王益平

【摘 要】隨著有線電視、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和電信網(wǎng)絡(luò)三網(wǎng)融合趨勢的逐漸發(fā)展，XPON業(yè)務(wù)也因其起效快、投入小等優(yōu)勢，而在全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用，并廣泛適用于不同的通信需求之中。筆者以XPON業(yè)務(wù)的基本內(nèi)涵和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置原則為基礎(chǔ)，對XPON業(yè)務(wù)在不同通信需求中的應(yīng)用方法進(jìn)行了分析，同時(shí)探討了XPON業(yè)務(wù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)，并分析了XPON業(yè)務(wù)在不同通信需求中的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】XPON業(yè)務(wù)；通信需求；應(yīng)用效果

現(xiàn)階段，我國三大通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商均在接入網(wǎng)絡(luò)方面積極應(yīng)用XPON接入業(yè)務(wù)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行整體寬帶業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型發(fā)展，光進(jìn)銅退也是我國通信行業(yè)未來必然的發(fā)展趨勢。通信運(yùn)營商是否能夠有效運(yùn)用XPON技術(shù)，不僅決定著其未來的市場競爭力，能否在激烈的通信市場競爭中取得一席之地，而且有助于通信運(yùn)營商整體戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。XPON業(yè)務(wù)共包括光分配網(wǎng)絡(luò)ODN、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU和光線路終端OLT三個(gè)基本部分，其中，光分配網(wǎng)絡(luò)ODN主要包括光纖線路和無源分光器兩個(gè)部分，光網(wǎng)絡(luò)單元ONU屬于客戶端，能夠?yàn)橛脩舻碾娋W(wǎng)、視頻和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供接口，光線路終端OLT骨干網(wǎng)與PON之間的接口，通常位于匯聚節(jié)點(diǎn)或是IP城域網(wǎng)的核心部位，OLT能夠利用網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口與IP城域網(wǎng)相互連接，用戶側(cè)OLT接口下掛ONU設(shè)備[1]。

1 XPON技術(shù)概述

與GPON技術(shù)和EPON技術(shù)相比，XPON技術(shù)更加成熟和完善，且其寬帶接入技術(shù)發(fā)展速度更快，XPON技術(shù)包括無源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN、用戶端ONU設(shè)備和局端OLT三個(gè)部分。EPON技術(shù)能夠?yàn)閷拵舷滦羞\(yùn)轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)，且其速率均為1.25Gb/s的對稱分布，但隨著光接入技術(shù)的逐步升級和太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，其速率也將會由1.25Gb/s提高到10Gb/s左右。GPON技術(shù)寬帶無源光綜合ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置是現(xiàn)階段我國的接入標(biāo)準(zhǔn)，這一接入技術(shù)具有覆蓋面積廣、用戶接口豐富、帶寬高和效率高等明顯優(yōu)勢，GPON技術(shù)的最高上行運(yùn)轉(zhuǎn)速率能夠達(dá)到1.25Gbps，最高下行運(yùn)轉(zhuǎn)速率能夠達(dá)到2.5Gbps，其約為最大分光比的1/64左右。EPON技術(shù)來源于IEEE802.3 EFM，這一接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的融合[2]。

1.1 構(gòu)成單元

PON技術(shù)是固網(wǎng)運(yùn)營商的中心局端與其前端之間最為可靠的聯(lián)系，Ethernet與PON寬帶接入技術(shù)是EPON最為主要的兩種技術(shù)，其中，EPON系統(tǒng)中最為常見的是ONU、OLT和ODN/POS。經(jīng)過光纖線路的OLT終端光信號會被分光器從一根下行光纖信號分為多路下行光纖信號，并為所有光網(wǎng)絡(luò)單元ONU提供支持，但是，所有的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU均能夠通過耦合器，合并上行信號為同一光纖，并向光纖線路終端OLT發(fā)送。依據(jù)不同的可靠性、傳輸距離和覆蓋范圍，EPON可被分成無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備幾種，光網(wǎng)絡(luò)單元ONU、中心局機(jī)架設(shè)備OLT和設(shè)備管理系統(tǒng)EMS是有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備最為核心的三個(gè)部分。但中心局機(jī)架設(shè)備OLT又包括光纖線路終端、網(wǎng)絡(luò)界面模塊和交換模塊SCM三個(gè)基本部分，其基本功能在于網(wǎng)絡(luò)連接、語音通話、XPON系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及服務(wù)提供商幾個(gè)部分。無源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括熔接頭、適配器、連接器、單模光纜和無源分光器/耦合器等幾個(gè)部分。

1.2 XPON業(yè)務(wù)的基本原理

XPON業(yè)務(wù)主要包括光網(wǎng)絡(luò)單元、光纖線路終端和光分配網(wǎng)絡(luò)ODN等三個(gè)部分，XPON屬于一種樹形的拓?fù)淠Ｊ?，OLT設(shè)備通常置于中心局機(jī)架端，其基本作用在于管理、維護(hù)和監(jiān)控信道情況，控制分配信道的連接。利用分路器EPON網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行點(diǎn)對多點(diǎn)的拓?fù)涔饫w接入網(wǎng)，進(jìn)而降低光纖用量和管理成本。在EPON網(wǎng)絡(luò)中，中心局機(jī)架通常為控制系統(tǒng)，EPON技術(shù)屬于一種無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與太網(wǎng)技術(shù)的融合，因而其運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)通常為太幀，從而為IP業(yè)務(wù)的拓展提供了便利條件。EPON技術(shù)具有建設(shè)維護(hù)費(fèi)用低、高效數(shù)據(jù)傳輸、操作簡單等優(yōu)勢，因而有助于寬帶接入。

2 XPON業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置原則

XPON業(yè)務(wù)的基本特征在于點(diǎn)到多點(diǎn)，屬于一種單纖雙向無源光網(wǎng)絡(luò)，能夠提供1.25Gbps左右上下行對稱的速率，并實(shí)現(xiàn)光分路器的多個(gè)或一個(gè)級聯(lián)。在XPON業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案中，若分光器比例為1：16，則ONU與OLT之間的最大傳輸距離能夠達(dá)到20公里；若分光器比例為1：32，則ONU與OLT之間的最大傳輸距離能夠達(dá)到10公里[3]。由XPON業(yè)務(wù)的上述基本特征出發(fā)，OLT通常設(shè)置在城域網(wǎng)和中心局的匯聚節(jié)點(diǎn)部位，通常將機(jī)架式OLT設(shè)置于市區(qū)城域網(wǎng)的核心節(jié)點(diǎn)處，而盒式OLT則通常設(shè)置于縣級市級節(jié)點(diǎn)或是市區(qū)城域網(wǎng)匯聚節(jié)點(diǎn)處。根據(jù)每個(gè)分公司設(shè)置一套網(wǎng)管服務(wù)器的要求設(shè)置EPON網(wǎng)管系統(tǒng)，可以實(shí)施分權(quán)分區(qū)域的管理[4]。

3 XPON業(yè)務(wù)在不同通信需求中的應(yīng)用

XDSL技術(shù)的基本載體為銅纜組成的固話網(wǎng)傳輸媒介，然而，由于銅纜帶寬數(shù)據(jù)傳輸量無法滿足用戶逐步增長的需求，以及銅材料價(jià)格的逐年上漲，且成本投入量也有所增加，并發(fā)生了較為嚴(yán)重的偷盜現(xiàn)象，這就會導(dǎo)致電纜維修成本的大大提高，所以，解決高帶寬接入服務(wù)問題的關(guān)鍵就在于選擇適當(dāng)?shù)膫鬏斀橘|(zhì)。按照城市建設(shè)基本特征的不同，選擇通信XPON接入技術(shù)，其通信機(jī)房應(yīng)為輻射狀分布的中心局機(jī)架，將光分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)置于各個(gè)接入小區(qū)中，能夠在小區(qū)寬帶接入的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)小區(qū)光纜寬帶類型的改造[5]。將光分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外置于小區(qū)，能夠?qū)崿F(xiàn)各單元內(nèi)光網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備和光纜的通信聯(lián)接，因?yàn)楣饩W(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備是一種有源設(shè)備，因而可通過外在電源為其供電。不同的用戶電腦與光網(wǎng)絡(luò)單元節(jié)點(diǎn)之間的連接方式較多，且無需XDSL用戶終端設(shè)備的輔助，因而有助于成本的降低。

按照網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)具體情況的不同，在提高投資收益的基礎(chǔ)上，可選擇下述幾種方案：第一，承載語音業(yè)務(wù)。通過軟交換技術(shù)，對語音網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行逐步的改造，依據(jù)應(yīng)用特征的不同，進(jìn)行語音提供方式的選擇[6]。第二，光進(jìn)銅退區(qū)域。以原有接入地區(qū)為基礎(chǔ)，對已有布線進(jìn)行充分利用，可通過POTS+ADSL+XPON的方式進(jìn)行組網(wǎng)方案選擇，通過相同的設(shè)備實(shí)現(xiàn)語音業(yè)務(wù)和寬帶業(yè)務(wù)的綜合接入，有助于傳統(tǒng)設(shè)備投資風(fēng)險(xiǎn)的降低，符合宏觀業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的基本趨勢和要求，從長遠(yuǎn)角度出發(fā)，最大限度降低傳統(tǒng)固定電話交換機(jī)投入量。第三，光纖到樓寬帶業(yè)務(wù)。通過POTS+ADSL+XPON或是POTS+LAN+XPON的方式選擇組網(wǎng)方案，無法為語音業(yè)務(wù)提供停電保護(hù)，但能夠?qū)⒄Z音業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)化為增值產(chǎn)品的一種，并加以推廣應(yīng)用。第四，針對居民小區(qū)[7]。通過POTS+ADSL+XPON或是POTS+LAN+XPON的方式，為各個(gè)型號的設(shè)備提供寬帶業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)支持。語音設(shè)備設(shè)置較為集中，蓄電池的配備能夠?yàn)檎Z音業(yè)務(wù)提供停電保護(hù)，并為多棟樓或每棟樓提供語音業(yè)務(wù)支持，寬帶設(shè)備無需蓄電池支持，且通常置于特定的樓道箱盒內(nèi)[8]。第五，針對大客戶或是商務(wù)樓宇。通過POTS+LAN+XPON方式提供語音和寬帶業(yè)務(wù)，并選擇先進(jìn)的XPON技術(shù)，其賣點(diǎn)主要表現(xiàn)為光纖到樓，有助于其競爭力的提高。這一技術(shù)方式可在客戶的設(shè)備機(jī)房內(nèi)設(shè)置用戶端設(shè)備，并通過機(jī)房內(nèi)的電源，為用戶端設(shè)備的工作電源和工作溫度提供保障[9]。

4 XPON業(yè)務(wù)在通信需求中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

第一，ONU機(jī)箱和設(shè)備取電、接地。ONU機(jī)箱和設(shè)備通常需要外殼接地，由市電交流保護(hù)地提供地線，且應(yīng)符合下述條件，即用戶端存在電阻小于5Ω的有源接地設(shè)備，以及電阻小于10Ω的無源接地節(jié)點(diǎn)。單獨(dú)布放截面積大于1.5平方毫米的地線，且機(jī)箱連接為線環(huán)后，應(yīng)與地線排相互連接[10]。

第二，ONU機(jī)箱的安裝。在樓道中安裝設(shè)備箱時(shí)，需要滿足樓宇管理部門的意見和要求，從而最大限度減少對于樓道美觀性的影響，避免破壞樓道整體設(shè)計(jì)，或是物業(yè)部門施工后再次異議返工。安裝設(shè)備箱的位置選擇需要充分考慮裝機(jī)時(shí)網(wǎng)線布放、數(shù)據(jù)纜引出樓道、電源引入、光纜引入等幾個(gè)方面的影響因素。安裝ONU設(shè)備箱位置的選擇，需要符合加固抗震和牢固端正方面的設(shè)計(jì)要求，安裝位置的選擇需要同時(shí)滿足安全性，以及維護(hù)、測試、安裝等方面的因素[11]。

第三，分光器的設(shè)置。設(shè)置光分路器的基本原則為按照ONU設(shè)備的設(shè)置數(shù)量，對光分路器的數(shù)量與型號進(jìn)行確定，具體原則包括：一是，應(yīng)用一級分光，而不應(yīng)選擇二級以上分光；二是，為光分路器設(shè)置一定的容量，從而滿足近期擴(kuò)容和故障倒纖處理的需要，可通過光分路器的增加來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)期擴(kuò)容；三是，設(shè)置光分路器時(shí)應(yīng)避免過度應(yīng)用主干光纖資源；四是，ONU與OLT之間的光路衰耗應(yīng)控制在22db以下[12]。

第四，ONU設(shè)備的配置。ONU小區(qū)容量的配置需要小于其所覆蓋用戶數(shù)量的30%左右。按照市場競爭程度以及運(yùn)營商接入數(shù)量的不同，ONU的配置容量可適當(dāng)增加或是減少，并實(shí)現(xiàn)ONU配置容量的適當(dāng)增加，初期設(shè)備箱配置原則上的適當(dāng)增加，可以按照后期市場發(fā)展情況的不同，進(jìn)行設(shè)備的擴(kuò)容。ONU的配置數(shù)量原則為ONU與其最遠(yuǎn)端用戶數(shù)據(jù)纜加網(wǎng)線距離控制在90米以下[13]。

5 XPON技術(shù)的發(fā)展趨勢

EPON/GEPON具有用戶面廣、成本低、高速、簡單等優(yōu)勢，且與GPON產(chǎn)品和技術(shù)相比，更加完善和成熟，因而逐漸成為近年來無源技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。與EPON的市場定位不同，GPON技術(shù)能夠與其相互補(bǔ)充。隨著通信產(chǎn)業(yè)驅(qū)動新業(yè)務(wù)的發(fā)展，電信用戶也提出了越來越高的寬帶要求，常規(guī)的PON技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了其最大承載力標(biāo)準(zhǔn)，因而嚴(yán)重制約了用戶需求的滿足[14]。GPON技術(shù)具有電信級服務(wù)、高速高效、透明傳輸?shù)葞追矫孚厔?，因而更加符合通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求，然而，這一技術(shù)需要耗費(fèi)較高的成本，較難提高其商業(yè)化程度。10G EPON的驅(qū)動力的部署，有助于用戶成本的降低，因而符合HD/3D等新業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢。10G EPON的主要設(shè)計(jì)思路在保持特定MAC層的基礎(chǔ)上，兼容10G和 1G傳輸，并保持原有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，僅僅在其物理層面進(jìn)行一定的改變[15]。

下一代PON技術(shù)需要符合下述幾點(diǎn)規(guī)定：首先是成本方面的市場競爭力；其次是更強(qiáng)大的業(yè)務(wù)隔離能力和寬帶能力；最后是在ODN中與現(xiàn)有PON技術(shù)共存[16]。WDM技術(shù)具有下述幾個(gè)方面的基本優(yōu)勢：第一，隨著GPON向10G GPON升級過程的發(fā)展，WDM疊加方案已經(jīng)得到了驗(yàn)證；第二，對于現(xiàn)有的承載業(yè)務(wù)，波長疊加方式不會受到影響，因而能夠進(jìn)行無縫的平滑演進(jìn)；第三，通過不同業(yè)務(wù)進(jìn)行相應(yīng)波長承載，有助于多業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)隔離需要的滿足；第四，以WDM技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠?qū)bit量級光纖的帶寬容量進(jìn)行充分利用，從而實(shí)現(xiàn)光纖承載用戶數(shù)量的最大限度增加[17]。由產(chǎn)業(yè)鏈角度出發(fā)，將WDM的技術(shù)理念應(yīng)用于PON網(wǎng)絡(luò)之中，其實(shí)際價(jià)值已經(jīng)受到了廣泛的認(rèn)可[18]。盡管WDM技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢，但是，還需要在引入接入網(wǎng)方面進(jìn)行大量的探索和時(shí)間，隨著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的逐步制定和完善，其成本下降空間也十分明顯，另一方面，因?yàn)槲覈母咚賹拵I(yè)務(wù)還不十分成熟，其周邊產(chǎn)業(yè)也在逐步發(fā)展。所以，PON技術(shù)有待于逐步的完善與發(fā)展，并由相關(guān)專業(yè)人士對業(yè)務(wù)需求進(jìn)行深入探索，以推動有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，綜合考慮技術(shù)研發(fā)與部署的不同階段，最終實(shí)現(xiàn)PON技術(shù)可持續(xù)性的低成本、多業(yè)務(wù)、高帶寬發(fā)展[19]。

6 總結(jié)

綜上所述，隨著我國XPON業(yè)務(wù)的快速發(fā)展完善，該技術(shù)在不同通信需求中也將得到廣泛的應(yīng)用，因此，可在XPON業(yè)務(wù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，對其實(shí)施小規(guī)模的近期部署，以及分階段、長期的發(fā)展策略和目標(biāo)，從而最大限度實(shí)現(xiàn)保護(hù)投資以及通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和技術(shù)升級的需要[20]。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李祥珍，歐青海，沈明星.xPON設(shè)備電氣安全與抗擾度測試的問題分析及建議[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32（227）：31-32.

[2]肖勇，周尚禮，申妍華，等.電能信息采集終端的抗電快速瞬變脈沖群干擾研究與設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)控制與保護(hù)，2009，1（17）：102-105.

[3]吳航，吳承英，靳寶鋼.指揮城市寬帶需求和xPON技術(shù)演進(jìn)研究[J].熱點(diǎn)技術(shù)，2012，1（1）：49-50.

[4]辛澤瓔.xPON技術(shù)應(yīng)用探討[J].廣東通信技術(shù)，2011，1（7）：71-72.

[5]黃慧，黃曉.配置同步在xPON網(wǎng)管中的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].價(jià)值工程，2012，2（14）：168-170.

[6]楊珂.XPON在三網(wǎng)融合接入網(wǎng)中的應(yīng)用技術(shù)研究[J].新應(yīng)用，2012，1（1）：60-61.

[4]李延峰.三網(wǎng)融合接入網(wǎng)中 XPON 的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2011，1（17）：12-13.

[5]烽火通信科技股份有限公司.烽火xPON助力運(yùn)營商建設(shè)綠色網(wǎng)絡(luò)[J].電信科學(xué)，2011，1（7）：128-130.

[9]石維新.統(tǒng)一xPON解決方案為全業(yè)務(wù)運(yùn)營保駕護(hù)航[J].有線網(wǎng)絡(luò)，2012，1（1）：100-101.

[10]劉剛.xPON技術(shù)在廣電網(wǎng)絡(luò)大客戶應(yīng)用探究[J].廣播與電視技術(shù)，2013，1（2）：78-79.

[11]辛澤櫻.xPON 技術(shù)應(yīng)用探討 [J].廣東通信技術(shù)，2011，1（7）：71-73.

[12]劉麗莉.廣電 NGB 接入光網(wǎng)絡(luò) xPON 建設(shè)方案探討[J].中國有線電視，2011，1（1）：11-14.

[13]田偉.采用“XPON”接入方式建設(shè)小區(qū)寬帶網(wǎng)絡(luò)的選擇及設(shè)計(jì)方案[J].通信與信息技術(shù)，2014，1（1）：67-68.

[14]王磊，洪述松，顧震強(qiáng).利用WLAN解決農(nóng)村寬帶接入的可行性分析[J].移動通信，2010，1（12）：109-110.

[15]周杰.xPON技術(shù)服務(wù)于FTTx的大發(fā)展[J].電信快報(bào)，2010，1（4）：9-11.

[16]梁海濱.EPON 加速 GPON 互通三專家解讀 FTTx 新動向[J].電信技術(shù)，2009，1（10）：7-11.

[17]孫芳男，胡秀園，吳潤澤.面向智能配用電的多介質(zhì)通信方式及應(yīng)用方案研究[J].現(xiàn)代電力，2012，29（1）：47-48.

[18]谷坊祝.McWiLL技術(shù)及其在電力系統(tǒng)通信中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2009，30（11）：42-44.

[19]魏笑笑，周政華.WIMAX技術(shù)及其應(yīng)用分析[J].通信技術(shù)，2009，42（3）：98-99.

[20]劉冬，張崙，陳雪.EPON與GPON的綜合比較[J].電信科學(xué)，2005，21（6）：62-64.

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