务，用户引入线为铜芯电话双绞线。

由于用户引入线（铜芯电话双绞线）为既有资源，且交接箱附近取电比较方便，因此，考虑用FTTC+xDSL方案覆盖该小区内用户，设备方面采用GPON，并且配置为64线固话和64线宽带，后期根据用户的发展情况再考虑扩容与否。

该小区距离模块局机房较远，1：32光分路器可直接安装光交接箱内局内，并将光分路器的出口光纤直接连接到光纤分配架（ODF）上，再从ODF架布放光缆至小区交接箱，在交接箱附近新上一套交接箱式PON 设备，将原有主干电缆拆除，利用原有配线电缆割接至新的交接箱上，开通有业务需求的用户即可（固话直接通过POTS口开通，宽带需安装调至解调器开通），如下图。

五、结束语
目前PON技术在“光进铜退”中已广泛应用，采用PON技术大量节约了光缆资源，虽然在应用中出现这样那样问题，但是随着PON技术不断完善，光器件成本不断降低，PON技术优势将越来越明显，PON技术不仅仅在“光进铜退”中应用，今后几年PON技术将会在大客户电路改造，移动基站电路改造中得到广泛应用。

参考文献：
[1] 《FTTx PON技术与应用》，张鹏，阎阔北人民邮电出版社，2010.
[2] 《中国联通EPON工程设计规范》.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。