－北京格林威爾科技發(fā)展有限公司  張崙

    摘要：在業(yè)務、組網成本、技術、競爭等多方面驅動下，光纖直接接入商業(yè)用戶并提供綜合業(yè)務接入成為接入網發(fā)展的方向。

    PON作為一種新興技術，具有高帶寬、節(jié)省遠端有源機房、便于維護、業(yè)務部署迅速等特點，將在商業(yè)用戶的接入方案中得到廣泛應用。接入網市場的需求

    接入網是電信通信網的重要組成部分，經驗表明，接入網的投資往往占到運營商投資總額的50％。它直接面對最終用戶提供各種業(yè)務，需要適應不同用戶對業(yè)務種類、質量、性能、帶寬等各方面不同的要求。這些末端需求的復雜性，也導致了接入網技術的多樣性。當前，接入網的發(fā)展被以下因素所驅動：

    業(yè)務驅動

    隨著互聯(lián)網和移動通信的迅速發(fā)展，一方面，占固網運營商業(yè)務收入近70％的語音業(yè)務被嚴重分流；另一方面，寬帶接入和基于寬帶的業(yè)務發(fā)展勢頭迅猛。世界各大運營商都提出了向“綜合信息服務商”轉型的戰(zhàn)略，法國電信預言，今后語音收入只會占運營商收入的10％，而70％以上的收入將來源于寬帶增值業(yè)務。國內兩大固網運營商中國電信和中國網通也不約而同地提出了大力發(fā)展寬帶增值業(yè)務的轉型思路，并發(fā)布了針對商業(yè)用戶的“商務領航”和“商務寬帶ePower”的服務品牌。目前提供的寬帶增值業(yè)務包括企業(yè)郵箱、門戶網站、網絡存儲；另外還提供豐富的在線軟件服務，包括網絡殺毒，ERP系統(tǒng)、CRM、SCM等各類增值軟件服務。

    這些寬帶增值業(yè)務必然對網絡接入的雙向帶寬、時延、信號質量提出了更高的要求，傳統(tǒng)的ADSL方式必然難以滿足這方面的需求。光纖直接入商業(yè)用戶，可以為用戶提供雙向高帶寬，低時延，高質量的寬帶接入，為提供各類增值業(yè)務提供一個強大的網絡基礎。

    成本驅動

    近年來，一方面，銅作為戰(zhàn)略資源，其價格一再上漲，最近3年內價格上漲了5倍，令銅纜的價格也一升再升；另一方面，隨著光纖制造工藝的成熟和規(guī)模化生產，光纖的價格一再下降，已經到了“和面條一樣便宜”的水平。在這種反差下，很多運營商發(fā)現(xiàn)鋪設一公里電纜的造價甚至超過了一公里光纜的造價加上相關光設備的價格，而且光纖鏈路的維護成本也大大地域銅纜。因此，運營商在新建網絡時，將光纖不斷地向用戶端進行延伸，“光進銅退”的演進更加迅速。

    技術驅動

    在接入網層面，越來越多的新的光傳輸技術也在不斷涌現(xiàn)，已有的光傳輸設備價格也不斷下降，讓運營商有了更多的選擇。EPON作為光接入網的新型技術，在2004年標準發(fā)布的一年多時間內，光器件成本已經下降了70％，光設備成本已經下降了50％，產品和設備都已經完全成熟可用。GPON產品也開始逐步成熟。這些技術的發(fā)展和成熟都為FTTX的技術方案掃清了障礙。

    競爭驅動

    隨著電信運營的逐步開放，這個領域的競爭也日趨激烈。如何使用更低的投資，更低的維護成本，為客戶提供更多、更高質量的業(yè)務，為客戶更快速、更靈活地發(fā)放業(yè)務成了各固網運營商的首要問題。目前，某些運營商已經開始對商業(yè)用戶使用光纖直接入戶，提供高質量、高帶寬、綜合業(yè)務接入，作為差異化的競爭手段去向客戶提供業(yè)務，并獲得了很大成功。

    綜合上面各方面的因素，我們可以發(fā)現(xiàn)接入網的建設正在向光纖直接入戶，提供綜合業(yè)務接入的方向迅速發(fā)展。而在這個趨勢中，PON作為一種重要的接入技術，必將在今后的FTTX建設中發(fā)揮主流作用。

    PON技術介紹

    GPON——　2001年，F(xiàn)SAN組啟動了一項光網絡的標準工作，旨在規(guī)范工作速率高于1Gbps的PON網絡。GPON(Gigabit-Capable　PON)最早由FSAN組織于2002年9月提出，ITU-T在此基礎上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定，2004年2 月和6月完成了G.984.3的標準化。從而最終形成了GPON的標準族。

    GPON采用了125us的幀結構，從業(yè)務支持上可以用GEM封裝承載以太網、ATM、E1等業(yè)務。GPON的速率比較靈活，最低從下行1.25G/上行155M，到最高2.5G對稱速率。為了有效支持多業(yè)務承載和更高的性能，GPON中對光接口方面的規(guī)定非常苛刻，比如整個光鏈路損耗比EPON的25dB提高5dB，消光比也從EPON的6dB提高到10dB，下行發(fā)送速率比EPON也提高一倍。這些直接導致GPON的ONU光模塊必須采用DFB激光器和APD接收機，這將大大提高光模塊的成本。據(jù)國內外主流PON光模塊廠商估計，即使進入規(guī)模生產，滿足GPON2.4G/1.25G的ONU光模塊價格至少是EPON的光模塊價格2倍以上。不僅如此，對于PON光模塊實現(xiàn)難度最大的突發(fā)模式，EPON要求512ns的突發(fā)時間，GPON則要求在96bits（也就是80ns）內完成，大大增加了光器件和上層同步電路的設計難度和成本。突發(fā)時間的苛刻要求讓眾多光模塊廠商一籌莫展，只能按照各自的能力推出relax版本的GPONOLT光模塊。但該參數(shù)一旦放松，將會大大影響GPON的上行傳輸效率。另外，GPON為了提高性能，放棄了已經在SDH中廣泛使用的GFP封裝，而使用了新的GEM封裝，這使芯片廠商無法使用已經非常成熟的模塊，延緩了GPON技術成熟的時間。目前發(fā)布的第一代GPON商業(yè)芯片中，還沒有能直接支持在GEM封裝上支持TDM業(yè)務的，一些系統(tǒng)廠商采用了和EPON一樣的方式，在ip層或以太網層進行TDM業(yè)務仿真，這實際上背離了GPON標準的初衷。

    另一方面，IEEE也于2001年開始了EPON標準的制定，并在2004年6月發(fā)布了最終EPON標準。EPON標準的線路速率為對稱1.25G，采用8B/10B編碼，有效業(yè)務承載速率為1G。由于EPON最大程度地繼續(xù)了原有以太網協(xié)議，只是增加了MPCP層做點到多點的MAC仿真，大大簡化了EPON的設計難度。因此雖然EPON和GPON的標準發(fā)布時間相當，但EPON的芯片和系統(tǒng)都已經非常成熟，并得到了廣泛應用，從價格上看，單以太網的ONU在國內的價格已經到了1300左右。目前，EPON僅在日本的用量每個月超過30萬線。除此之外，新的2倍速EPON標準或10倍速EPON標準（數(shù)據(jù)率分別為2G和10G）還在制定中，而且會和原有EPON兼容。預計滿足10G標準的EPON系統(tǒng)價格應該和今后的GPON價格相當。

    EPON的標準范圍只局限于OAM層、MAC層和物理層，雖然沒有定義上層業(yè)務和治理的具體承載方式，但并不是說EPON缺乏多業(yè)務承載能力和OAM特性。事實上，在EPON的標準上層，可以很輕易承載E1、TDM語音等多業(yè)務，國內多家廠商都有相關的成熟產品。另外，EPON的OAM治理協(xié)議也預留了足夠的擴展空間，為將來提供更多治理特性提供了基礎。

    對于線路保護，無論是EPON和GPON都有主干保護和全保護兩種方式。

    下圖給出了主干保護的示意，通過增加局端一個PON光口，可以實現(xiàn)主干光纖的1＋1保護。該保護方式最大的優(yōu)點是成本低，但是支路光纖不能保護，適用于單級分路，或者遠端ONU分布相對集中（比如小區(qū)寬帶、商業(yè)區(qū)接入）。

    下圖給出了全保護的組網拓撲。該方式下，所有ONU的都帶2個光口，局端OLT增加一個保護PON口。下圖中兩中組網拓撲在邏輯上是等價的，但大家一般更習慣采用下面的“偽環(huán)”方式組網。該方案的特點是所有光纖鏈路都得到保護，而且在局端還可以實現(xiàn)跨盤保護，即PON0和PON1可位于不同插卡上，這樣還可以對設備故障進行保護。除此之外，格林威爾還提出了“彈性保護倒換”的概念，也就是在全保護拓撲下，當光纖鏈路正常時，兩個PON口可以同時工作，實現(xiàn)2G的寬帶業(yè)務接入；當光纖鏈路發(fā)生中斷，ONU再根據(jù)光口通斷情況進行切換，這樣可以大大提高冗余光鏈路的利用效率。

    其實，對于運營商而言，關注更多的是PON的業(yè)務承載能力、性價比和產品成熟度。目前EPON產品在這方面明顯好于GPON，而二者在業(yè)務承載和組網方式上也沒有什么不同，因此我們下面的方案介紹會以EPON為例。

    EPON在FTTP的解決方案

    圖2給出了南方發(fā)達地區(qū)某個運營商原有的商業(yè)用戶的接入網建方式。運營商一般會在商業(yè)區(qū)或工業(yè)園區(qū)附件設立遠端機房，該機房通過光纖接入到城域機房。然后再從遠端機房鋪設銅纜或光纜解決客戶的業(yè)務接入。

    應該說這種組網方式是比較普遍的，但在目前強大的競爭和客戶壓力下，作為一個弱勢運營商，其面臨的問題有：

    建設投資：該組網方式前期需要投入大量資金進行機房建設，比如機房設備、機架、空調、供電、備用電池等。而客戶和業(yè)務的發(fā)展卻是緩慢增長，導致投資回收期較長。另外，對于某些區(qū)域，假如有多家運營商入住，導致接入率不高，可能連機房投資都無法回收。

    運營維護：該組網方式將導致大量遠端機房，這些遠端機房一般無人值守，機房條件差，出現(xiàn)故障難以維護。而且，運營商還需要為機房支付房租、電費。另外，由于弱勢運營商的維護人員也相對較少，面對大量的遠端機房，很輕易出現(xiàn)運維不及時，而遭到客戶的投訴甚至退網。

    客戶響應：目前固網運營商競爭激烈，快速的客戶響應和業(yè)務部署能力是該運營商市場競爭的基礎。使用該方式進行網絡建設，假如四周沒有機房設施，就無法快速地響應用戶的業(yè)務接入，大大影響了其市場開拓計劃。

    業(yè)務能力：由于大量采用銅纜到用戶的方式進行建設，業(yè)務質量、帶寬提供能力有限，無法為客戶提供差異化競爭能力，該運營商不得不陷入和其他運營商的價格戰(zhàn)中，導致用戶ARPU值下降。

    假如采用PON的方式進行組網，就可以完全解決該運營商的難題。如圖3所示，采用PON的方式組網，可將光纖直接拉到最終用戶，為今后的業(yè)務開展提供堅實的網絡基礎。另外，PON將使用無源光分路器實現(xiàn)多個用戶的業(yè)務收斂，替代原來的遠端機房，大大節(jié)省建設投資和運維投資。

    格林威爾公司依托長期在APON、EPON、以及GPON上的技術積累，為該客戶提供了全面的基于EPON的接入網優(yōu)化方案和全系列的EasyPath產品線。

    在該解決方案中，EasyPath在局端可以提供小容量的OLTEP3002，也可以提供大容量OLT的GFA6700；在遠端EasyPath可以提供只需要寬帶接入的單以太網ONUEP1101，也可以為大客戶接入提供FE＋4E1的EP1102，還可以提供2FE＋N×POTS＋E1/V35的綜合接入ONUGT861。對于寬帶業(yè)務，局端OLT將多個遠端用戶的寬帶業(yè)務通過內部無阻塞的交換平臺進行匯聚，接入城域寬帶IP網；對于大客戶專線接入的E1/V35，EasyPath可以提供32路E1或STM－1接口和城域傳輸網對接；對于語音業(yè)務，EasyPath的遠端GT861可以提供最大32路語音的接入，并可以靈活插卡式擴容，Easypath在局端不僅可以提供PRI、V5.2、SS7等多種信令接口和傳統(tǒng)PSTN對接，將來還可以順利升級到NGN接口，保護客戶的設備投資。EasyPath利用獨有的專利技術，在芯片級進行TDM專線和語音業(yè)務進行仿真，可以嚴格滿足TDM業(yè)務時延和抖動的相關要求，實現(xiàn)真正的綜合業(yè)務接入。另外，EasyPath還提供獨有的1＋1干線光纖保護，可實現(xiàn)50ms的保護倒換時間，以最小的成本最大程度地保證了網絡的可靠性。

    建設投資：使用EasyPath組網，一個城域機房就可以利用EPON覆蓋20km的范圍，無需進行遠端機房的建設，大大減小了網絡建設費用。

    運營維護：由于EasyPath的組網，無需遠端機房，減小了網絡層級，再加上EasyPath端到端的告警和故障治理，智能故障分析，大大提高了網絡的運維效率。另外，由于在接入網使用一種技術進行語音、寬帶、專線的綜合業(yè)務接入，不僅縮減了設備投資，減少了設備數(shù)量，也大大簡化了業(yè)務配置和排故的流程。

    客戶響應：使用了Easypath的接入方案后，客戶通過在遠端放置光分路器的方式，路邊每一個光交接箱都成了運營商的“機房資源”。利用這些無源“機房”，客戶可以為用戶快速開通業(yè)務，大大提高了用戶的滿足度。另外，作為一個競爭性運營商，由于在成熟寫字樓中缺乏機房和銅纜資源，以往很難在這些地方開展業(yè)務。但現(xiàn)在，客戶可以利用EasyPath為這些商業(yè)用戶提供光纖到戶的業(yè)務接入。

    業(yè)務能力：由于EasyPath的高達1G的雙向干線帶寬，光纖到戶的綜合業(yè)務接入能力，可以為用戶提供全業(yè)務接入。并在這個高質量、高帶寬的光纖接入平臺上，該運營商還開展了大量寬帶增值服務，不僅提高了客戶的業(yè)務收入、提供了差異化的競爭優(yōu)勢，而且還提高了用戶忠誠度。

    通過使用EasyPath對客戶的接入方式進行了優(yōu)化后，極大地提高了其業(yè)務提供能力、減小了運營維護成本、縮短了投資回收周期，增強了客戶的市場競爭力。

    總結：

    商業(yè)用戶接入方案總結

    總的來說，EPON的FTTP方案為一些缺乏末端機房資源、運維壓力較大的競爭性運營商提供了全新的建設思路，為這些運營商提供更高性能的網絡基礎，提供更快速的業(yè)務部署能力，提供綜合業(yè)務接入的解決方案。也正是因為這些原因，EPON的FTTP方案得到了越來越多的運營商的認可，并得到了廣泛的部署。

    參考書目

    [1]中國電信http://www.bnet.cn/

    [2]IEEE“802.3ah”,2004

    [3]ITUT“G.984.2GPON PMD layer specification”, 2004

    [4]ITUT“G.984.3GPON TC layer specification”, 2004