尽管有源以太网在fttx应用中曾经风光一时。时至今日,也有一些日本、欧洲的运营商仍坚持采用该技术,但不可否认的是,在全球范围内,pon在当今的fttx市场中毫无疑问地占据了绝对优势,尤其最近三年以来,pon的规模应用取得了加速发展,pon的前景也越来越被看好。
各类pon的技术特点分析nhy光波通信
从各种pon的标准制定之日起,就决定了他们有着各自不同的技术特点。
简要地讲,epon标准以ieee802.3ah体系结构为基础,最大程度继承了以太网长期、大规模积累下来的宝贵技术经验,分层更简单,系统实现较容易。更由于目前以太网芯片的成熟性,系统成本更低。epon支持上、下行对称1.25gb/s速率的传输,普遍采用1:16的光分路比,支持ftth、fttb+lan、fttb+dsl等接入方式。考虑上网业务的收敛性以及客户实装率等,每个用户可以得到的带宽为10m~20mb/s左右。
gpon标准更注重多业务支持能力,尤其考虑了对传统tdm业务的支持,定义了全新封装结构gem(gponencapsulationmethod),接口非常丰富,能提供时钟同步和电信级qos保证。nhy光波通信
gpon支持非对称速率传输,如上行1.25gb/s,下行2.5gb/s,普遍采用1:32的光分路比,主要支持ftth等接入方式,每个用户可以得到的带宽为20m~40mb/s左右。
突发式的发射和接收对所有的tdm-pon而言,是一个关键的技术难点,而epon和gpon因为传输协议的不同,在光器件处理突发式发射和接收时对时序的要求差异极大。相比之下,gpon器件上行突发时序的要求要比epon苛刻得多。如图1所示,gpon器件的突发接收阈值建立时间要求在96字节即77ns以内,而epon器件的同类指标为400ns。除此之外,在onu端的突发发射控制上,gpon也对激光器的开启、关断时间要求得更严格一些。
图一gpon器件突发时序示意图
不同的标准产生不同的技术要求,相应地,在pon的芯片、模块等方面随即产生了较大的不同。
在pon芯片方面,epon芯片继承的是“简单即美”的传统。功能相对简单,厂家集中,生产规模较大,产业链相对成熟。目前应用的第三代芯片,价格比第二代低,而功能却已不可同日而语了。而gpon芯片由于功能比较复杂,需要全新设计封装格式,加上目前实际部署的规模有限,因此虽然厂家较多,但生产的量相对较少,并且在olt端,系统芯片依然采用fpga芯片,而在onu端,asic芯片也才刚刚开始商用,所以芯片的供应价格短期内难以下调。
在pon模块方面,gpon模块要满足很高的突发同步指标,因此对其前放、后放以及驱动芯片必然提出很高的技术要求。此外gpon模块要满足三类odn功率预算,对模块的发射功率、接收灵敏度也有较高的要求,高成本的apd、dfb芯片不可避免,模块中高压电路的处理也必不可少,高压范围高达40v~60v左右。epon模块用普通的fp、pin芯片即可满足要求,在电路上只需处理普通的3.3v低压即可。另外在产能规模上,gpon器件和模块受成品率、生产效率等的限制,产能明显比不上gepon。以国内有代表性的生产企业武汉电信器件有限公司(wtd)为例,目前每天能生产gepon的bosa及模块分别可达5000只及4000只左右,而每天生产gpon器件及模块就只能达到2000只及2600只左右,生产效率的差异较为明显。
wdm-pon与上述gepon、gpon这些功率分割型、时分复用(tdm)的pon不同,属于频率分割型、波分复用的pon。目前在韩国非常受重视,迄今为止几乎世界上所有的wdm-pon用户都集中在韩国,大约有15万户的部署计划。wdm-pon与其被称为pon,其实在结构上倒不如称为p2p更接近,因为其实质就是在传统p2p的基础上,将单波长或双波长的传输变成了多个波长的传输,充分利用了光纤的带宽资源。
wdm-pon拥有潜力巨大的带宽、对数据格式完全透明、功率预算较低、具备极好的全业务承载能力和安全性。同时,由于没有了时分多路的概念,避免了tdm-pon中诸如onu测距、突发发射和接收、动态带宽分配、快速比特同步之类的技术难点,通信协议及电路实现十分简单,因此wdm-pon被视为光纤接入的终极解决方案。
但是,wdm-pon的缺点也非常明显:每个onu要使用一个波长特定并且高度稳定的激光器,同时olt要配备多个激光器和多个探测器,整个光路相当昂贵。众所周知,低价的onu无色光源就成为了关键中的关键。另外,wdm-pon至今难以形成统一的标准也成为了限制其规模应用的一大障碍。