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光接入技術
鎖定
光接入技術是指局端與用户之間完全以光纖作為傳輸媒體。光纖接入可以分為有源光接入和無源光接入。光纖用户網的主要技術是光波傳輸技術。光纖傳輸的複用技術發展相當快，多數已處於實用化。
- 中文名
- 光接入技術
- 簡 介
- 點到點有源以太網系統
- 優 點
- 易於放號、維護和管理
- 缺 點
- 需要鋪設大量的光纖和光收發器
光接入技術簡介
隨着互聯網的大規模發展，各種數據業務的層出不窮，人們對高帶寬的不斷追求，使得光接入技術越來越受到人們的重視，光纖接入具有通信容量大、質量高、性能穩定、防電磁干擾、保密性強等優點，其在幹線通信方面已有廣泛體現。在接入網中，光纖接入也成為發展重點。
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下面介紹目前討論最多的幾種光接入技術。
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光接入技術點到點有源以太網系統 （P2P）
FTTH網絡中的點到點接入技術是將電信號轉換成光信號進行長距離的傳輸，上下行帶寬都可以達到100Mbit/s甚至1000Mbit/s。採用點到點方式實現FTTH具有產品成熟、結構/技術簡單、安全性較好的特點，在日本和美國已廣泛應用。
其主要優點如下：
- 帶寬有保證，每用户可以在配線段和引入線段獨享100Mbit/s乃至1Gbit/s帶寬；
- 集中在小區機房配線，易於放號、維護和管理；
- 設備端口利用率高，可以根據接入用户數的增加而逐步擴容，因而在低密度用户分佈地區成本較低；
- 由於用户可獨立享有一根光纖，因此信息安全性較好；
- 傳輸距離長，服務區域大。
但這種技術最大的缺點是需要鋪設大量的光纖和光收發器，在大規模應用情況下網絡鋪設困難，設備成本也很難再下降，甚至會上升。另外，有源以太網並沒有一個統一的標準，從而產生多種不兼容的解決方案。還有一個可能影響選擇以太網技術的因素是傳統視頻業務的提供方式，因此被認為是實現FTTH的過渡技術。
光接入技術點到多點無源光網絡系統 (PON)
APON和BPON
APON是20世紀90年代中期由FSAN開發完成的，並提交給ITU-T形成了G.983.x標準系列。BPON是在APON上發展起來的，最早在日本興起的標準。1998年NTT就和南方貝爾共同制定了第一個BPON標準，並開始了BPON的商業運營。美國的運營商也因為歷史的原因，傾向於使用BPON標準來構建FTTH網絡。但APON/BPON的業務適配提供很複雜，業務提供能力有限，數據傳送速率和效率不高，成本較高，其市場前景由於ATM的衰落而黯淡。
EPON
EPON由EFM工作組提出並在IEEE802.3ah標準中進行規範，它在PON層上以Ethernet為載體，上行以突發的Ethernet包方式發送數據流。EPON可提供上下行對稱1.25Gbit/s傳輸速率，下行10Gbit/s的傳輸速率正在研究中。
在多種基於PON的技術中，EPON由於其技術和價格方面的優勢已逐漸成為最受歡迎的FTTH技術。由於採用Ethernet封裝方式，因此非常適於承載IP業務，符合IP網絡迅猛發展的趨勢，這也是EPON技術能夠獲得業界青睞的重要原因。但Ethernet封裝方式也給EPON技術帶來了一個致命的缺點——難以承載語音或電路方式數據等TDM業務，雖然目前國內外均對TDMoverEthernet技術進行了積極的研究並取得了一定的成果，但並不十分成熟，要完全達到TDM業務要求的嚴格QoS更是面臨相當大的困難，這給EPON的應用帶來了很多限制。
光接入技術發展
光接入技術第一階段
2001年~2002年，IEEE和FSAN/ITU-T分別提出EPON與GPON技術概念，PON技術進入Gbit/s時代。從2004年日本首先開始部署EPON技術起，EPON技術和GPON技術以及產業鏈都已成熟並得到了大規模部署，未來3年內這兩種技術將成為市場的主流應用。
光接入技術第二階段
在1G速率的PON技術逐漸成熟後，IEEE和FSAN/ITU-T從2008年開始啓動10G PON的研究，這意味着PON技術將進入10Gbit/s時代。IEEE還是延續了原來的技術路線，採用以太網技術，通過少量擴展，推出了10G EPON標準，在2009年9月正式發佈， ITU-T稍晚啓動了10G GPON的標準制訂，也基本延續了GPON的技術路線，並在2010年年中形成系列標準，完成了下行10Gb/s、上行2.5Gb/s的XGPON1的標準化工作。這標誌着下一代PON技術的兩大技術流派10G EPON和10G GPON技術在標準化層面已經基本完成。目前10G PON技術正致力於產業化和商用化進程。在帶寬需求升級和市場競爭的驅動下，綜合考慮到產業成熟度和成本等因素，預計10G PON技術最快將在2012年進入商用階段，而且10G EPON技術將率先開始商用。
光接入技術第三階段
後10G PON時代採用什麼技術，現在還沒有一個明確的方向，一直超前研究PON技術的IEEE目前沒有相關計劃，而FSAN雖然有此方面的討論，但還無實質性定論， FSAN目前對NGPON2應滿足“下行總帶寬不少於40G，上行總帶寬不少於10G（每個終端用户的最高獨享帶寬應不低於1G）；傳輸最大距離不低於40km，距離差不低於40km； 分支比不低於1∶64；重用GPON/XGPON1網絡的ODN”的明確需求。有意思的是，ITU-T已經終止了下行10Gb/s、上行10Gb/s的XGPON2的標準化工作，這意味着突發模式的10Gb/s光模塊研發存在技術和成本上的很多障礙，而基於WDM和WDM/TDM技術的PON是NGPON2可能的技術方向，關於WDM PON的波長分配方案已經開始在ITU-T進行討論。
光接入技術優缺點
光接入技術EPON
從結構上看，EPON的最大優點是極大地簡化了傳統的多層重疊網結構，主要優點如下：
- 消除了ATM和SDH層，從而降低了初始成本和運行成本；
- 下行業務速率可達1Gbit/s，允許支持更多用户和更高帶寬；
- 硬件簡單，無須室外電子設備，使安裝部署工作得以簡化；
- 可以大量採用以太網技術成熟的芯片，實現較簡單，成本低；
- 改進了電路的靈活指配、業務的提供和重配置能力；
- 提供了多層安全機制，諸如VLAN、閉合用户羣和支持VPN等。
EPON的主要缺點如下：
- 由於IEEE802.3ah只規定了MAC層和物理層，MAC層以上的標準靠製造商自行開發，因而帶來靈活性的同時也造成了設備互操作性差；
- EPON的總效率較低；
- 沒有基於標準的運營維護信道進行監測、診斷和配置OLT：
- EPON的設計沒有考慮直接支持以太網以外的業務，多業務支持能力較差。
光接入技術GPON
GPON的主要優點如下：
- 相對其他PON技術，GPON在速率、速率靈活性、傳輸距離和分路比方面有優勢。傳輸距離至少達20km，分路比最大為1：64；
- 可以直接高質量、靈活地支持實時的TDM語音業務，延時和抖動性能很好；
- 在運營維護和網管方面，比EPON有更大改進。
GPON的主要缺點是技術成熟度不如EPON，難度較高，使設備成本較高。
總的來看，GPON和EPON面臨的共同挑戰有以下幾點：
- 怎樣才能在Ethernet/GFP上有效承載TDM業務並能提供電信級的服務質量；
- 目前GPON和EPON設備成本主要受限於突發光發送/接收模塊以及核心的控制模塊/芯片，這些模塊要麼尚未成熟，要麼是價格昂貴還難以適應市場需要；
- GPON和EPON的一次性投入成本較高，不太適合逐步投資擴容的傳統電信建設模式，最適合完全新建或改建的密集用户區域。
光接入技術WDM-PON
WDM-PON被認為是下一代光接入技術。它的優勢有：
- WDM-PON能透明傳輸各種協議的所有業務流。
- WDM-PON不需改變物理設備就可以升級帶寬，因此能夠適應未來很長時間的帶寬需求。
- 由於WDM-PON為每個ONU分配一個波長，不同用户之間不共享信息，因此不存在TDM-PON所有用户都能收到相同信號帶來的安全問題。
下一代光接入技術主流廠商有：
Wdm-pon ：代表廠商愛立信、北電
10G GPON ：代表廠商阿爾卡特朗訊、華為、富士通
10G EPON：代表廠商烽火、中興通訊
- 參考資料
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- 1. 李志榮 ．《電信技術》光接入技術在智能交通系統中的應用：人民郵電出版社，2009
- 2. 光接入技術 ．中國知網[引用日期2016-04-14]
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