計算機寬帶接入網(wǎng)發(fā)展趨勢分析論文
論文導(dǎo)讀：隨著光纖在長途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，邏輯的發(fā)展趨勢將是繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸，關(guān)鍵是推進速度有多快？這將取決于多種因素，包括市場的需求、競爭的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進步，成本的下降和配套運維系統(tǒng)的開發(fā)等等。采用以太網(wǎng)作為企事業(yè)用戶接人手段的主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗知識、目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的、性能價格比好、可擴展性、容易安裝開通以及高可靠性等。特別是隨著光纖向用戶日益推進，其綜合優(yōu)勢越來越明顯。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)，計算機，優(yōu)勢，系統(tǒng)
一、寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的狀況
我國寬帶接入網(wǎng)在近兩年發(fā)展也十分迅速，據(jù)初步統(tǒng)計，到2004年底我國寬帶用戶為2500萬，成為僅次于美國的第二大寬帶接人市場，其中主導(dǎo)技術(shù)是ADSL，大約占70%左右，其次是以太網(wǎng)技術(shù)，還有少量寬帶無線接入和電纜調(diào)制解調(diào)器接入，對于FTTH技術(shù)還處在跟蹤階段，少數(shù)發(fā)達城市也已經(jīng)在開始考慮和試驗各種FTTHI技術(shù)。需要指出，討論應(yīng)用驅(qū)動需要注意一個基本認(rèn)識上的誤區(qū)，即不能寄希望于人為事先研究開發(fā)出一二項所謂“殺手锏應(yīng)用”，推廣應(yīng)用。事實上，從電信發(fā)展歷史看，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)達到一定規(guī)模，各種應(yīng)用會自然產(chǎn)生，這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒有一種技術(shù)生來就帶著一大堆應(yīng)用的，無論是移動通信還是互聯(lián)網(wǎng)，其短信、瀏覽、網(wǎng)上聊天等關(guān)鍵應(yīng)用都是在用戶規(guī)模發(fā)展到一定程度后自然產(chǎn)生的，而不-事先刻意設(shè)計策劃出來的
二、寬帶光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢
隨著光纖在長途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，邏輯的發(fā)展趨勢將是繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸，關(guān)鍵是推進速度有多快？這將取決于多種因素，包括市場的需求、競爭的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進步，成本的下降和配套運維系統(tǒng)的開發(fā)等等。我國2008年舉辦奧運會和2010年舉辦世界博覽會這兩大事件將在一定程度上會推進寬帶光纖接入網(wǎng)的發(fā)展。
下面將主要從系統(tǒng)技術(shù)的角度來分析幾種主要的寬帶光纖接入技術(shù)的特征、問題和發(fā)展趨勢。當(dāng)然，除了系統(tǒng)技術(shù)外，影響其應(yīng)用的因素很多，主要是業(yè)務(wù)和應(yīng)用以及管制政策。此外，各種配套元器件技術(shù)和敷設(shè)安裝測試技術(shù)也十分關(guān)鍵。目前低成本光源已有望實現(xiàn)，850nm的VCSEL僅數(shù)美元，1310nm的VOSEL已有突破，速率達lOGb/s。 PLC混合集成技術(shù)，高密度低成本光纜及相關(guān)技術(shù)，對彎曲不敏感的室內(nèi)用光纖，低成本無源器件，施1：安裝技術(shù)，自動光操作測試系統(tǒng)等也都是影響光接入網(wǎng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素，需要有妥善的解決方案。
傳統(tǒng)以太網(wǎng)屬于用戶駐地網(wǎng)(cPN)。免費。然而其應(yīng)用卻在向包括接入網(wǎng)在內(nèi)的其他公用網(wǎng)領(lǐng)域擴展。歷史上，對于企事業(yè)用戶應(yīng)用環(huán)境，以太網(wǎng)技術(shù)一直是最流行的方法，目前已成為僅決于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設(shè)施接口。采用以太網(wǎng)作為企事業(yè)用戶接人手段的主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗知識、目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的、性能價格比好、可擴展性、容易安裝開通以及高可靠性等。
對于公用網(wǎng)住宅用戶應(yīng)用環(huán)境，點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)采用有源業(yè)務(wù)集中點來替代無源點到多點系統(tǒng)的無源器件，使傳輸距離可以擴展到120公里之遠(yuǎn)。免費。主要優(yōu)點是專用接入，帶寬有保證。每用戶可以獨享lOOMh/s乃至ldbs;局端設(shè)備簡單便宜；傳輸距離長，服務(wù)區(qū)域大；成本隨用戶數(shù)的實際增長而線性增加，無需規(guī)劃，投資風(fēng)險低，因而在低密度用戶分散地區(qū)成本較低。缺點是兩端設(shè)備和光纖設(shè)施專用用戶不能共享局端設(shè)備和光纖，當(dāng)需求快速增長且用戶很密集時，光纖和兩端設(shè)備數(shù)量及其成本以及空間需求也隨之迅速增加，因而不太適合高密集用戶區(qū)域。影響選擇以太網(wǎng)技術(shù)的另一個因素是傳統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的提供方式，例如美國地方貝爾公司都承諾提供傳統(tǒng)模擬RF視頻節(jié)目，而以太網(wǎng)和模擬視頻節(jié)目的混合是很困難的。這方面 PON技術(shù)就比較容易。
由于計費、質(zhì)量、管理、安全等多種因素，以太網(wǎng)作為公用網(wǎng)接入方式尚需進一步改進。主要是以太網(wǎng)技術(shù)的固有機制不提供端到端的包延時、包丟失率、帶寬控制，難以支持實時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，缺乏安全機制保證等。
三、點到多點無源，光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
1．無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無源光網(wǎng)絡(luò)(PoN)是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其主要特點是在接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備，從而避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，降低了相應(yīng)的運維成本。其次，PON的業(yè)務(wù)透明性較好，帶寬寬，可適用于任何制式和速率的信號，能比較經(jīng)濟地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，具備三重業(yè)務(wù)功能(triple-play)。最后，由于其局端設(shè)備和光纖由用戶共享，因而線路成本較其他點到點通信方式要低，土建成本也可以明顯降低。特別是隨著光纖向用戶日益推進，其綜合優(yōu)勢越來越明顯。PON的每用戶成本隨著分享OLT的用戶數(shù)量的增加而迅速下降洇而最適合于分散的小企業(yè)和居民用戶，特別是那些用戶區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶又相對集中的`小面積密集用戶地區(qū)，尤其是新建區(qū)域。最后，考慮采用PON技術(shù)后比較容易繼續(xù)提供傳統(tǒng)的模擬視頻節(jié)目，因而，多數(shù)美國地方貝爾公司傾向于 PON技術(shù)，而不是光以太網(wǎng)技術(shù)。
2.APON和BPON
目前實際APON/BPON的業(yè)務(wù)適配提供很復(fù)雜，業(yè)務(wù)提供能力有限，數(shù)據(jù)傳送速率和效率不高，成本較高，其市場前景由于ATM的衰落而黯淡。最后，從長遠(yuǎn)的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢看,APON的可用帶寬仍然不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達622Mb/s，但由于分路后，實際可分到每個用戶的帶寬將大大減小。按32路計算，每一個分支的可用帶寬僅剩19．SMb/s，再按10個用戶共享，則每個用戶僅能分得約2 Mh/s的帶寬而已。顯然這樣的性能價格比是無法滿足網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的長遠(yuǎn)發(fā)展需要的。
3.EPON/CEPON
EPON/CEPON與傳統(tǒng)點到點以太網(wǎng)主要不同處在于工作于點到多點通信方式。其下行方向工作于TDM方式，數(shù)據(jù)流以變長以太幀方式廣播到 ONIJ，每個ONU根據(jù)以太幀的MAC地址決定取舍。上行方向工作于TDMA方式，來自不同時隙的 ONU數(shù)據(jù)流匯聚到公共光纖設(shè)施和OLT。此外，傳統(tǒng)以太網(wǎng)工作于連續(xù)光傳輸模式，在收發(fā)兩個方向都是連續(xù)的比特流，因此收端的定時和判決容易實現(xiàn)。而EPON/CEPOkI的ONU上行比特流是輪流發(fā)送的突發(fā)數(shù)據(jù)包，OLT的接收定時恢復(fù)、判決門限設(shè)置、測距和延時補償比較復(fù)雜。
4．CPON
從技術(shù)角度，CPON是BPON的繼承和發(fā)展。 CPON繼承了BPON的很多基本特點，例如兩者都使用同樣的OLT核，心技術(shù)，使用同樣的物理光纖設(shè)施和光功率預(yù)算等。另一方面，GPON采用了一些最新的技術(shù)成果，除了最重要的CFP封裝外，還包括前向糾錯等新技術(shù)。
從提供的業(yè)務(wù)看，CPON不僅可以提供 lO/lOOMh/s。免費。lCh/s的業(yè)務(wù)，而且可以提供VLAN業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)，事實上可以適應(yīng)任何觀有業(yè)務(wù)和未來新業(yè)務(wù)的適配要求�？偟目�，CPON不是制造商驅(qū)動的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而是一種運營商驅(qū)動的標(biāo)準(zhǔn)，因此具有更周到的運營利益考慮，速率更高，可達2.4Cb/s;具有通用的映射格式，可適應(yīng)任何新老業(yè)務(wù)；具有豐富的OAM＆P功能；對各種業(yè)務(wù)均有很高的傳輸效率，即便對于TDM業(yè)務(wù)也能靈活高效低開銷傳送。可以幫助運營商完成從傳統(tǒng)TDM語音電路向全IP網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡，其缺點是依然保留有復(fù)雜的ATM層功能，成本偏高。
四、小結(jié)
總的來看，光纖接入網(wǎng)代表了寬帶接入網(wǎng)的長遠(yuǎn)發(fā)展方向，各種寬帶光纖接入網(wǎng)都有其最佳使用場合和時機，寬帶點到點有源以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)適合在低密度用戶分散地區(qū)應(yīng)用，寬帶點到多點無源光纖系統(tǒng)最適合新建或改建的密集用戶區(qū)應(yīng)用。我國的發(fā)展趨勢為跨越APON、BPON和EPON階段，從寬帶點到點以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和CEPON開始，乃至較快地過渡到CPON階段。
參考文獻：
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