EPON的进展与应用前景展望

发布: 2012-11-05 23:10 | 作者: | 来源: MSCBSC 移动通信网 | 字体: 小中大

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烽火通信科技股份有限公司高鹏

新型电信业务层出不穷，通信技术的进步已经彻底改变了我们生活和思考的方式。不论有线通信还是无线通信，都在向着更高的带宽迈进，视频业务成为下一阶段的典型杀手应用。

光纤接入（FTTX）是业界公认的接入网发展方向，拥有诸多无可比拟的技术优势。其中，PON（无源光网络）技术因为其树型拓扑结构可以大幅度节约线路成本、维护成本低廉、业务提供能力等优势成为FTTX的首选实现技术，GEPON技术已经完全成熟，正在步入规模商用阶段。

1 EPON在发展中更加成熟

在近两年的FTTH发展热潮中，EPON发挥的作用是举足轻重的。业界讨论FTTH二十几年，是EPON第一次作为一种在成本、性能、成熟度等方面均具备实用价值的技术将我们的FTTH梦想贴近了现实。

从2005年中期开始，业界的EPON产品就达到了基本成熟的程度。其基本表现体现在：国际技术标准被广泛接受，有若干可选的商用化芯片，器件成熟，有较多系统设备厂家推出了商用化的产品，一些早期的试点项目开始实施并取得初步的成效。中国电信和中国网通相继在2005年中期进行了EPON产品的测试，参测设备厂家都达到了10家左右。就当时的情况来看，EPON的产业链基本成熟，业界的产品水平大致可以描述如下：
1、普遍能够实现EPON的基本功能，包括测距、ONU注册认证、加密、环回、DBA等；
2、普遍能较好地支持以太网基本功能，包括流量控制、端口协商、MAC地址学习和过滤、VLAN功能、QoS等，部分支持组播功能；
3、具备不同成熟程度的网管系统。

当时，业界EPON产品整体水平的主要不足在于：
1、产品形态较为简单，对EPON的扩展功能支持程度较低，比如大多数厂家推出的OLT产品为盒式产品，不能满足规模应用的需要；语音功能的处理较多依赖外部产品的支持等。
2、不具备多厂家的互通性。
3、网管功能简单，拥有图形网管的厂家不多，而且使用繁琐复杂。
4、设备成本较高，当时的产品行情大约在每线2600左右（综合每线价，纯数据），与用户的心理预期有较大的差距。

经过了近两年的继续发展，EPON的试点项目如雨后春笋般涌现，国内陆续出现了大量的商用化EPON项目，个别省市已经在研究配套的工程实施、业务受理开通、故障维护等问题，将EPON的实用性大幅度提升。现在，EPON的芯片厂家推出的芯片都已经达到SOC的程度；推出EPON产品的厂家数量更多，中国电信正在进行的EPON测试就有15个厂家参加，产业链更加成熟；产品的多样化趋势非常明显；随着用量的逐步增长，产品成本也在不断降低，相比于2005年大约有40%以上的成本下降。

根据目前了解的信息，业界的EPON产品普遍达到的水平可以描述如下：
1、普遍能较好地支持EPON的各项基本功能和配套的以太网处理功能，能够满足应用的需要。
2、产品形态更加丰富，比如大量厂家都推出了内置语音处理功能（IAD）的ONU产品，语音业务的提供无需外部产品的支持且能够更加便捷地进行管理和配置；再比如FTTB、FTTO型ONU大量涌现，可以适应不同应用场合的差异化需求；还比如，主流厂家普遍推出了机架式的OLT产品，能够满足大规模业务部署的需要。
3、在基于中国电信企业标准的前提下，不同厂家的产品可以实现互通。这一点在中国电信的反复测试中得到了肯定的结论。现在，不仅仅业务层面能够在不同的厂家的OLT和ONU之间畅通无阻，而且可以利用统一规范的OAM帧实现不同厂家的产品统一管理。值得一提的是，中国电信的企业标准正在转化为我国的国家标准，有各个芯片厂家和设备厂家的共同支持，这将为今后的EPON成本大幅度降低和规模应用奠定坚实的基础。目前，尚无其它任何一种PON产品可以达到这样的互通能力。
4、EPON产品的扩展功能得到了进一步的完善，网管系统普遍有了实质性的进步。
我个人非常赞同中国电信在某份官方文件中提出的一个观点：“从支持系统级应用的技术能力（包括传送能力、承载业务、QoS、维护管理、安全性、可控组播、光纤保护、支持语音业务、承载TDM业务）来看，符合中国电信企业标准的EPON设备与符合ITU-T标准的GPON设备相比，虽然GPON设备在某些方面（告警、传送TDM业务）相对完备，但总体上无本质性差别。……目前EPON技术已基本成熟，符合企业标准的EPON设备能够满足中国电信相当时期内主要业务的需要，在有明确需求、有投资效益或竞争需要的条件下适当应用EPON的技术风险很小。”

2 EPON的应用价值分析

业界在讨论EPON的时候，总是习惯性地将其作为FTTH的一种实现方法来考察。其实，根据我个人的理解，EPON相对于传统的接入网技术，优势是多方面的。具体来说，GEPON技术的主要优势有如下几点：
1、采用树形拓扑结构，大幅度节约光纤资源；
2、线路部分不含有源部件，维护成本低廉；
3、传输距离长，覆盖半径可达10km、20km；
4、全线路均为GE的速率，可以有效的解决视频业务的承载需求；
5、可以同时传输语音、IP数据、IPTV、TDM和有线电视的能力，配以电信级的网管，保证传输质量。
上述的技术优势在现阶段的接入网建设中，可以有效为我们解决诸多的现实难题，下面简要介绍一些EPON的应用场景。

2.1 高端用户接入
高端居民用户支付能力较强，注重业务体验，是潜在的FTTH和FTTB用户。通过GEPON技术实现FTTH，可以利用一根光纤为每户居民提供全面的电信业务和CATV业务，免除了传统住宅建设过程中繁琐且成本高昂的布线工程。在成本方面，一根光纤的入户成本显然已经小于电话线+网线+有线电视线的布线成本。另外，由于FTTH的覆盖半径可达10km甚至更高，组网更加便捷，线路维护极度简单。

GEPON在实现FTTH的时候，可以根据需要选择为用户提供高速上网、语音、IPTV、CATV等综合业务，不再受到带宽不足的困扰。

对于中档的居民用户，可以通过FTTB的方式来降低每线成本，除带宽略受影响外，业务提供能力基本相当，这种方式受到全国各地的广泛欢迎。

2.2 网吧群落接入
网吧在城区内的分布往往较为密集，运营商一般采用光纤收发器（MC）来解决网吧用户的接入。传统的MC接入方式在遇到较为密集的网吧用户时，往往耗费该区域内大量光纤资源，使得宝贵的光纤资源得不到充分利用。采用GEPON解决方案，则可以很好地解决这些问题。
GEPON方案采用无源树形拓扑结构，从局端设备出来只需要极少量的光纤，在网吧集中的附近的路边交接箱内可以放置分路器，从分路器连接各个网吧。这种应用形态不但节约了宝贵的光纤资源，设备购置成本基本与MC相当，更重要的是维护非常简单。

2.3 商业楼宇接入
商业楼宇具备较高的开发价值，是各运营商争夺的重点客户。其接入业务的需求特点如下：
每个写字楼中有多家中小公司，需求各不相同；
每个用户的带宽和业务接口需求各不相同，整个楼宇的接口种类较多；
商业用户对于带宽、服务质量等方面的要求高于居民用户；

传统的解决方案存在不同程度的不足：LAN接入方式：方案成熟，成本低廉，但业务提供能力受到较大局限，维护成本较高；MSTP/PDH接入方式：服务质量较好，但是成本较高。因此，运营商普遍希望能够找到一种解决方案，不但能合理控制成本，且要具备完善的业务提供能力，维护简单。GEPON技术就是理想的选择。

下面是上海电信浦东信息大楼工程的方案示意。

从上图中我们可以看到，大楼内的用户分为两个类别，类型1的用户需要电话、IPTV（高清）、高速数据上网业务；类型2的用户需要高速数据上网、IPTV和E1专线业务。如果采用传统的解决方案，需要两种以上的设备，实施繁杂且维护不便，成本居高不下。上海电信经过反复比较，采用了烽火通信AN5000系列产品，一举解决了接入难题。该工程是国内运营商首次在GEPON设备上开通2M专线。

2.4 视频监控接入
国民经济的持续发展，使得大众对安全问题的关注更胜以往，各地的平安城市建设如火如荼。

在平安城市建设中，较多采用的解决方案是视频光端机，甚至有一些采用SHDSL方式的。不论是从性能上（带宽、可靠性）还是从经济上分析，SHDSL都不是合理的技术方案。对于视频光端机，则存在着如下的不足：
1、点到点方式组网，浪费大量的光纤资源；
2、视频质量由视频光端机决定，往往清晰度不能满足需求；
3、由于是专用定制产品，成本不尽合理。

同样，如果采用GEPON解决方案，可以在技术方面和经济性方面同时取得不错的效果。

GEPON系统在实现视频监控接入的场景中，可以有效节约光纤资源，图像质量取决于视频头或者编码器，带宽资源足以传送任意质量要求的监控业务，在成本方面也有合理的降低。具体项目的比较如下表所示。

2.5 农村信息化接入
“社会主义新农村建设”是现在政府重点关注的项目，目前农民对信息的需求和依赖程度都日趋提高。该项目不但解决了农村的电话通信需求，而且针对以后农村的发展能够提供宽带数据业务、CATV和IPTV等综合业务。

相对于使用SDH组网的方式，使用EPON技术的优点在于传输距离长，覆盖范围广。提供的业务丰富。在满足数据和语音业务的基础上可根据需求再开通视频业务，扩展性好。有源设备少，易于维护，总体造价低。

3 EPON的应用前景展望
经过前边的介绍，我们可以看到，EPON产品已经具备了相当好的成熟性，而且具备多种的应用价值，能够帮助我们解决接入网建设中的很多实际问题。如此看来，EPON的发展前景是一片光明。不过，FTTX市场的发展变化，还有许多要解决问题，有许多的不确定因素。
第一个问题就是业界所熟悉的EPON和GPON的技术竞争问题。学者们习惯于连篇累牍地分析技术的优劣，就我个人而言，其实更愿意将这种竞争看作是商业利益的博弈，而非简单的技术比较。正因为如此，对于国内市场而言，这个方程的求解还需要较长的时间。哪一种技术能够以符合要求的业务提供能力、合理的成本占领市场，需要多方因素的交错作用来验证。就近期的一两年内，可以认为EPON仍将是运营商唯一合理的FTTH解决方案选项。

第二个问题是成本问题。根据目前的信息，采用EPON实现的纯数据业务FTTH综合每线成本可以控制在1500元甚至更低；随着运营商集采的展开，设备价格很可能进一步有明显的降低。这将极大促进发达区域的FTTH应用，预计在近期内可以形成价格与用量的良性互动。

第三个问题是FTTH的工程规划、实施、业务受理、开通、维护、排障等配套技术和管理问题的解决将越来越显示出其重要性。这些问题能否在短时间内得到较好的解决将影响到EPON乃至FTTH的推进进程，因此值得整个行业关注。

第四个问题是业务问题。IPTV业务和其它视频业务的发展情况将在很大程度上影响FTTH的推进进程。我一贯强调，IPTV与FTTH是共生的关系，两者的结合才能对运营商、对电信行业产生巨大的推动力。目前的政策不确定性也将对EPON的推进产生一定程度的负面影响。

上边的几个问题，随便任何一个都可能影响到EPON和FTTH的发展进程。但是每一个都或多或少地存在不确定性因素，这对于我们做出对EPON发展前景的预期将产生一定的难度。综合考虑起来，我个人认为EPON发展的积累时期将要结束，有利因素总面上大于不利因素，近期的发展可以相对乐观。