全業務接入網傳輸系統淺析

張燕

（杭州市電信規劃設計院有限公司，浙江 杭州 310013）

接入網是為適應當今通信業務需要，由國際電信聯盟提出并得到迅速發展的新型用戶網。隨著信息化社會的不斷向前發展，人們不再僅滿足于打電話、看電視，而是出現了眾多新的雙向交互式業務：電子郵件、影視點播、會議電視、高速數據傳真等。這些業務種類多，而且要求高質、高速、可靠、有效及經濟地傳輸。這就給整個電信網(或信息高速公路)“最后一公里”這一制約通信的“瓶頸”(用戶接入網)提出了巨大的挑戰。為支持這些高速寬帶的新業務。網絡節點和中繼設備的改造相對來說比較容易，而直接和用戶連接的用戶接入網改造是最困難的。我國幅員遼闊，有上億用戶，如何建設適合我國國情的用戶接入網，是當前研究的熱點。

1 全業務網接入傳輸系統概述

隨著多媒體技術、Internet、圖像傳輸等多種當代業務的迅猛發展.接入網除了支持現有的窄帶業務外，還應支持各種新的寬帶業務。這對接入網的接^系統提出了更高的技術要求，即接入系統不但要能提供各種窄帶業務，還要提供各種寬帶業務，是一個綜合的多業務接入平臺。基于此，國際上各大公司紛紛大規模研制新一代的接入系統，從而出現了全業務網接入傳輸系統的概念。所謂全業務接入傳輸系統是指寬帶網中，從業務節點到用戶宅內設備之間的遠程接入系統。全業務接入系統是利用基于信元的無源光網絡(PON)，以及包括 FTTCab、FTTC，FTTB 和 FTTH的拓撲結構來實現的各種業務的綜合接入系統，如圖1所示。

圖1 全業務接入系統的網絡拓撲結構

從圖中可知，全業務接入網是指寬帶網中從業務接點到用戶住宅內設備之間的網絡。包括的網絡單元有光線路終端(OLT)、光分路器(ODN)、光網絡單元(ONU)和引入線等，其作用是將來自業務源的電話、高速數據、數字視頻和模擬視頻等業務信息通過接入網下行傳送到用戶住宅，同時，實現反方向(上行)業務信息和用自信令的傳輸。OLT和來自業務源的電話、數據和視頻信號源相連，接收來自ATM凈荷中的數字流，選擇相應的通路傳送到其目的ONU；同時集合來自ONU的數字流，并復用交叉連接到相應的業務源。下行傳輸復用采用TDM方式，上行接入采用TDMA方式。在下行方向，從業務源來的信元由OLT接收，根據其VPI／VCI值將其復用成連續TDM數據流，交叉連接到相應的通路，并以廣播方式傳送給所有與之相連的ONU，每一個ONU 可以根據信元的VPI／VCI值選出屬于自己的信元，然后送給用戶終端。在上行方向，各個ONU收集來自用戶的信息，并以TDMA突發模式發送數據。

2 全業務網接入傳輸系統關鍵技術

2.1 PON關鍵技術

PON的關鍵技術包括測距、上行接入控制和光的突發通信等。全業務網接入系統利用當代大規模集成電路技術和數字信號處理技術，提供了統一的傳輸平臺、多業務特征和靈活的寬帶的轉移能力。時鐘相位對齊技術：在ONT開始傳輸，OLT不知道其發送的時鐘相位，在到達的信息被解碼之前.發送的時鐘相位必須確定。測距規劃技術：利用延遲均化技術使得上行的保護帶必須大于時延不確定性的模糊區。以信元為單位的上行接入控制技術。嵌入式的OAM信道技術：OAM信元經過復用/分接插入上行下行的碼流中。靈活的帶寬分配技術：靈活的網絡拓撲結構=網絡支持廣泛的配置形式，允許分光比、最大的光纖長度、光功率預算等網絡參數在系統容限內變化。

2.2 數據鏈路層技術

PON技術可細分為多種，主要區別體現在數據鏈路層和物理層的不同，目前主要的PON 技 術 有 APON、EPON、GPON。 其 中 ，APON以ATM作為數據鏈路層；EPON使用以太網作為數據鏈路層，并擴充以太網使之具有點到多點的通信能力；GPON則結合了APON和EPON優點，采用ATM/GEM作為鏈路層，能夠對多種業務提供很好的支持，同時引入了更多的來自電信業界的網管和運維思想。

圖2 APON系統傳輸轉換示意圖

EPON以以太網作為載體，上行以突發的以太網包方式發送數據流，可提供上下行對稱的1.25Gbit/s線路傳輸速率，所以非常適于承載IP業務，符合網絡IP化的發展趨勢。但是由于IEEE制定802.3ah的初衷是為了接入IP數據業務，并沒有考慮TDM業務接入對時鐘同步、時延和抖動等性能的要求，EPON難以承載TDM業務，包括話音或電路型數據專線等業務。目前，雖然對以太網承載TDM業務正在研究并取得了一定成果，但要完全達到TDM業務所要求的QoS有困難。

圖3 EPON系統傳輸轉換示意圖

GPON是結合了APON技術和EPON技術的優點，在APON基礎上重新設計了新的物理層傳輸速率和傳輸匯聚層，GPON的下行最大傳輸速率高達2.488Gbit/s，上行最大傳輸速率可達1.244Gbit/s，傳輸距離至少為20km，具有高速、高效傳輸的特點。GPON的封裝除了傳統的ATM外，還可以支持全新的GEM（GPON封裝模式）格式。GEM類似于GFP，可以適應各種用戶信號格式和任何傳輸網絡制式，按固有格式傳送語音、數據和視頻信號。GEM封裝方式也使時鐘同步變得容易，GPON因此可以支持端到端的定時和其他準同步業務，可以直接支持TDM業務，不需要像EPON那樣進行TDM仿真，提高了TDM傳輸質量。

圖4 GPON系統傳輸轉換示意圖

結語

全業務接入傳輸系統是未來寬帶接入網的發展趨勢，因為它在技術上具有十分重要的優勢。從接入網的觀點看.全業務接入傳輸系統采用了PON的方式.具有成本低，組網靈活。一步到位的特點.其市場的應用量很大，具有十分良好的應用前景。

[1]竺宇梅.全業務網絡演進[J].網絡電信,2009,(9):21-23.