宽带PON系统测试、设备进展和应用展望

发布时间:2007/4/23 0:00:00 访问次数:537

宽带正成为国内外运营商战略和业务转型的基础。在国内，宽带已成为拉动固网运营商业务收入增长的主要动力。作为推动宽带业务发展的宽带接入技术也在不断发展和演进，出现了ADSL2+、 VDSL2、宽带PON（无源光网络）、WiMAX等新技术，特别是宽带PON技术由于带宽高、扩展性好、运维成本低等优点，正成为电信领域的热点，在业务、带宽需求不断增加的情况下，受到国内外运营商的广泛关注，尤其是在日本获得了快速发展、有上百万线的商用，中国国内运营商也对宽带PON技术十分关注，进行了较多的研究和试验工作。

1、宽带PON技术

采用无源光分支器的宽带PON技术，可以节省OLT（光线路终端）的光接口和光纤，系统扩展性好，便于维护管理，是光纤接入的主要实现方式。宽带PON技术主要包括基于ATM的BPON/APON（宽带无源光网络/ATM无源光网络）技术、基于以太网的EPON（无源光纤以太网）技术和具有Gbit/s传送能力的GPON（吉比特无源光网络）技术。APON/BPON技术发展最早，但由于技术复杂、成本高、速率有限、IP业务映射效率低等原因，目前中国国内基本不再采用。EPON、GPON 技术是未来光纤接入的主要实现方式，受到业界的广泛关注。

1.1　EPON技术

EPON技术基于IEEE 802.3ah 标准，采用8B/10B线路编码，支持10 km、20 km两种最大传输距离和双向对称1 Gbit/s以太网速率，最大分光比可达32路，采用波分复用技术实现单纤双向传输。IEEE 802.3ah在传统以太网体系架构基础上定义了一种扩展的802.3 MAC MPCP（多点控制协议）作为EPON数据链路层协议，实现点到多点PON中以太帧的时分多址接入。EPON系统利用以太网控制帧传送多点控制拉信息，利用OAM（运营、维护、管理）帧传递OAM信息，具有较强的OAM&P（运营、维护、管理和配置）能力，可以实现对终端的远程管理；利用PON系统具有的广播功能实现单拷贝广播（SCB），适合视频组播业务的开展。

与BPON、GPON技术相比，EPON协议简单，对光收发模块的技术指标要求低，所以系统成本相对较低。由于成本较低、速率高、扩展性好、对数据业务的适配效率高，能够以较低成本高效率地传送IP业务，EPON成为目前光纤接入的主要实现技术之一。

目前EPON技术已基本成熟，从芯片到设备的产业链较为健全，国内外有较多的厂家提供EPON设备并获得了较大规模的应用。

1.2　GPON技术

GPON技术基于ITU G.984.x系列标准，定义了新的TC（传输汇聚）子层，规定TC子层可采用GEM和ATM两种封装方式，GEM封装方式采用ITU-T G.7041定义的GFP（通用成帧规程）实现多业务的映射封装，使得多业务接入环境下的总传输效率高；ATM封装方式主要是考虑对ATM业务的承载，不过由于ATM技术的复杂性和实际网络IP化趋势，基本上不采用这种方式。GPON可以支持622 Mbit/s、1.25 Mbit/s和2.5 Gbit/s上下行对称或非对称速率,支持10 km和20 km两种最大传输距离，支持的最大分光比可达64甚至128。GPON采用125 μs的帧长及定时机制，能够很好地承载TDM和语音业务，提供了丰富的OAM&P功能，具有良好的扩展性。

与EPON技术相比，GPON技术具有传输速率高、业务承载效率高、OAM功能和扩展能力强等特点，具有较好的发展前景。但GPON协议较复杂，成本较高，技术不够成熟，尚无完整的商用芯片解决方案，目前主流设备厂商都是采用自主研发搭建FPGA（现场可编程门列阵）的方式实现GPON系统。

1.3　宽带PON系统测试

与其他技术一样，宽带PON技术在使用前需要经过严格测试，只有其功能、性能符合要求才可以规模应用。由于标准推出时间不长，关于宽带PON测试目前还没有成熟的国际标准和国内行业标准。为了推进技术的成熟和应用，中国国内的运营商纷纷根据自己的业务需求，编制相关企业标准用于设备评估。如中国电信已经制定了《中国电信EPON设备测试规范》和《中国电信GPON设备测试规范》，进行了EPON和GPON设备的测试评估工作。

宽带PON系统测试结构如图1所示，PON系统由局端OLT、ODN（光分配网络）和用户端ONU（光网络单元）组成，为单纤双向系统。在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU；在上行方向（ONU到OLT），各ONU在指定时间发送信号到OLT。ODN由光纤和无源光分路器等无源光器件组成，在OLT和ONU间提供光通道。

图1　宽带PON系统测试结构

宽带PON系统测试主要是验证其光口指标、功能、性能等是否满足相关行业和企业技术标准要求，测试过程中用得最多的仪表是数据流量发生、分析仪，要求仪表能提供GE、FE接口，支持组播和路由协议功能。目前有很多仪表可以选择，业界用得最多的仪表有Smartbit、AX4000、 Routetester等。

1.4　EPON系统测试

EPON系统测试主要包括以下几个方面。