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全业务下PON系统应用及承载业务的探讨
作者：雷禹
来源：《中国新技术新产品》2012年第10期
摘 要：随着通信技术和宽带业务的发展，从以铜缆为核心的接入网向以光纤为核心、以FTTH为目标的新一代宽带接入网转型。本文围绕PON技术的发展、网络建设和运营放的问题，简单地介绍了现有PON系统的应用方式与承载业务能力。 关键词：全业务；接入网；PON；FTTx；ONU 中图分类号：TN91 文献标识码：A
1.PON技术的定义
无源光网络PON（Passive Optical Network，PON）是指一种点对多点的光接入技术及相应的系统，其局端设备和远端/用户端设备之间的光分配网络只包含无源器件或设施，不包括有源器件或设备。
PON系统由OLT（Optical Line Termination，光线路终端）、ODN（Distribution Network光分配网络）、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）/（Optical Network Termination，光网络终端）三部分组成如图1-1所示 图1-1 PON系统的参考结构
主要包括BPON（Broadband Passive Optical Network）、EPON（Ethernet Passive Optical Network）、GPON（Gigabit-capable Passive Optical Network）等。 2.PON系统
2.1PON技术应用场景
（1）作为接入方式直接接入最终用户的应用场景
PON技术能够大量节省主干光纤和局端设备光接口，在高密度用户区域成本低，而且标准化程度较高（互通性较好），综合优势明显，是宽带光接入及FTTH方式的主流技术。 （2）作为传输方式提供设备之间互联接口的应用场景
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PON方式是多个远端设备共享PON接口的上联宽带（如1Gbit/s、2.5Gbit/s、10GBit/s）,适合汇聚多个中小容量的设备。PON方式的多个远端设备可以共享一根主干光纤，适合于远端设备数量较多、光纤资源比较紧张的场合。从传输距离的角度 ，由于PON方式存在分光损耗，基于现有标准，PON技术的最大传输距离为20km（不考虑有源放大器）。 2.2 PON系统主要应用方式
宽带光纤接入网可以全程采用光纤作为传输媒质，也可以光纤作为主干传输媒质、以金属线或者无线作为用户末端传输媒质。宽带光接入网发展的过程就是光纤不断想用户延伸、最终实现光纤到户的过程。
根据光纤到达用户侧的位置不同，宽带光接入网的应用方式（建设模式）包括光纤到节点（FTTN）、光纤到小区（FTTZ）、光纤到光交箱（FTTCab）、光纤到路边（FTTC）、光纤到楼（FTTB）、光纤到用户驻地（FTTP）、光纤到户（FTTH）、光纤到办公室（FTTO）等，这些模式统称为FTTx。结合我国具体的标准，宽带光接入网的应用方式大致分为3类（如图2-1所示）：(1) FTTN/ FTTCab/FTTZ；(2) FTTB/FTTC；(3) FTTH/FTTO/FTTP； 图2-1 宽带光接入网的应用方式 2.3PON系统应用于FTTN/FTTCab/FTTZ
光纤到节点（FTTN-Fiber To The Node）、光纤到小区（FTTZ-Fiber To The Zone）、光纤到光交箱（FTTCab--Fiber To The Cabinet）的含义比较接近，可以看作一类。其基本特征是：光纤取代传统的主干（馈线）铜缆，延伸至铜缆交接箱附近，即光接入节点下移到铜缆交接箱并保持原来的配线铜缆和引入铜缆；用户接入设备（如ONU、综合接入设备等）可部署在小区机房或室外机柜等，采用铜缆媒质入户实现用户接入。每个用户接入设备支持的用户数通常为数百户到数千户左右，应用情况下，用户铜缆接入距离一般小于1km。
在FTTN/FTTCab/FTTZ模式下，PON系统可以与ADSL2+，VDSL2等技术结合，即MDU/MTU设备。这种设备形态具有设备集成度高、易于维护管理等优点，是目前主流的部署方式。如果光节点采用ADSL2+技术入户，铜缆长度不超过1km时一般具备为用户提供16Mbit/s下行带宽的能力；对于采用VDSL2技术入户的用户，在1km以内，能够提供超过20Mbit/s下行带宽。
2.4 PON系统应用于FTTB/FTTC
光纤到楼（FTTB-Fiber To The Building，包括住宅楼和商务楼）和光纤到路边（FTTC-Fiber To The Curb）的含义比较接近，可以看作一类。其基本特征是：光纤取代传统的主干（馈线）和配线铜缆，延伸至铜缆分线盒附近，即光接入点下移到铜缆分线盒并保持原来的铜缆引入现。这种场景一般采用PON MDU/MTU设备，可部署于用户楼内或室外机柜等，采用
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其他媒质（如五类线、电话铜缆、同轴电缆等）实现入户。每个MDU/MTU设备支持的用户数通常为十多户到100户左右，应用情况下的用户铜线长度在几十米，最大不超过300m。 FTTB/FTTC方式可以提供较高的宽带，成本上又远低于FTTH，因此可以成为宽带光接入发展初期的主要应用模式。
2.5 PON系统应用于FTTH/FTTO/FTTP
光纤到户（FTTH-Fiber To The Home）、光纤到办公室（FTTO-Fiber To The Office）、光纤到用户驻地（FTTP-Fiber To The Premise，包括家庭和企业）的含义比较接近，可以看作一类。其基本特征是：以全程光纤的方式实现最终用户的接入，包括家庭用户和企业用户，用户接入设备（如ONU）有单位个人用户（家庭、企业或办公室）独享。
PON用于家庭用户（FTTH/FTTP）时，使用方式可以细分为3种：(1)仅使用SFU；(2)使用SFU与家庭网关配合，提供更强的控制能力和业务支持能力；(3)使用集成式的HGU。 3.PON系统承载业务 3.1 PON系统承载业务能力
从总体上看，PON系统传输速率高、容量大、质量好，能够提供QoS功能，具备较强的多业务接入能力，尤其适合承载高带宽业务。
可以从以下3个角度具体地分析PON系统的业务承载能力。
（1）技术原理角度。PON的核心是以太网，因此可以传送任何基于以太网/IP业务，包括以太网/IP、VoIP、IPTV、TDM电路仿真等。另外，PON系统还可采用独立的波长（1550nm）传送CATV业务。
（2）功能实现角度。任何基于以太网/IP的业务都可通过PON系统透传。PON设备也可以内置一些业务功能，如：ONU内置话音处理功能，支持VoIP业务；OLT与ONU内置电路仿真功能，支持TDM业务等。
（3）应用类型角度。PON系统可以承载话音、数据及视频，支持三重播放（Triple-Play）。
在话音方面，支持VoIP、TDM话音；在数据方面，能够提供以太网/IP数据（如高速上网）、TDM数据专线（E1、n×64kbit/s等）、以太网/IP数据专线等。在视频方面，支持交互式或广播式视频业务，包括IPTV、CATV。 3.2 PON系统承载VoIP业务