PON(無源光網(wǎng)絡)是指ODN(光配線網(wǎng))中不含有任何電子器件及電子電源,ODN全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成,不需要貴重的有源電子設備。一個無源光網(wǎng)絡包括一個安裝于中心控制站的光線路終端(OLT),以及一批配套的安裝于用戶場所的光網(wǎng)絡單元(ONUs)。在OLT與ONU之間的光配線網(wǎng)(ODN)包含了光纖以及無源分光器或者耦合器。
信息化進程的推進和網(wǎng)絡應用的需求,快速推動著網(wǎng)絡的發(fā)展。在網(wǎng)絡的總帶寬以每半年翻一番的速度遞增的急速推動下,新的網(wǎng)絡應用和網(wǎng)絡技術也不斷地涌現(xiàn)。PON技術就是順應這股潮流而走向市場的一種質(zhì)優(yōu)價廉的寬帶接入技術。
從整個網(wǎng)絡的結構來看,由于光纖的大量鋪設,DWDM等新技術的應用使得主干網(wǎng)絡在幾年之內(nèi)已經(jīng)有了突破性的發(fā)展。同時由于以太網(wǎng)技術的進步,由其主導的局域網(wǎng)帶寬也從10M, 100M到1G甚至10G。而目前大家關注,最需要突破的地方就在于連接網(wǎng)絡主干和局域網(wǎng)以及家庭用戶之間的一段,這就是常說的“最后一公里”,這是個瓶頸。必須打破這個瓶頸,才可能迎來網(wǎng)絡世界的新天地。這就好象在一個國家的公路系統(tǒng),干線和各地區(qū)干道都已經(jīng)建成高等級的寬闊的公路,但通向家庭和商家的門口卻還是羊腸小道,這個公路網(wǎng)絡的效率無法有效地發(fā)揮。
然而,與主干網(wǎng)和局域網(wǎng)不同,接入網(wǎng)情況復雜,需求多樣。寬帶接入市場才剛剛起步,市場上可供選擇的接入技術眾多,各有起優(yōu)點和不足。在我國,T1/E1或SONET/SDH接入在價格上,一般用戶難以承受;ADSL接入由于其距離和選線率的限制使其費用偏高、用戶群不易擴展;Cable Modem方式在網(wǎng)絡的結構上和服務的提供上都還有一些問題,而結構的改造費用不菲,同時還受到政策因素的影響;Ethernet接入由于用戶實裝率過低而使得本身的成本優(yōu)勢蕩然無存,同時由于安全和服務質(zhì)量難以保證受到廣泛批評。LMDS系統(tǒng)作為一種無線連接的理想方式,可以作為一個很好的補充,但由于其對環(huán)境的要求使其不可能成為一種主導技術。
在這種情況下,市場呼喚新技術登場,來解決一些目前技術難以解決的一些問題,以更低的價格。向用戶提供更高的帶寬,更好的服務質(zhì)量。已經(jīng)有過多年發(fā)展的PON(Passive Optical Network:無源光纖網(wǎng)絡)正式揭開面紗,預計在今明兩年內(nèi)就可走向市場。
實際上,國內(nèi)對PON的關注和研究已經(jīng)有一段時間了。在去年10月北京舉辦的通信展上,幾家供應商展出的PON產(chǎn)品和理念就引起了廣泛關注。幾家著名設備制造尚的EPON和APON產(chǎn)品都已經(jīng)開始推向市場,PON作為一種全新技術,引起了廣大運營商、設備制造上、集成商、工程師和學生的興趣。同時,我們了解到,在國內(nèi)一些大學里,已經(jīng)把PON,尤其是EPON作為一種未來占主導地位的接入技術,進行研究和對學生傳授。
無源光網(wǎng)絡PON(Passive Optical Network):指ODN(Optical Distribution Network:光配線網(wǎng))不含有任何電子器件及電子電源,ODN全部由光分路器(Splitter:分支器)等無源器件組成,不需要貴重的有源電子設備。
PON網(wǎng)絡的突出優(yōu)點是消除了戶外的有源設備,所有的信號處理功能均在交換機和用戶宅內(nèi)設備完成。而且這種接入方式的前期投資小,大部分資金要推遲到用戶真正接入時才投入。它的傳輸距離比有源光纖接入系統(tǒng)的短,覆蓋的范圍較小,但它造價低,無須另設機房,維護容易。因此這種結構可以經(jīng)濟地為居家用戶服務。
PON的復雜性在于信號處理技術。在下行方向上,交換機發(fā)出的信號是廣播式發(fā)給所有的用戶。在上行方向上,各ONU必須采用某種多址接入?yún)f(xié)議如時分多路訪問TDMA(Time Division Mutiple Access)協(xié)議才能完成共享傳輸通道信息訪問。
目前用于寬帶接入的PON技術主要有:ATM PON和Ethernet PON。
然而APON經(jīng)過多年的發(fā)展,仍沒有真正進入市場。主要原因是ATM協(xié)議復雜,相對于接入網(wǎng)市場來說設備還較昂貴。同時由于以太技術的高速發(fā)展,使得ATM技術完全退出了局域網(wǎng)。而千兆及10G標準的推出為以太技術走向主干打開了大門,因此如何把簡單經(jīng)濟的以太技術與PON的傳輸結構結合起來,自2000年始引起技術界和網(wǎng)絡運營商的廣泛重視。同時,業(yè)界普遍認為ATM PON的很多缺點,例如缺乏視頻傳輸能力、帶寬有限、系統(tǒng)復雜以及價格昂貴等等,在EPON中將不會存在。
光接入網(wǎng)演進的首期目標是FTTB(fiber-to-the-business)和FTTC(fiber-to-the-curb)系統(tǒng),然后再發(fā)展到FTTH(fiber-to-the-home),通過一個簡單的平臺為用戶提供包括數(shù)據(jù)、視頻和語音在內(nèi)的全面服務。EPON可以提供比APON更高的帶寬和更全面的服務,成本卻很低,同時EPON的體系結構也符合G.983標準的大多數(shù)要求。
補充:pon無源光纖網(wǎng)絡的英文縮寫,與有源光接入技術相比,PON由于消除了局端與用戶端之間的有源設備,從而使得維護簡單、可靠性高、成本低,而且能節(jié)約光纖資源,是未來FTTH的主要解決方案。隨著PON成本的逐步降低,不但在FTTB/FTTC場合PON有了一定的應用市場,而且利用PON來實現(xiàn)FTTH在日本等發(fā)達國家也取得了很大的進展。目前PON技術主要有APON、EPON 和GPON等幾種,其主要差異在于采用了不同的二層技術。
APON是上世紀90年代中期就被ITU和全業(yè)務接入網(wǎng)論壇(FSAN)標準化的PON技術,F(xiàn)SAN在2001年底又將APON更名為BPON,APON的最高速率為622Mbps,二層采用的是ATM封裝和傳送技術,因此存在帶寬不足、技術復雜、價格高、承載IP業(yè)務效率低等問題,未能取得市場上的成功。
為更好適應IP業(yè)務,第一英里以太網(wǎng)聯(lián)盟(EFMA)在2001年初提出了在二層用以太網(wǎng)取代ATM的EPON技術,IEEE 802.3ah工作小組對其進行了標準化,EPON可以支持1.25Gbps對稱速率,將來速率還能升級到10Gbps。EPON產(chǎn)品得到了更大程度的商用,由于其將以太網(wǎng)技術與PON技術完美結合,因此成為了非常適合IP業(yè)務的寬帶接入技術。對于Gbit/s速率的EPON系統(tǒng)也常被稱為GE-PON。
在EFMA提出EPON概念的同時,F(xiàn)SAN又提出了GPON,F(xiàn)SAN與ITU已對其進行了標準化,其技術特色是在二層采用ITU-T定義的GFP(通用成幀規(guī)程)對Ethernet、TDM、ATM等多種業(yè)務進行封裝映射,能提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有標準的上行速率,并具有強大OAM功能。在高速率和支持多業(yè)務方面,GPON有明顯優(yōu)勢,但成本目前要高于EPON,產(chǎn)品的成熟性也遜于EPON