光接入技术是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。
光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。光纤用户网的主要技术是光波传输技术。光纤传输的复用技术发展相当快,多数已处于实用化。
简介
随着互联网的大规模发展,各种数据业务的层出不穷,人们对高带宽的不断追求,使得光接入技术越来越受到人们的重视,光纤接入具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点,其在干线通信方面已有广泛体现。在接入网中,光纤接入也成为发展重点。下面介绍目前讨论最多的几种光接入技术。
点到点有源以太网系统 (P2P)
FTTH网络中的点到点接入技术是将
电信号转换成光信号进行长距离的传输,上下行带宽都可以达到100Mbit/s甚至1000Mbit/s。采用点到点方式实现FTTH具有产品成熟、结构/技术简单、安全性较好的特点,在日本和美国已广泛应用。
其主要优点如下:
但这种技术最大的缺点是需要铺设大量的光纤和光收发器,在大规模应用情况下网络铺设困难,设备成本也很难再下降,甚至会上升。另外,有源
以太网并没有一个统一的标准,从而产生多种不兼容的解决方案。还有一个可能影响选择
以太网技术的因素是传统视频业务的提供方式,因此被认为是实现FTTH的过渡技术。
点到多点无源光网络系统 (PON)
APON和BPON
APON是20世纪90年代中期由FSAN开发完成的,并提交给ITU-T形成了G.983.x标准系列。BPON是在APON上发展起来的,最早在日本兴起的标准。1998年NTT就和南方贝尔共同制定了第一个BPON标准,并开始了BPON的商业运营。美国的运营商也因为历史的原因,倾向于使用BPON标准来构建FTTH网络。但APON/BPON的业务适配提供很复杂,业务提供能力有限,数据传送速率和效率不高,成本较高,其市场前景由于ATM的衰落而黯淡。
EPON
EPON由EFM工作组提出并在IEEE802.3ah标准中进行规范,它在PON层上以Ethernet为载体,上行以突发的Ethernet包方式发送数据流。EPON可提供上下行对称1.25Gbit/s传输速率,下行10Gbit/s的传输速率正在研究中。
在多种基于PON的技术中,EPON由于其技术和价格方面的优势已逐渐成为最受欢迎的FTTH技术。由于采用Ethernet
封装方式,因此非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势,这也是EPON技术能够获得业界青睐的重要原因。但Ethernet
封装方式也给EPON技术带来了一个致命的缺点——难以承载语音或电路方式数据等TDM业务,虽然目前国内外均对TDMoverEthernet技术进行了积极的研究并取得了一定的成果,但并不十分成熟,要完全达到TDM业务要求的严格QoS更是面临相当大的困难,这给EPON的应用带来了很多限制。
发展
第一阶段
2001年~2002年,IEEE和FSAN/ITU-T分别提出EPON与GPON技术概念,PON技术进入Gbit/s时代。从2004年日本首先开始部署EPON技术起,EPON技术和GPON技术以及产业链都已成熟并得到了大规模部署,未来3年内这两种技术将成为市场的主流应用。
第二阶段
在1G速率的PON技术逐渐成熟后,IEEE和FSAN/ITU-T从2008年开始启动10G PON的研究,这意味着PON技术将进入10Gbit/s时代。IEEE还是延续了原来的技术路线,采用以太网技术,通过少量扩展,推出了10G EPON标准,在2009年9月正式发布, ITU-T稍晚启动了10G GPON的标准制订,也基本延续了GPON的技术路线,并在2010年年中形成系列标准,完成了下行10Gb/s、上行2.5Gb/s的XGPON1的标准化工作。这标志着下一代PON技术的两大技术流派10G EPON和10G GPON技术在标准化层面已经基本完成。目前10G PON技术正致力于产业化和商用化进程。在带宽需求升级和市场竞争的驱动下,综合考虑到产业成熟度和成本等因素,预计10G PON技术最快将在2012年进入商用阶段,而且10G EPON技术将率先开始商用。
第三阶段
后10G PON时代采用什么技术,现在还没有一个明确的方向,一直超前研究PON技术的IEEE目前没有相关计划,而FSAN虽然有此方面的讨论,但还无实质性定论, FSAN目前对NGPON2应满足“下行总带宽不少于40G,上行总带宽不少于10G(每个终端用户的最高独享带宽应不低于1G);传输最大距离不低于40km,距离差不低于40km; 分支比不低于1∶64;重用GPON/XGPON1网络的ODN”的明确需求。有意思的是,ITU-T已经终止了下行10Gb/s、上行10Gb/s的XGPON2的标准化工作,这意味着突发模式的10Gb/s光模块研发存在技术和成本上的很多障碍,而基于WDM和WDM/TDM技术的PON是NGPON2可能的技术方向,关于WDM PON的波长分配方案已经开始在ITU-T进行讨论。
优缺点
EPON
从结构上看,EPON的最大优点是极大地简化了传统的多层重叠网结构,主要优点如下:
EPON的主要缺点如下:
GPON
GPON的主要优点如下:
GPON的主要缺点是技术成熟度不如EPON,难度较高,使设备成本较高。
总的来看,GPON和EPON面临的共同挑战有以下几点:
WDM-PON
WDM-PON被认为是下一代光接入技术。它的优势有:
下一代光接入技术主流厂商有:
Wdm-pon :代表厂商爱立信、北电
10G GPON :代表厂商阿尔卡特朗讯、华为、富士通
10G EPON:代表厂商烽火、中兴通讯