XPON業務在不同通信需求中的應用探析

王益平

【摘 要】隨著有線電視、計算機網絡和電信網絡三網融合趨勢的逐漸發展，XPON業務也因其起效快、投入小等優勢，而在全業務接入網絡中得到了廣泛應用，并廣泛適用于不同的通信需求之中。筆者以XPON業務的基本內涵和網絡設置原則為基礎，對XPON業務在不同通信需求中的應用方法進行了分析，同時探討了XPON業務應用的注意事項，并分析了XPON業務在不同通信需求中的應用前景。

【關鍵詞】XPON業務；通信需求；應用效果

現階段，我國三大通信網絡運營商均在接入網絡方面積極應用XPON接入業務，并以此為基礎進行整體寬帶業務的轉型發展，光進銅退也是我國通信行業未來必然的發展趨勢。通信運營商是否能夠有效運用XPON技術，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，而且有助于通信運營商整體戰略的實現。XPON業務共包括光分配網絡ODN、光網絡單元ONU和光線路終端OLT三個基本部分，其中，光分配網絡ODN主要包括光纖線路和無源分光器兩個部分，光網絡單元ONU屬于客戶端，能夠為用戶的電網、視頻和數據網絡提供接口，光線路終端OLT骨干網與PON之間的接口，通常位于匯聚節點或是IP城域網的核心部位，OLT能夠利用網絡側接口與IP城域網相互連接，用戶側OLT接口下掛ONU設備[1]。

1 XPON技術概述

與GPON技術和EPON技術相比，XPON技術更加成熟和完善，且其寬帶接入技術發展速度更快，XPON技術包括無源光分配網絡ODN、用戶端ONU設備和局端OLT三個部分。EPON技術能夠為寬帶上下行運轉提供基礎，且其速率均為1.25Gb/s的對稱分布，但隨著光接入技術的逐步升級和太網技術的發展，其速率也將會由1.25Gb/s提高到10Gb/s左右。GPON技術寬帶無源光綜合ITU-TG.984.x標準設置是現階段我國的接入標準，這一接入技術具有覆蓋面積廣、用戶接口豐富、帶寬高和效率高等明顯優勢，GPON技術的最高上行運轉速率能夠達到1.25Gbps，最高下行運轉速率能夠達到2.5Gbps，其約為最大分光比的1/64左右。EPON技術來源于IEEE802.3 EFM，這一接入技術實現了無源光網絡（PON）的融合[2]。

1.1 構成單元

PON技術是固網運營商的中心局端與其前端之間最為可靠的聯系，Ethernet與PON寬帶接入技術是EPON最為主要的兩種技術，其中，EPON系統中最為常見的是ONU、OLT和ODN/POS。經過光纖線路的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，并為所有光網絡單元ONU提供支持，但是，所有的光網絡單元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發送。依據不同的可靠性、傳輸距離和覆蓋范圍，EPON可被分成無源網絡設備以及有源網絡設備幾種，光網絡單元ONU、中心局機架設備OLT和設備管理系統EMS是有源網絡設備最為核心的三個部分。但中心局機架設備OLT又包括光纖線路終端、網絡界面模塊和交換模塊SCM三個基本部分，其基本功能在于網絡連接、語音通話、XPON系統數據以及服務提供商幾個部分。無源網絡設備主要包括熔接頭、適配器、連接器、單模光纜和無源分光器/耦合器等幾個部分。

1.2 XPON業務的基本原理

XPON業務主要包括光網絡單元、光纖線路終端和光分配網絡ODN等三個部分，XPON屬于一種樹形的拓撲模式，OLT設備通常置于中心局機架端，其基本作用在于管理、維護和監控信道情況，控制分配信道的連接。利用分路器EPON網絡能夠進行點對多點的拓撲光纖接入網，進而降低光纖用量和管理成本。在EPON網絡中，中心局機架通常為控制系統，EPON技術屬于一種無源光網絡技術與太網技術的融合，因而其運行標準通常為太幀，從而為IP業務的拓展提供了便利條件。EPON技術具有建設維護費用低、高效數據傳輸、操作簡單等優勢，因而有助于寬帶接入。

2 XPON業務的網絡設置原則

XPON業務的基本特征在于點到多點，屬于一種單纖雙向無源光網絡，能夠提供1.25Gbps左右上下行對稱的速率，并實現光分路器的多個或一個級聯。在XPON業務網絡的設計方案中，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到10公里[3]。由XPON業務的上述基本特征出發，OLT通常設置在城域網和中心局的匯聚節點部位，通常將機架式OLT設置于市區城域網的核心節點處，而盒式OLT則通常設置于縣級市級節點或是市區城域網匯聚節點處。根據每個分公司設置一套網管服務器的要求設置EPON網管系統，可以實施分權分區域的管理[4]。

3 XPON業務在不同通信需求中的應用

XDSL技術的基本載體為銅纜組成的固話網傳輸媒介，然而，由于銅纜帶寬數據傳輸量無法滿足用戶逐步增長的需求，以及銅材料價格的逐年上漲，且成本投入量也有所增加，并發生了較為嚴重的偷盜現象，這就會導致電纜維修成本的大大提高，所以，解決高帶寬接入服務問題的關鍵就在于選擇適當的傳輸介質。按照城市建設基本特征的不同，選擇通信XPON接入技術，其通信機房應為輻射狀分布的中心局機架，將光分配網絡設置于各個接入小區中，能夠在小區寬帶接入的基礎上，實現小區光纜寬帶類型的改造[5]。將光分配網絡設備外置于小區，能夠實現各單元內光網絡單元設備和光纜的通信聯接，因為光網絡單元設備是一種有源設備，因而可通過外在電源為其供電。不同的用戶電腦與光網絡單元節點之間的連接方式較多，且無需XDSL用戶終端設備的輔助，因而有助于成本的降低。

按照網絡業務具體情況的不同，在提高投資收益的基礎上，可選擇下述幾種方案：第一，承載語音業務。通過軟交換技術，對語音網絡進行逐步的改造，依據應用特征的不同，進行語音提供方式的選擇[6]。第二，光進銅退區域。以原有接入地區為基礎，對已有布線進行充分利用，可通過POTS+ADSL+XPON的方式進行組網方案選擇，通過相同的設備實現語音業務和寬帶業務的綜合接入，有助于傳統設備投資風險的降低，符合宏觀業務轉型的基本趨勢和要求，從長遠角度出發，最大限度降低傳統固定電話交換機投入量。第三，光纖到樓寬帶業務。通過POTS+ADSL+XPON或是POTS+LAN+XPON的方式選擇組網方案，無法為語音業務提供停電保護，但能夠將語音業務轉化為增值產品的一種，并加以推廣應用。第四，針對居民小區[7]。通過POTS+ADSL+XPON或是POTS+LAN+XPON的方式，為各個型號的設備提供寬帶業務和語音業務支持。語音設備設置較為集中，蓄電池的配備能夠為語音業務提供停電保護，并為多棟樓或每棟樓提供語音業務支持，寬帶設備無需蓄電池支持，且通常置于特定的樓道箱盒內[8]。第五，針對大客戶或是商務樓宇。通過POTS+LAN+XPON方式提供語音和寬帶業務，并選擇先進的XPON技術，其賣點主要表現為光纖到樓，有助于其競爭力的提高。這一技術方式可在客戶的設備機房內設置用戶端設備，并通過機房內的電源，為用戶端設備的工作電源和工作溫度提供保障[9]。

4 XPON業務在通信需求中應用的注意事項

第一，ONU機箱和設備取電、接地。ONU機箱和設備通常需要外殼接地，由市電交流保護地提供地線，且應符合下述條件，即用戶端存在電阻小于5Ω的有源接地設備，以及電阻小于10Ω的無源接地節點。單獨布放截面積大于1.5平方毫米的地線，且機箱連接為線環后，應與地線排相互連接[10]。

第二，ONU機箱的安裝。在樓道中安裝設備箱時，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計，或是物業部門施工后再次異議返工。安裝設備箱的位置選擇需要充分考慮裝機時網線布放、數據纜引出樓道、電源引入、光纜引入等幾個方面的影響因素。安裝ONU設備箱位置的選擇，需要符合加固抗震和牢固端正方面的設計要求，安裝位置的選擇需要同時滿足安全性，以及維護、測試、安裝等方面的因素[11]。

第三，分光器的設置。設置光分路器的基本原則為按照ONU設備的設置數量，對光分路器的數量與型號進行確定，具體原則包括：一是，應用一級分光，而不應選擇二級以上分光；二是，為光分路器設置一定的容量，從而滿足近期擴容和故障倒纖處理的需要，可通過光分路器的增加來實現遠期擴容；三是，設置光分路器時應避免過度應用主干光纖資源；四是，ONU與OLT之間的光路衰耗應控制在22db以下[12]。

第四，ONU設備的配置。ONU小區容量的配置需要小于其所覆蓋用戶數量的30%左右。按照市場競爭程度以及運營商接入數量的不同，ONU的配置容量可適當增加或是減少，并實現ONU配置容量的適當增加，初期設備箱配置原則上的適當增加，可以按照后期市場發展情況的不同，進行設備的擴容。ONU的配置數量原則為ONU與其最遠端用戶數據纜加網線距離控制在90米以下[13]。

5 XPON技術的發展趨勢

EPON/GEPON具有用戶面廣、成本低、高速、簡單等優勢，且與GPON產品和技術相比，更加完善和成熟，因而逐漸成為近年來無源技術發展的主要趨勢。與EPON的市場定位不同，GPON技術能夠與其相互補充。隨著通信產業驅動新業務的發展，電信用戶也提出了越來越高的寬帶要求，常規的PON技術已經達到了其最大承載力標準，因而嚴重制約了用戶需求的滿足[14]。GPON技術具有電信級服務、高速高效、透明傳輸等幾方面趨勢，因而更加符合通信產業發展要求，然而，這一技術需要耗費較高的成本，較難提高其商業化程度。10G EPON的驅動力的部署，有助于用戶成本的降低，因而符合HD/3D等新業務的發展趨勢。10G EPON的主要設計思路在保持特定MAC層的基礎上，兼容10G和 1G傳輸，并保持原有的網絡架構，僅僅在其物理層面進行一定的改變[15]。

下一代PON技術需要符合下述幾點規定：首先是成本方面的市場競爭力；其次是更強大的業務隔離能力和寬帶能力；最后是在ODN中與現有PON技術共存[16]。WDM技術具有下述幾個方面的基本優勢：第一，隨著GPON向10G GPON升級過程的發展，WDM疊加方案已經得到了驗證；第二，對于現有的承載業務，波長疊加方式不會受到影響，因而能夠進行無縫的平滑演進；第三，通過不同業務進行相應波長承載，有助于多業務承載業務隔離需要的滿足；第四，以WDM技術為基礎，能夠對Tbit量級光纖的帶寬容量進行充分利用，從而實現光纖承載用戶數量的最大限度增加[17]。由產業鏈角度出發，將WDM的技術理念應用于PON網絡之中，其實際價值已經受到了廣泛的認可[18]。盡管WDM技術具有十分明顯的優勢，但是，還需要在引入接入網方面進行大量的探索和時間，隨著相關標準的逐步制定和完善，其成本下降空間也十分明顯，另一方面，因為我國的高速寬帶業務還不十分成熟，其周邊產業也在逐步發展。所以，PON技術有待于逐步的完善與發展，并由相關專業人士對業務需求進行深入探索，以推動有關標準的制定，綜合考慮技術研發與部署的不同階段，最終實現PON技術可持續性的低成本、多業務、高帶寬發展[19]。

6 總結

綜上所述，隨著我國XPON業務的快速發展完善，該技術在不同通信需求中也將得到廣泛的應用，因此，可在XPON業務發展的基礎上，對其實施小規模的近期部署，以及分階段、長期的發展策略和目標，從而最大限度實現保護投資以及通信網絡擴容和技術升級的需要[20]。

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[責任編輯：薛俊歌]