GPON技术的简介和前景展望

摘要:GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入技术,具有高带宽、高效率、大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点,被运营商视为实现接入网业务宽带化、综合化、光进铜退改造的理想技术。本文主要介绍此技术的特点和未来的发展。

关键词:GPON特点预测

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)09(c)-0020-01

PON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATM-PON技术标准,PON是英文“无源光网络”的缩写。而GPON(Gigabit-CapablePON)最早由FSAN组织于2002年9月提出,ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-TG.984.1和G.984.2的制定,2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化,从而最终形成了GPON的标准族。

基于GPON技术的设备基本结构与已有的PON类似,也是由局端OLT(光线路终端),用户端ONT/ONU(光网络终端或称作光网络单元),连接前两种设备由单模光纤和无源分光器组成的ODN(光分配网络)以及网管系统组成。目前GPON主要采用的组网方式有FTTH/O、FTTB+LAN和FTTB+DSL三种。

1GPON技术的特点

对于其他的PON标准而言,GPON标准提供了前所未有的高带宽,下行速率高达2.5Gbit/s,其非对称特性更能适应宽带数据业务GPON技术,允许运营商根据各自的市场潜力和特定的管制环境,有针对性地提供其客户所需要的特定业务。GPON技术的特点主要如下。

(1)高带宽和高传输效率,下行速率高达2.488Gbit/s,上行为1.244Gbit/s,可以满足运营商对未来业务的接入带宽需求,综合传输效率在93%以上。而GPON的高带宽优势又可提供每户100M的接入带宽,满足5～10年的接入带宽需求。

(2)单纤接入,使用单根光纤可以大量节省运营商在接入层馈线段的光纤资源。

(3)可以支持的接入距离更远(大于20km)。针对FTTB开发的GPON系统其OLT到ONT的最远接入距离可以达到60km以上。

2GPON的成本预测

0LT的成本将由OLT所控制的ONU来进行均摊,GPON硬件成本主要取决于所使用的光模块套件和GPON芯片套件的成本;而设备的绝对成本取决于应用规模,在应用规模达到百万级别时,GPON硬件的各项成本不会高过现在的EPON成本多少。如果把使用以太网封装的GEPON/EPON和GPON相比较的话,可以清楚地看到,其性价比更高。尽管GPON下行线路速率为2.488Gbit/s,而EPON线路速率仅为1.25Gbit/s,但这并不意味着成本的大幅攀升。下行的2.488Gbit/s器件是连续的发射器,与已经得到大批量生产的SDH STM-16相似,因此该技术不存在额外费用。上行速率方面,GPON和EPON相当,均为1.25Gbit/s线路速率,两种技术的成本相同。而且由于EPON不支持功率分级,这意味着GEPON中的突发模式接收器的工作范围要比GPON的宽,成本有可能要更高。

电信运营商要想大幅度削减设备采购成本,就必须实现互通性。对GPON设备,人们也期待着相似的成本改善。这就是为什么FSAN力推互通性,将其作为开启新运营商和创新运营商之门以推动成本降低的措施。但在GEPON中不能抱有同样期待,因为其中的网络大部分都是由同一厂商提供的端到端网络。尽管有些地区强势运营商可能会强制GEPON的互通,但它们是本地互通性努力的结果,其效果和风险仍有待检验。

当然,对于任何设备的部署而言,硬件成本并非是全部的部署成本。还包括项目成本、工程安装成本、维护成本。由于GPON是一种无源的PTMP技术,使用传统的OTDR方法并不能直接有效地对PON网络的故障进行定位,使得故障定位技术更加复杂,目前部分OLT已支持PON故障的定位,但也无形中增加了设备的成本。

综上所述,GPON系统的在目前的技术条件下,只要有一定数量的需求,硬件价格就会下降到可以和目前EPON价格相比较的程度,且性价比更高。由于更加注重设备的互操作性,GPON设备价格的下降更加值得期待。

3GPON的应用及市场预测

由于全球各大运营商对用户线环路改造趋势的看法日趋一致,即用户线环路光进铜退,因此,目前各大运营商均在根据不同的应用和成本需求,同时部署FTTC、FTTB和FTTH系统,其最终目标是完成接入网完全光纤化的替换。相对于PTP系统,以PON为代表的PTMP技术从一开始就更受电信运营商的青睐。这是因为人们很早就认识到成本将是FTTx应用的主要障碍,PON技术能够很好地利用光纤容量降低成本,可以将所有的用户与CO(中心机房)更加经济地连接起来,即多个ONT设备可以共享一个位于CO的光接口。

随着终端业务的综合化要求和GPON配套技术的发展,GPON在FTTH的大规模应用前景比之前任何一种FTTH技术都要光明的多。GPON产品的应用场合更多地集中在接入层的高端应用,如FTTO、FTTB的大客户综合应用以及FTTB+LAN、FTTB+DSLAM的应用,这种应用对于光纤资源相对比较紧张的新兴运营商具有相当的吸引力。

从GPON的应用地区来看,首先开始大规模部署GPON的地区是在北美,那里有很好的BPON基础,对来自于ITU的GPON有着良好和正面的认识,2007年下半年欧洲和亚太地区也进入大规模部署阶段,但在规模上仍不及北美。在过去两年中,GPON获得了突飞猛进发展,调研公司Infonetics公司(Q2 2010)的市场研究人员预计:与2009年的290万用户相比,到2014年时将有超过4600万的GPON FTTH用户,而GPON ONT设备市场有望在2014年达到25亿美元。华为接入网营销运作部部长万俊华在接受C114专访时表示:“由于EPON规模应用集中在中日韩三国,其他国家基本都以GPON为主,可以预见GPON出货量的增长会越来越快,成本可下降的空间也会越来越大。”实际在国内GPON也已逐渐后来居上——中国移动光接入建设以GPON为主,今年联通很多省份也开始了GPON FTTB/FTTH建设,而建有EPON规模网络的中国电信已宣布“宽带中国·光网城市”工程、大力推进FTTH,并打算在FTTH模式下优选GPON。

GPON技术作为一种点到多点宽带接入技术,吸取了之前很多类似技术成功的经验和失败的教训,并且是一种由电信运营商主导制定的ITU技术标准,在技术出现之初,就拥有了很多其他接入技术所没有的优势。如果在今后的一两年内,世界主要运营商和厂商能够持续地积极介入和参与,GPON技术的市场前景是非常光明的。对于未来GPON能否在FTTx的接入市场上大显身手,我们将拭目以待。