關于無源光網絡PON
PON的傳輸方案是以1310nm波長區傳送窄帶業務信號,以1550nm波長區傳送寬帶業務信號。之所以這樣做,主要是因為:1550nm波長區的光纖損耗小,宜于傳送寬帶信號,目前波分復用器件如1310/1550nm、1310/1490/1550等要求的,價格相對便宜,能經濟地傳送窄帶業務。由于 PON是一種采用添加分分支術的以光纖為主的結構,因此多采用無源雙星(DSP)或樹型結構。
相比這三種適用于PON的技術來說,我們可以從以下三個方面做個簡單的比較,來評估各種技術的相應優缺點:
首先從傳輸速率上來看,APON是以ATM協議為載體,下行以155.52Mbps或622.08Mbps的速率發送連續的ATM信元,上行以突發的ATM信元方式發送數據流,速率基本上以155.52Mbps為主,相對速率較低,而EPON能夠提供高達1 .25Gbit/s的上下行帶寬,相對速率較大。但隨著用戶對傳輸速率和傳輸容量的巨大需求,新型的GPON概念的提出也基本上可以說是順其自然了,GPON的網絡中上行的傳輸速率為1.244Gbs,下行傳輸速率可達2.488Gbs。
其次從上下行傳輸上來看,ATM-PON系統在下行方向采用時分復用的廣播方式,在上行方向上,由于PON的ODN實際上是共享傳輸媒質,需要適當的接入控制才能保證各個ONU的上行信號完整地到達OLT,采用的技術主要有波分復用WDM、時分多址TDMA等;EPON上行采用多點到一點的拓撲結構,ONU側的時鐘應與OLT側的時鐘同步。EPON時鐘同步采用時間標簽方式。在OLT側有一個全局的計數器,在下行方向OLT根據本地的計數器插入時鐘標簽,ONU根據收到的時鐘標簽修正本地計數器,完成系統同步;在上行方向ONU根據本地的計數器插入時鐘標簽,OLT根據收到的時鐘標簽完成測距;對于GPON來說,其數據的下行傳輸是利用廣播的原理將從OLT發送到每個ONT,被傳送的封包頭上攜帶了目的地的住址,經由地址的比對可將數據流量準確地傳達。上行傳輸因為光纖分布網絡(ODN)具有媒介(media)共用的特性,所以必需協調每個ONT到OLT的數據傳輸,以避免ONT之間的網絡擁塞。上行數據的傳輸是透過OLT所控制,利用TDMA(分時多任務)協定,分配給每個獨立的ONT傳輸時槽。
最后從傳輸功能上來看,ATM PON標準不適合本地環,缺少視頻傳輸功能、帶寬有限、結構復雜、造價昂貴,;而EPON比APON具有更寬的帶寬、更低的費用和更寬的業務功能,實現數據、視頻和話音在單一平臺FTTH上傳輸,EPON的特點適合應用于長距離高帶寬(20km,1.25G)、光纖的接入和傳輸、光纖化的ONU/ONT,非常適合于FTTB和FTTO模式(非常有利于光纖在大樓內的布線和用戶擴容);GPON可在接入網絡上提供10Mbps、100Mbps及1Gbps的服務,同樣還可以提供VLAN的服務,同時支持語音的服務包括VoIP及TDM。在當前眾多解決接入網絡瓶頸的技術中,GPON也是唯一可在單一波長下提供2.5G的帶寬,同時可傳送多個波長在一條光纖上的唯一技術。
事實上,APON和EPON之爭本質上是核心網中的ATM和IP之爭在接入網中的繼續。因此,對于以數據為中心的CATV領域或者新生的電信公司和運營商來說,可能會傾向于采用EPON;對于傳統的電信公司和電信運營商來說,可能會傾向于采用APON。而GPON系統相比于目前廣泛采用ADSL來說,GPON可提供物理覆蓋至少20公里,遠遠優于ADSL的6公里覆蓋范圍。
因此,正確的評估一個網絡系統的好壞也就是從其整體的傳輸效率及相應的成本作基準。假定同樣的1.25Gb/s傳輸速率,比較不同PON的系統對Line coding、PON TC(包括 Mac Layer)、Bearer Protocol (ATM、Ethernet、GFP)的能力及Service adaptation效率,將會發現, EPON在以太網絡封包的傳輸上是效能最低的,而GPON 在常規語音及數據傳輸上均優于APON和EPON兩種系統。
綜合上述的數據,不同技術的PON提供不同的帶寬速率,同樣適合不同的需求范圍,因此在一定程度上占有了一定的發展空間。而PON架構也是目前最經濟和最有發展潛力的成熟技術,只要能開發出一種良好定義的網絡媒體接入協議和集成10G以太網的一些優點,PON將會成為一種非常優秀的寬帶接入解決方案。
當然,也有專家對PON持悲觀看法,基于ATM技術的APON因為ATM技術和光網泡沫的原因而沒有真正應用,而后來的EPON由于采用單一的基于以太網的幀結構,處理話音時可能會產生QoS問題,導致EPON的總體效率極低。
但令我們欣慰的是,PON也在隨著社會的發展而處于不斷發展完善的過程之中,從APON到EPON,再到現在的速率可以高達2.4Gb/s,并且能以原有格式和極高的效率(90%以上)傳送多種業務(TDM和數據)的GPON。因此,無論如何,作為解決“最后一公里”瓶頸的理想技術,作為成本最低且功能最全面的接入方法,PON技術必將在今后的發展過程中成為商家的首選,并最終將鋪設到每條街、每條路和每棟大樓,為FTTX的建設思想提供良好基礎。
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