GEPON技术及应用发展趋势

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接入网“光进铜退”的趋势已经得到包括运营商在内的业界的广泛认同，光接入技术将成为下一代接入网主要采用的技术之一。在目前光接入技术中最为人看好的是无源光网络（PON-Passive OptiCAl Network）技术。
EPON（Ethernet Passive Optical Network）是PON技术中的一种，由IEEE802.3 EFM（Ethernet for the First Mile）提出。EPON是一种采用点到多点网络结构、中间采用无源光分路器和暗光纤传输方式、基于高速以太网平台和TDMA时分媒体访问控制（MAC-Media Access Control）方式、提供多种业务综合宽带接入技术。目前EPON速率已经上升到Gbit，因此业界称为GEPON。
1. GEPON发展趋势
1.1 GEPON市场发展前景
来自CIR的一份最新数据报告显示，在未来5年时间里，全球FTTH光模块和光器件产值将从今年的6.29亿美元增长到2011年的15亿美元。CIR所指的FTTx无源器件主要包括分路器，耦合器，光放大器等，CIR还认为FTTx应用所包括的电芯片类产品2011年的市场总额可以达到3亿美元。
另外一家市场调研公司DITTBERNER的宽带产品季度市场报告指出，本季度FTTH产品的销售比上季度增长了18%，比一年前增长了24.5%，日本NTT占有全球FTTX市场的80%以上，美国的Verizon的FTTx业务也获得了良好的增长。NTT的三大主流FTTx设备供应商为三菱，住友和日立，Tellabs则是Verizon FTTx项目的主要供应商。按技术种类划分，GEPON继续占有主流优势，接下来是BPON技术，GPON技术刚刚开始获得采用，估计占到总销售PON设备的1%左右。
1.2 GEPON技术发展前景
10Gbit/s的EPON技术
EPON主要用于提供高带宽业务接入能力，但传输速率为千兆的EPON设备在20km、1:32配置下，每个ONU用户平均只能获得约30Mbit/s的上下行接入速率；当采用更高的光分路比时，用户获得的平均带宽将进一步降低，这对接入HDTV为代表的高带宽业务带来了一定的困难和限制。为此，IEEE提出研究传输速率为10Gbit/s的EPON技术，以适应高分路比条件下的高带宽需求，与1Gbit/s EPON类似，IEEE 10Gbit/s EPON将重点在物理层和MAC层方面进行标准化工作，其指导思想仍然是在降低10G EPON技术复杂度和牺牲指标的同时保证其技术和相关模块的可实现性和经济性。
2. GEPON应用发展趋势
2.1 广电网络应用量加大
中国广播电视网络经过多年的建设，目前有1.3亿户有线电视用户，光纤有线电视网络（Hybrid Fiber Coaxial Network：HFC）已经得到了广泛的普及。许多城市实现了部分网络的双向化改造，通过Cable Modem实现宽带数据接入。
在有线电视网络中使用EPON技术，较之于其它业务网络，最没有体系结构的差异，具有天然的优势，建设成本会最低，基于EPON技术的FTTH模式实质上最适合在HFC网络上运用。因而HFC网络是最具有竞争能力和广阔发展前景的宽带业务接入网，从而响应“十一五规划”，抢占制高点，推动有线电视网向三网的融合。
EPON网络采用一点至多点的拓朴结构，取代点到点结构，大大节省了干线光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中心局端所需的激光器数目，并且OLT成本由众多ONU用户分担。而且EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，无须任何转换就可以承载目前的主流业务－IP业务。
广电网络是基于CATV发展起来的HFC网络，传统的HFC网络主要是为传输有线电视服务的，所以是以单向下行广播式的传输方式。有线电视经过近十年的发展，光缆已经越来越靠近用户，许多光节点覆盖的用户在500－200户之间，电缆半径在500m左右。广电网络为了提供如宽带接入、数字电视点播等更多增值业务，所以必须对传统的HFC网络进行双向网改造。但在进行双向网改造的过程中，遇到了比较多的问题。主要体现在如下这些方面：
★ HFC网络是一个PON的构造，点对多点的广播式传输模式
★ 传统解决方案（Cable Modem）上行噪声干扰大，维护成本高
★ 传统cable modem接入方案无法满足带宽要求
★ 传统方式进行双向网改造投资造价过高

图1 广电HFC网络的传统构造
采用GEPON技术对HFC网络实现双向网改造时，只需在HFC的光纤网络部分上做简单的配置，增加1个光分路器就可以在光节点，向下继续扩展光缆至大楼或用户，而在原有节点至分前端之间不需要另外敷设光缆了。在工程上，可在较短时间内就完成2个网络的叠加，进行高速数据和RF TV双向传输的平稳扩展，从而实现FTTC、FTTB甚至于FTTH的宽带接入。较之其它方式，比如Cable Modem或P2P方式能节省大量的光纤。

图2 广电EPON网络改造
视频电视的广播是HFC网络的主要业务，在利用1550nm传输技术提供TV的广播业务的同时，GEPON＋HFC网络构造还能支持和提供PSTN和VoIP的语音业务、IPTV视频业务以及高速数据等增值业务。
2.1 商业用户创造更高投资回报率
商业楼宇接入由于高回报率的特点一直是各运营商兵家必争之地，一般要求实现POTS语音业务和宽带数据业务的接入。目前对于商业楼宇接入的常规模式是运营商将网络布设到楼宇下，将其用户端设备放置在楼内机房，再租用楼内物业的线缆资源，向业主用户开展业务。随着电信市场的发展，这种接入方式的缺陷性逐渐显现。

图3 传统方式1－中小型商业用户传统接入方式

图4 传统方式2－大型商业用户传统接入方式
传统方式所遇问题如下：
对于中小型用户，所需要提供的接口是模拟中继口（POTS）以及FE接口，大型商业客户采用E1以及FE接口，因此是由两个独立的网络组成；
从总体成本考虑，运营商需要租借楼宇机房以及楼内线缆资源。
设备种类众多，需要包括传输设备、以太网交换机以及程控交换机在内的多台设备组建网络，管理维护成本加大。
一次性投资成本高，先期需要投资包括机房和各类设备，整体投资较高。如果前期楼宇中商业客户数量较少的情况下，会导致投资回报年限拉长。
虽解决了传输带宽问题，但在传输距离上也受到一定限制，有源设备大量使用，故障点多，网络结构复杂，且无统一网管，维护成本高。
采用GEPON方式接入，可以考虑拉入一根光纤到商务楼宇，连接到无源光分路器，光分路器放置在光纤分纤盒中，无需再行租借楼宇机房；从光分路器连接室内加强型光纤通过垂直布线到相应楼层；在客户内部放置ONU设备，可以提供E1接口作为中继线连接到原有PBX设备或者通过多路POTS接口直接接入小型商业用户，同时ONU设备可提供FE接口连接到公司内部以太网交换机，实现上网业务。
这种方案在用于商业用户上的优势还体现在很大的拓展性方面。可以通过无源光分路器级联的方式，实现用户的阶段性拓展。以此实现最大的投资回报率。

GEPON方式相对优势：
GEPON OLT设备放置在局端，在光纤接入到商务楼后，可以按楼内业主的需求分批接入，有效避免一次性投资过大的风险。
管理维护轻便，所有业务接入皆有GEPON设备实现。
GEPON方式无需租借机房，节省动力电源费用以及楼内配电附件，因此平均每户成本大幅降低。
传统方式，机房租金和动力电费等项目每年都需要付出，因此相应会累加运维成本。
3. 润欣通信GEPON＋产品介绍
BanianTech GEPON+系统采用自主开发具有自主知识产权并符合国际国内标准的EPON系统核心芯片，因此能够充分发挥核心芯片的能力，提供了多种特色功能来支持传统业务，特别是TDM（E1）专线业务和传统语音POTS电话业务。
在整个系统设计中，通过采用不同的处理模块和处理方式，结合不同的业务优先级，预留PON带宽，严格的流控技术。对于TDM等需要严格时钟同步的业务，系统采用数据单独成帧，最高优先级，队列调度，带宽预留等技术来保障业务的质量，各类业务配合原模式的适配方式使得不同的业务占有不同的PON带宽，从而在统一的平台上支持有质量保证的多业务综合。通过润欣通信GEPON+系统，完全可以提供与传统电话交换设备质量一样的业务。
GEPON+平台可以帮助电信运营商提供宽带数据业务和语音业务，并可提供IPTV等业务的接入，帮助运营商实现包括IPTV在内的全业务的接入和运营。
GEPON+系统由局端设备MSC(OLT)和用户端设备MST(ONU)组成，MSC完成IP业务、语音电话业务甚至电视业务的汇聚和转发。MSC下联MST设备，直接面向用户提供综合业务接入，统一构成具有综合业务接入能力的接入网络。MSC到MST支持最远20公里的距离，最多1:32的分支比。



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