主导制定gpon标准的组织

吉比特无源光网络（GPON：Gigabit-Capable PON）是一种点到多点拓扑结构的光接入网技术，它釆用无源光 器件连接局端和远端设备来实现全业务的透明传输，并且能够在同一架构中实现语音、视频 等综合业务的接入。

GPON作为新兴接入网技术的突出优势在于低成本、易于维护和扩展性 能好，且提供的带宽较高，可广泛用于各种宽带接入网系统中，并能够以较低的价格实现高 速接入，成为继APON、EPON之后比较具有吸引力的用户接入网解决方案。

作为一种灵活的吉比特级的光纤接入网，GPON以其高速率、全业务、高效率及提供电 信级的服务质量保证的特点，成为了众人所关注的焦点技术。

GPON涵义。

吉比特无源光网络（GPON：Gigabit-Capable PON）是一种点到多点拓扑结构的光接入网技术，它釆用无源光 器件连接局端和远端设备来实现全业务的透明传输，并且能够在同一架构中实现语音、视频 等综合业务的接入。

GPON作为新兴接入网技术的突出优势在于低成本、易于维护和扩展性 能好，且提供的带宽较高，可广泛用于各种宽带接入网系统中，并能够以较低的价格实现高 速接入，成为继APON、EPON之后比较具有吸引力的用户接入网解决方案。

作为一种灵活的吉比特级的光纤接入网，GPON以其高速率、全业务、高效率及提供电 信级的服务质量保证的特点，成为了众人所关注的焦点技术。

主要特点。

PON自从在20世纪80年代被采用至今己经历几个发展阶段，电信运营商和设备制造商 开发了多种协议和技术以便使PON解决方案能更好地满足接入网市场的要求。

EPON和 GPON是当前最为重要的两种光接入网技术，前者是由制造商推动发展的，而后者是按照消 费者准确需求设计，由运营商驱动的解决方案。

主要FTTH接入技术比较

摘要：本文对无源光网络（PON）和有源光网络（AON）在网络结构和技术性能进行比较，分析两者在我国FTTH市场的适应性，阐述我国对FTTH接入技术的选择。

光纤到户（Fiber To The Home——FTTH）接入技术作为未来最终的、一劳永逸的宽带接入解决方案，在日本和美国已得到广泛应用（共有用户约500万）。在我国FTTH尚处于明芽阶段，尚未有商用的FTTH接入网络，但FTTH在我国已得到了越来越多的关注。现有的FTTH技术主要包括无源光网络（Passive Optical Network——PON）和有源光网络（Active Optical Network——AON），AON接入技术又称小区交换有源光网络接入技术（Remote Office AON——RAON），它们各有优势，适合于不同的应用环境。本文在对它们的网络结构和技术性能进行比较，并结合我国住宅小区的特点，比较上述两种FTTH技术在我国住宅小区应用的优劣，浅析我国住宅小区对FTTH接入技术的选择。

1． 几种FTTH接入技术

最早的FTTH技术是光纤从电信运营商中心机房拉至用户家里以点对点（P2P）的方式组网，如图11所示。其能轻易提供100M或1G带宽，网络结构简单，运营维护成本低，支持数据、话音和视频等多种业务，支持目前和未来各种宽带应用的能力。但这种接入方式显然有其明显缺点：过分依赖光缆资源，光纤链路过长过多；由于中心机房离用户较远（一般平均距离在4—5km），这种大芯数远距离光缆铺设成本非常高，尤其在国内城市几乎不可能；一般中心机房覆盖区域大，用户众多，设备和光缆配线集中在中心机房需要大量空间。目前，这种P2P的FTTH技术只应用在大客户（如大型企业、重点单位等），在FTTH接入中将很少使用。

目前谈论最多的FTTH接入技术是基于一点对多点（P2MP）网络拓扑结构的无源光网络（Passive Optical Network—PON）的FTTH接入网，如图12所示，在靠近用户时使用光分配器（Splitter）实现一点对多点（P2MP）的网络结构。PON根据其传输协议的不同又分为基于ATM的APON、基于Ethernet的EPON、和基于General Frame Protocol的GPON三种技术标准。下行采用广播方式，而上行采用TDMA方式。PON从中心机房至用户的整个接入网为无源网络，具有易于维护、节约大量光缆资源、减少中心机房设备与配线等技术优势，同样具有支持数据、话音和视频等多种业务的能力。但PON自身存在的缺陷也制约了它的发展。首先，多种技术标准的存在，何种将成为未来主流标准尚无法确定；其次，系统的光发射模块要求高功率激光器和突发性收发能力，要求系统具有测距、带宽动态分配和信号加密等复杂功能，使设备成本高昂；再次，多用户共享有限带宽（一般16或32个用户共享622M或125G），带宽升级技术复杂。迄今为止，PON在世界范围内尚未能得到大规模应用。

另一种技术成熟，已广泛应用的FTTH技术是有源光网络（Active Optical Network——AON）接入技术，AON接入技术又称小区交换有源光网络（Remote Office AON——RAON）接入技术。组网方式如图13。RAON将无源光网络（PON）和点对点（P2P）接入技术相结合，实现小区交换有源光网络（RAON）光纤到户综合业务接入解决方案。从电信运营商中心机房至小区机房沿用目前已有的低芯数光缆，而从小区机房至用户端采用点对点（P2P）组网方式，接入设备和配线架统一放置小区机房，整个网络采用技术成熟、成本低廉的以太网协议。小区交换有源光网络（RAON）FTTH接入技术的优势是：是目前最低成本的FTTH接入解决方案；高带宽，能轻易实现稳定双向100M宽带接入；可以支持Internet宽带接入、CATV接入和电话接入，在接入网实现三网合一；网络结构简单、技术成熟；只有小区机房是有源节点，集中机房配线，易于维护管理，提高设备端口利用率；有效节约中心机房至小区的光缆资源，无需增加铺设中心机房至小区的光缆；允许用户自由选择运营商，有利于电信运营商的相互竞争；支持未来可预见的新业务，如可视电话、VOD、数字影院、远程办公、在线展览、电视教育、远程医疗、数据存储及备份等。是目前现有FTTH网络的最主要接入方式。

2． PON和AON接入技术比较

如前所述，目前主要有三种FTTH技术标准：基于以太网的小区交换有源光网络（（Remote Office Active Optical Network——RAON））技术、基于以太网的无源光网络（Ethernet Based Passive Optical Network——EPON）技术和基于通用帧协议的无源光网络（General Frame Protocol Based Passive Optical Network——GPON）技术。三种FTTH接入技术特点比较如下：

比较项目 RAON EPON GPON 备注

标准制定者 IEEE IEEE ITU IEEE和ITU是相互竞争的组织

标准颁布时间 10年前 2004年 2003年

与现有计算机网络兼容性 无缝连接 无缝连接 需协议转换 指与目前最普及的以太网兼容性

网络结构 拓扑结构 有源交换一点对多点 无源一点对多点 无源一点对多点 指从中心机房侧衡量，在小区内Fiber P2P属点对点

分支比 1：∝ 1：32或1：16 1：32或1：16 指从中心机房侧衡量

带宽支持 目前 独享100M 16或32用户共享622M或1G 16或32用户共享1G或2G

未来 独享1G 16或32用户共享622M或1G 16或32用户共享1G或2G 指未来5—10年内

信息保密技术 容易 难 难 PON下行是广播方式

技术成熟度 非常成熟 不成熟 不成熟 指器件、模块和电路成熟程度

光缆节约程度 显著 显著 显著

是否需要大量增加铺设中心机房至小区的光缆 不需要 需要 需要 目前从中心机房至小区只有低芯数光缆（4—12芯）

设备端口利用率 高 低 低 指OLT端口或Splitter接入端口利用率

建设难易程度 容易 不容易 不容易 PON须大量增加铺设中心机房至小区光缆，请参考《浅析我国FTTH接入技术选择》http://wwwfirstmilecomcn/file0htm

网络运营维护 困难 容易 容易 从网络是有源还是无源角度考虑

用户自由选择运营商 允许 不允许 不允许 指用户随时变更运营商接入的灵活性

业务支持 Internet宽带接入 支持 支持 支持 目前世界上97%以上的FTT H只提供Internet宽带接入业务。请参考《FTTH技术应用的认识误区》http://wwwfirstmilecomcn/file_3_17htm

CATV接入 支持 支持 支持

电话接入 支持 支持 支持

目前应用情况 在日本和北美已广泛应用 有少量应用 极少应用 目前全球500万线的FTTH用户中，95%以上的FTTH采用AON技术

是否适合中国市场特点 很适合 不太适合 不太适合 请参考《浅析我国FTTH接入技术选择》http://wwwfirstmilecomcn/file0htm

在中国市场发展前景 好 不确定 不确定

设备成本 很低 高 高 目前EPON的报价每线在1000美元以上

从上表可以看出，RAON与PON相比，具有网络建设成本低、带宽高，用户能自由选择运营商，无需增加铺设中心机房至小区的光缆和适合中国市场等突出特点，但由于是有源网络，其网络运营维护较PON困难。在本文的下一节，读者将认识到我国住宅小区为适应通信多业务接入、多运营商竞争的需要，小区内普遍配套通信机房，这为RAON在我国的应用提供了很好的机房条件，完全满足RAON有源网络设备安装运营的需要，使其网络运营维护困难程度显著降低。

3． PON和AON与我国FTTH市场

目前，我国FTTH主要目标市场无疑是各级城市住宅小区（包括商业大厦）的住户，其突出特点是：住户密度高，单一花园住宅小区一般有500—3000住户,有些甚至是上万个住户；住宅小区（包括商业大厦）一般配备通信机房，用于安装整个小区通信接入设备和线路交接，这种配置是电信运营商相互竞争和多种电信业务综合接入的需要，机房到用户距离普遍小于500m；主要电信运营商和有线电视运营商普遍都已铺设小芯数（一般为4到12芯）光缆到住宅小区或商业大厦的机房；小区内住户通信和CATV接入线缆资源归属各运营商所有。

许多用户认为FTTH接入技术只有无源光网络（PON）接入技术，而忽略有源光网络（AON）接入技术，然而只要我们对PON和AON接入技术稍加分析就会发现，选择小区有源交换技术更适合我国FTTH市场特点。（请参考《浅析我国FTTH接入技术选择》http://wwwfirstmilecomcn/file0htm）。

十年前，PON技术提出之初，是因为当时光纤非常昂贵（每芯每米十几元甚至几十元），而PON的一点对多点（P2MP）技术能有效节约光纤，特别是当无源光分配器非常靠近用户的时候，同时PON又是无源网络，便于维护和管理。今天，随着光纤生产技术的成熟和普及，光缆的市场价格（每芯每米只需几毛钱）已低于普通铜质缆线的价格，而且由于生产光纤的材料是大自然中取之不尽用之不竭的二氧化硅，其价格仍然会随时间推移继续下降，因此PON节约光缆的优势在今天并不突出。另外，PON在我国高密度住户住宅小区中应用中存在矛盾的两面：按PON的理想网络结构和布局（OLT在中心机房和Splitter尽量靠近用户）固然可以发挥其原有的无源网络、节约光缆资源、精简中心机房设备数量与规模的优势，但同时也带来几乎无法接受的须要大量增加铺设光缆线路、配线节点分散、放号和管理异常困难、用户无法自由选择运营商、接入端口利用率低等缺陷；而如果将PON的OLT放置于小区机房，虽然现有中心机房至小区的小芯数光缆资源就能满足需要，小区机房可以统一配线，非常容易放号和管理，用户可以自由选择运营商，显著提高设备端口利用率，但同时也丢弃了PON是无源网络和节约光缆资源这两大优势。可见，PON的无源网络的优势在我国住宅小区不能充分发挥和体现。PON与生俱来存在配线节点分散，放号和配线管理困难，用户无法自由选择运营商，网络设备及其接入端口利用率低，设备成本高、网络结构不灵活等缺陷却恰恰是AON网络结构所轻而易举能克服和避免的。

事实上，迄今为止PON在世界范围内尚未能得到大规模应用。我们认为，基于以太网的小区交换有源光网络（RAON）FTTH技术更适合我国住宅小区特点，并能充分发挥其自身优势：

 网络建设成本低；

 网络结构灵活、运营维护成本低；

 集中在小区机房配线，易于放号、维护和管理；

 允许用户自由选择运营商，有利于多运营商的竞争，通过竞争用户利益能得到有效保障；

 无需增加铺设中心机房至小区的光缆；

 设备端口利用率非常高，可以根据接入用户数增加而逐步扩容；

 用户独享100M或1000M带宽。

 支持Internet宽带接入、CATV接入和电话接入，在接入网实现三网合一；

 支持未来可预见的新业务：可视电话、VOD、数字影院、远程办公、在线展览、电视教育、远程医疗、数据存储及备份等等。

"光网络最大的特点是使用光纤作为传播介质，带来了整体性能和方案的飞跃，简单来说，快、流量大、安全、环保、便宜。

铜缆，在传输速率、带宽、传输距离上，包括成本都被光纤“碾压”了。

得益于光纤在传输助、速率、抗干扰性、使用寿命和成本上的优势，光接入网络在整个业务性能上都优于传统以太网。业界，不管是家用还是企业级商用市场，都在逐渐“光进铜退”，比较明显的是这些年家庭宽带一直在主推的“光纤入户”。

除了介质，也有在协议、架构、方案等方面的特点。

以问世较久的PON网络为例，PON，就是Passive Optical Network，无源光网络。无源就是指没有电源、能量源，不用专门供电，减少了设备，自然就会降低故障率减少事故发生的危险（比如火灾）。整个PON系统主要由光线路终端OLT、无源分光器POS、ONU光网络单元组成，网络是两层架构实现了网络架构的简化，尤其是光纤入室，为后续网络的扩展和升级提供了极大的便利和灵活性。

PON使用宽带无源光综合接入技术，有多种方向，比如GPON、EPON，我们这里以GPON为例。GPON传输模式为点到多点结构，通过分光器，按照1：N的比例，将一根光纤分为多根，覆盖相应的房间。其下行广播、上行TDMA（时分复用）传输模式，单位时间位只允许一台ONU向OLT发送报文，因此GPON下所有ONU共享带宽。

试算下，OLT单个PON口最大下行2488G、上行1244G，传输损耗10%，多台ONU并发传输时，以1:8分光比为例，下行平均带宽为286Mbps，上行为143Mbps，带宽性能在家用场景下能够满足正常的网络需求，但是在企业园区网中，会存在一定的带宽瓶颈，300mbps带宽，实际下载速度最高在375mb/s，够不够用会不会卡看时机场景中的需求，还有成本的考量了，当然想升级高带宽也行，有钱就是这么任性。

而以另外一种较新的路线——以太全光网为例，同样以光纤作为传输介质，结合以太网，通过架构简单的组网和SDN技术为园区业务提供面向高带宽、低延时、高度灵活、极简运维的网络承载。（抄了下人家官网）

同样我们算下入室带宽，以千兆为例吧，从核心层出发下行到汇聚层一般为25G，从汇聚下行到接入层为10G，也就是千兆，刨除掉正常的传输损耗，入室的带宽也有900Mbps左右，理论上下载速度可以达到100mb/s以上，搞个高清视频教学、在线会议不是啥问题。

"

采用OLT设备组建PON网络的优势在于实现上网、电话、电视“三网合一”，不用单独考虑三套布线系统，中间节点不需要电源等有源设备，后期维护成本较低，但是前期投入较大。下文具体说一说。

传统的以太网组网模式

传统以太网方式组网，大部分采用了核心层、汇聚层（可省略）、接入层三层结构，传输介质为双绞线。在机房放置核心交换机完成数据的高速转发，楼层放置接入交换机，完成用户终端的接入。

对于酒店等应用场景，需要考虑有线电话和IPTV电视的需求，因此酒店同时要考虑三套布线系统，分别是网络布线、电视布线、电话布线。

基于PON的POL网络

基于PON的无源光网络，采用了光纤作为传输介质，与我们家庭使用的入户光纤类似。局端的OLT设备接入宽带网络、电话网络、IPTV网络，中间经过1:32的分光器，连接用户端的ONU设备。通过ONU设备连接上网信号、电话信号、IPTV。

目前，PON网络有两种标准，EPON和GPON，相对来说GPON发展潜力更大，容量更高，可以考虑采用GPON模式。组网结构参考下图，一张PON网络承载了监控、宽带、电视、无线WiFi、电话等多种业务，简化了网络结构，降低了维护成本。

总结

相比传统的LAN以太网，无源PON网络布线更加简单，省去了楼层交换机等设备，使用分光器代替，不需要电源灯设备，降低了维护成本。同时，PON网络支持多业务，实现语音、数据、视频监控、电视、宽带上网等多种业务的融合。

采用125us长度的帧结构，可用于更好地适配TDM业务。继续沿用APON中PLOAM信源的概念传送OAM信息，并加以补充丰富。帧的净负荷中分ATM信元和GEM帧可以实现综合业务的接入。