PON技术现状和定位 PON承载LTE需引关注
发布时间：2013-07-03 08:03:20 热度：1660
7/3/2013，移目前移动通信和固网宽带是我国各电信运营商最重要的两大基础业务，在电信网络IP化、宽带化和技术融合的大背景下，移动宽带服务驱动移动通信网络迅猛发展，对移动回传承载网络提出了更高的要求。在对网络灵活性需求不断增加的同时，业务接入带宽的需求更是迅猛增加，以WCMDA网络为例，移动回传网络的实际接入带宽已从2G时代的2 Mbit/s，经过3G发展初期的15 Mbit/s，提高到3G成熟期HSPA+业务的28 Mbit/s，未来LTE的基站物理接口将会达到GE，实际业务带宽有可能达到300 Mbit/s以上。
当前，各运营商在积极探寻适合自身未来移动回传网络发展的基于分组或传输的主流技术，如分组传送网（PTN）、IP化无线接入网（IP RAN）、光传送网（OTN）及融合技术P/E-OTN等，与此同时，也在积极尝试利用现有传输和接入资源传送移动回传业务，特别是利用现有PON的空闲端口，以期充分利用现有资源，提高现有网络的利用率，降低网络建设和维护成本，PON因此成为大家所关心的热点之一。
1 PON技术现状与发展
1.1 PON技术现状
传统的PON系统下行数据流采用广播技术、上行数据流采用TDMA技术，以解决多用户每个方向信号的复用问题。传统PON技术采用WDM技术，在光纤上实现单纤双向传输，解决2个方向信号的复用传输。PON一般由光线路终端（OLT）、分光器（ODU）、用户终端（ONU）3个部分构成。目前在现网中广泛应用的PON技术包括EPON和GPON 2种主流技术，EPON上下行带宽均为1.25 Gbit/s，GPON下行带宽为2.5 Gbit/s，上行带宽为1.25 Gbit/s。
目前在实际的FTTx应用场景中，大多数EPON/GPON只配置了以太接口，可选配置POTS和2M接口。但从技术标准要求上，EPON/GPON均可实现IP业务和TDM业务等多业务接入，并可实现QoS分类。
EPON/GPON均可传递时钟同步信号，可通过OLT的STM-1接口或GE接口，从外部线路中提取频率同步信号，此时OLT需要支持同步以太网；也可以在OLT设备上从外部BITS输入时钟信号，作为该PON的公共时钟源，ONU与该时钟源保持频率同步。
随着标准的发展，目前EPON/GPON均有了PON层自身的时间同步传递机制。
a） 在ITU-TG.984.3 Amendment 2标准中定义了GPON的时间同步机制。
b） 在IEEE 802.1as标准中定义了EPON的时间同步机制。
1.2 PON技术标准的发展
虽然10G EPON和PON尚未大规模商用，但10 Gbit/s以上速率的PON技术是近2年ITU-T和FSAN研究的重点和热点。XG-PON1的相关技术标准已经趋于成熟， XG-PON1之后的NG-PON2标准框架也已基本完成。向多波长扩展是近期技术研究的重点，FSAN已经明确TWDM-PON是未来NG-PON2的技术选择，但在ITU-T SG15中规范多种技术的G.multi标准也已基本完成，这说明有关多波长扩展的多个技术流派之争远没有结束。表1是ITU-T关于GPON、XG-PON1和NGPON2相关标准的制定和成熟情况。
2 现有EPON/GPON承载移动回传技术分析
2.1 移动回传需求分析
不同技术的3G网络对移动回传网络的带宽有所差异，本文以中国联通WCDMA技术为模型，分析3G移动回传网络的带宽需求。为完整分析移动回传网络的带宽，将WLAN也作为回传网络承载的业务之一，同时也将BBU-RRU拉远模式下对移动回传网络的带宽和性能需求进行分析。其相关需求见表2，表2中带宽值均为无线技术的峰值带宽。
2.2 现网测试数据分析
下面测试数据是根据某运营商在4个城市进行的网络测试验证结果，其中EPON 2个城市，GPON 4个城市，不同类型的设备每个城市只测试一个厂家的设备。
2.2.1 性能测试
a） TDM业务。误码率和抖动均正常，但是时延偏大，测试结果表明，半数以上测试中，时延大于标准规范的2 ms。
b） 以太网业务。PON技术本身就是基于以太网的技术，对IP业务的承载较有优势，在测试中以太网业务的丢包率、时延、误码均符合要求。
c）网络保护倒换。在现有接入网中，PON的保护技术很少使用，但是考虑到移动基站安全性要求较高，对保护倒换进行了测试验证。保护倒换验证了以下2种类型。
（a）干路光纤保护倒换。分别对EPON/GPON的TDM业务、以太网业务保护倒换进行了测试验证。测试结果表明，仅一处测试保护倒换时间大于50 ms，但大部分测试的倒换时间都大于20 ms，相较于现有的MSTP网络，倒换时间较大。
（b） 全线路保护倒换时间。测试结果见表3。全线路保护的测试结果较差，半数测试不支持。
2.2.2 业务功能验证
a） 网络正常时，各类业务均正常开通。
b） 网络保护倒换时，效果较差。测试结果如表3所示。
2.2.3 同步
a） 时钟同步。从外参考同步信号输入、设备内部时钟输出频率准确度、漂动产生、相位瞬变以及CES业务时钟性能测试来看，测试PON设备在支持传统的频率同步方面已没有问题。
b） 时间同步。时间输入/输出接口功能方面，均达不到要求，且部分厂家设备不具备时间信号1 pps输出接口；时间传递的相对精度方面，在网内有外参考时，基本可满足100 ns的要求，无外参考时，恢复出的时间信号不可用。
从测试结果看，对于时钟同步传递基本满足使用要求，但时间同步型号传递支持较差，仍有待改进。
来源与非网
当前，各运营商在积极探寻适合自身未来移动回传网络发展的基于分组或传输的主流技术，如分组传送网（PTN）、IP化无线接入网（IP RAN）、光传送网（OTN）及融合技术P/E-OTN等，与此同时，也在积极尝试利用现有传输和接入资源传送移动回传业务，特别是利用现有PON的空闲端口，以期充分利用现有资源，提高现有网络的利用率，降低网络建设和维护成本，PON因此成为大家所关心的热点之一。
1 PON技术现状与发展
1.1 PON技术现状
传统的PON系统下行数据流采用广播技术、上行数据流采用TDMA技术，以解决多用户每个方向信号的复用问题。传统PON技术采用WDM技术，在光纤上实现单纤双向传输，解决2个方向信号的复用传输。PON一般由光线路终端（OLT）、分光器（ODU）、用户终端（ONU）3个部分构成。目前在现网中广泛应用的PON技术包括EPON和GPON 2种主流技术，EPON上下行带宽均为1.25 Gbit/s，GPON下行带宽为2.5 Gbit/s，上行带宽为1.25 Gbit/s。
目前在实际的FTTx应用场景中，大多数EPON/GPON只配置了以太接口，可选配置POTS和2M接口。但从技术标准要求上，EPON/GPON均可实现IP业务和TDM业务等多业务接入，并可实现QoS分类。
EPON/GPON均可传递时钟同步信号，可通过OLT的STM-1接口或GE接口，从外部线路中提取频率同步信号，此时OLT需要支持同步以太网；也可以在OLT设备上从外部BITS输入时钟信号，作为该PON的公共时钟源，ONU与该时钟源保持频率同步。
随着标准的发展，目前EPON/GPON均有了PON层自身的时间同步传递机制。
a） 在ITU-TG.984.3 Amendment 2标准中定义了GPON的时间同步机制。
b） 在IEEE 802.1as标准中定义了EPON的时间同步机制。
1.2 PON技术标准的发展
虽然10G EPON和PON尚未大规模商用，但10 Gbit/s以上速率的PON技术是近2年ITU-T和FSAN研究的重点和热点。XG-PON1的相关技术标准已经趋于成熟， XG-PON1之后的NG-PON2标准框架也已基本完成。向多波长扩展是近期技术研究的重点，FSAN已经明确TWDM-PON是未来NG-PON2的技术选择，但在ITU-T SG15中规范多种技术的G.multi标准也已基本完成，这说明有关多波长扩展的多个技术流派之争远没有结束。表1是ITU-T关于GPON、XG-PON1和NGPON2相关标准的制定和成熟情况。
2 现有EPON/GPON承载移动回传技术分析
2.1 移动回传需求分析
不同技术的3G网络对移动回传网络的带宽有所差异，本文以中国联通WCDMA技术为模型，分析3G移动回传网络的带宽需求。为完整分析移动回传网络的带宽，将WLAN也作为回传网络承载的业务之一，同时也将BBU-RRU拉远模式下对移动回传网络的带宽和性能需求进行分析。其相关需求见表2，表2中带宽值均为无线技术的峰值带宽。
2.2 现网测试数据分析
下面测试数据是根据某运营商在4个城市进行的网络测试验证结果，其中EPON 2个城市，GPON 4个城市，不同类型的设备每个城市只测试一个厂家的设备。
2.2.1 性能测试
a） TDM业务。误码率和抖动均正常，但是时延偏大，测试结果表明，半数以上测试中，时延大于标准规范的2 ms。
b） 以太网业务。PON技术本身就是基于以太网的技术，对IP业务的承载较有优势，在测试中以太网业务的丢包率、时延、误码均符合要求。
c）网络保护倒换。在现有接入网中，PON的保护技术很少使用，但是考虑到移动基站安全性要求较高，对保护倒换进行了测试验证。保护倒换验证了以下2种类型。
（a）干路光纤保护倒换。分别对EPON/GPON的TDM业务、以太网业务保护倒换进行了测试验证。测试结果表明，仅一处测试保护倒换时间大于50 ms，但大部分测试的倒换时间都大于20 ms，相较于现有的MSTP网络，倒换时间较大。
（b） 全线路保护倒换时间。测试结果见表3。全线路保护的测试结果较差，半数测试不支持。
2.2.2 业务功能验证
a） 网络正常时，各类业务均正常开通。
b） 网络保护倒换时，效果较差。测试结果如表3所示。
2.2.3 同步
a） 时钟同步。从外参考同步信号输入、设备内部时钟输出频率准确度、漂动产生、相位瞬变以及CES业务时钟性能测试来看，测试PON设备在支持传统的频率同步方面已没有问题。
b） 时间同步。时间输入/输出接口功能方面，均达不到要求，且部分厂家设备不具备时间信号1 pps输出接口；时间传递的相对精度方面，在网内有外参考时，基本可满足100 ns的要求，无外参考时，恢复出的时间信号不可用。
从测试结果看，对于时钟同步传递基本满足使用要求，但时间同步型号传递支持较差，仍有待改进。
来源与非网
