PON系统承载多业务的技术探讨

PON系统承载多业务的技术探讨(图)

陈洁

泰尔网2008-08-07 16:38:51 来源[电信网技术]

【关键词】PON多业务

1 引言

从2007年开始，国内各大固网运营商均宣布开始实施“光进铜退”发展策略，即缩短网络中的铜缆长度，将光纤进一步向用户延伸，通过建设FTTx（光纤到某处）逐步使用光缆替代传统铜缆接入网中的干线段、馈线段、分线段和入户线段，把目前以铜缆为主要传输媒质的接入网演进为以光纤为主要传输媒质的宽带光接入网，最终实现FTTH（光纤到户）。图l为宽带接入网中的光缆工程模型。

FTTx（光纤到某处）是对宽带光接入网各种形态的一种统称，宽带光接入网中光纤可以是惟一的传输媒质或者为主干传输媒质。根据光纤所到达的物理位置不同，FTTx存在多种应用类型，一般可分为以下几种：

（1）光纤到交接箱（FibertotheCabinet，FTTCab）；

（2）光纤到楼宇／分线盒（FibertotheBuilding／Curb，FTTB／C）；

（3）光纤到公司／办公室（FibertotheOffice，FTTO）；

（4）光纤到家庭用户（FibertotheHome，FTTH）。

在“光进铜退”策略的实施过程中，PON技术被认为是建设FTTx的最主要的宽带接入技术，这使得以EPON （EthernetPassiveOpticalNetwork，以太网无源光网络）和GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特无源光网络）为代表的宽带PON技术终于开始摆脱“雷声大、雨点小”的尴尬状态，并在国内开始得以一定规模的网络部署。

2 宽带多业务的需求

“光进铜退”策略的提出和实施，究其原因，除了铜缆网络建设成本急剧上升使运营商难以承受外，最主要的原因是来自宽带多业务，特别是以标清／高清视频业务为代表的高带宽业务对接入带宽需求的快速增长。目前，我国宽带业务仍以高速互联网接人为主，但在核心网络的演进、各种应用的不断开发、家庭网络的启动部署等因素的推动下，

宽带业务必将从单一的互联网接人向复合型的组合业务演化。

按照客户类型的不同，接入网的用户大致可分为商业客户和家庭用户两大类，二者对业务类型、带宽需求存在极大区别。对于商业客户，业务需求以IP专线或TDM专线业务（如El专线）为主，业务类型比较单一，带宽需求一般相对较高，如IP专线业务的典型带宽需求为10M，甚至100M。对于家庭用户，从目前的互联网应用发展趋势来看，IPTV（流媒体），视频通信，VoIP，高速上网，lPVPN等是互联网发展中极具潜力的应用类型。在这些业务中，提供MPGE4编码方式的标清IPlV，业务需要2～3M左右的带宽，提供一套高清IPTV业务将需要5～6M以上的带宽，将来如果需要具备同时提供两套高清节目的能力则需要lob 12M的带宽。因此，家庭用户接入带宽需求增长的主要贡献将来自于视频业务的发放。目前，业界达成的基本共识是：在3年内，网络应具有提供每个家庭用户下行4～18M和上行2～4M实际带宽的能力；在远期，应具备提供下行10～30M和上行4～10M实际带宽的能力。

3 PON系统承载宽带多业务的技术

面对未来复合型组合业务的接入需求，PON技术以其天然具有的高带宽、全业务接入能力成为发展FTTx的主流技术。

（1）ONU设备形态

PON系统中的用户端设备称为ONU（Optical NetworkUnit，光网络单元），FTTx应用场景的复杂性，直接导致了FTTx网络中ONU设备形态的多样性。按照业务接口类型和数量的不同，0NU可分为SFU，SBU，MDU和MTU等类型。

当采用FTTB／C方式建设光接入网时，每个0NU 需接人多个独立用户，此时的ONU被称为MDU／MTU （Multi．DwellingUnit／Multi-TenantUnit，多住户单元／多租户单元）。MDU／MTU可提供8／16／24 个FE接口，或者提供24／48／96个DSL接口，入户线为5类线或双绞线。为了满足用户对语音业务的需求，MDU／MTU还可以提供POTS接口，按l：1比例同时提供宽带数据业务和窄带语音业务。此外，为了满足商业客户对TDM业务的需求，有些MDU／MTU还可以提供2／4／8个El接口。

当采用FTTH／FTT0方式建设光接入网时，每个ONU仅接入一个用户，此时的ONU被称为SFU／SBU （SingleFamilyUnit／SingleBusinessUnit，单个家庭用户单元／单个商业用户单元）。SFU／SBU一般提供l42 个FE

接El，还可以提供l～2个POTS接口来提供窄带语音业务。当为商业客户提供服务时，SBU还可以提供少量El接口。

（2）组播业务的提供

按照PON协议，虽然OLT和ONU之间的下行通道采用广播方式传递数据，但每条数据传输逻辑通道（EPON中的LLID，GPON中的GEMPort）仅属于某一个0NU，当0NU接收到标识为其他ONU的数据时应丢弃该数据，从而保证了用户数据的正确转发和安全隔离。在单播传输方式下，OLT会把下行广播报文复制N份并分发到多个数据传输逻辑通道传送到ONU。但为了更高效地传输组播业务，节省系统带宽，PON系统提供了一种特有的数据传输方式，即SCB （SingleCopyBroadcast，单拷贝广播）。

SCB技术是在OLT和ONU之间建立一条特殊的允许所有ONU从中合法接收数据的数据传输逻辑通道。在转发组播业务时，即使多个ONU点播了同一节目，OLT仍然只发送一份组播媒体流数据拷贝进入SCB逻辑通道，所有ONU均接收同一份数据，即l份业务带宽可为N个用户提供服务，由此节省了大量的系统带宽。对于高清视频等高带宽需求的业务来说，SCB技术带来的带宽节省效果愈加显著。为了便于管理，PON系统要求在每个PON口下仅有惟一的一个SCB数据传输逻辑通道，所有组播媒体流数据均在同一个逻辑通道中传输，如果需要区分隔离，可通过使用