全業(yè)務接入網(wǎng)傳輸系統(tǒng)淺析

張燕

（杭州市電信規(guī)劃設計院有限公司，浙江 杭州 310013）

接入網(wǎng)是為適應當今通信業(yè)務需要，由國際電信聯(lián)盟提出并得到迅速發(fā)展的新型用戶網(wǎng)。隨著信息化社會的不斷向前發(fā)展，人們不再僅滿足于打電話、看電視，而是出現(xiàn)了眾多新的雙向交互式業(yè)務：電子郵件、影視點播、會議電視、高速數(shù)據(jù)傳真等。這些業(yè)務種類多，而且要求高質(zhì)、高速、可靠、有效及經(jīng)濟地傳輸。這就給整個電信網(wǎng)(或信息高速公路)“最后一公里”這一制約通信的“瓶頸”(用戶接入網(wǎng))提出了巨大的挑戰(zhàn)。為支持這些高速寬帶的新業(yè)務。網(wǎng)絡節(jié)點和中繼設備的改造相對來說比較容易，而直接和用戶連接的用戶接入網(wǎng)改造是最困難的。我國幅員遼闊，有上億用戶，如何建設適合我國國情的用戶接入網(wǎng)，是當前研究的熱點。

1 全業(yè)務網(wǎng)接入傳輸系統(tǒng)概述

隨著多媒體技術(shù)、Internet、圖像傳輸?shù)榷喾N當代業(yè)務的迅猛發(fā)展.接入網(wǎng)除了支持現(xiàn)有的窄帶業(yè)務外，還應支持各種新的寬帶業(yè)務。這對接入網(wǎng)的接^系統(tǒng)提出了更高的技術(shù)要求，即接入系統(tǒng)不但要能提供各種窄帶業(yè)務，還要提供各種寬帶業(yè)務，是一個綜合的多業(yè)務接入平臺?；诖耍瑖H上各大公司紛紛大規(guī)模研制新一代的接入系統(tǒng)，從而出現(xiàn)了全業(yè)務網(wǎng)接入傳輸系統(tǒng)的概念。所謂全業(yè)務接入傳輸系統(tǒng)是指寬帶網(wǎng)中，從業(yè)務節(jié)點到用戶宅內(nèi)設備之間的遠程接入系統(tǒng)。全業(yè)務接入系統(tǒng)是利用基于信元的無源光網(wǎng)絡(PON)，以及包括 FTTCab、FTTC，F(xiàn)TTB 和 FTTH的拓撲結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的各種業(yè)務的綜合接入系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 全業(yè)務接入系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

從圖中可知，全業(yè)務接入網(wǎng)是指寬帶網(wǎng)中從業(yè)務接點到用戶住宅內(nèi)設備之間的網(wǎng)絡。包括的網(wǎng)絡單元有光線路終端(OLT)、光分路器(ODN)、光網(wǎng)絡單元(ONU)和引入線等，其作用是將來自業(yè)務源的電話、高速數(shù)據(jù)、數(shù)字視頻和模擬視頻等業(yè)務信息通過接入網(wǎng)下行傳送到用戶住宅，同時，實現(xiàn)反方向(上行)業(yè)務信息和用自信令的傳輸。OLT和來自業(yè)務源的電話、數(shù)據(jù)和視頻信號源相連，接收來自ATM凈荷中的數(shù)字流，選擇相應的通路傳送到其目的ONU；同時集合來自ONU的數(shù)字流，并復用交叉連接到相應的業(yè)務源。下行傳輸復用采用TDM方式，上行接入采用TDMA方式。在下行方向，從業(yè)務源來的信元由OLT接收，根據(jù)其VPI／VCI值將其復用成連續(xù)TDM數(shù)據(jù)流，交叉連接到相應的通路，并以廣播方式傳送給所有與之相連的ONU，每一個ONU 可以根據(jù)信元的VPI／VCI值選出屬于自己的信元，然后送給用戶終端。在上行方向，各個ONU收集來自用戶的信息，并以TDMA突發(fā)模式發(fā)送數(shù)據(jù)。

2 全業(yè)務網(wǎng)接入傳輸系統(tǒng)關鍵技術(shù)

2.1 PON關鍵技術(shù)

PON的關鍵技術(shù)包括測距、上行接入控制和光的突發(fā)通信等。全業(yè)務網(wǎng)接入系統(tǒng)利用當代大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)，提供了統(tǒng)一的傳輸平臺、多業(yè)務特征和靈活的寬帶的轉(zhuǎn)移能力。時鐘相位對齊技術(shù)：在ONT開始傳輸，OLT不知道其發(fā)送的時鐘相位，在到達的信息被解碼之前.發(fā)送的時鐘相位必須確定。測距規(guī)劃技術(shù)：利用延遲均化技術(shù)使得上行的保護帶必須大于時延不確定性的模糊區(qū)。以信元為單位的上行接入控制技術(shù)。嵌入式的OAM信道技術(shù)：OAM信元經(jīng)過復用/分接插入上行下行的碼流中。靈活的帶寬分配技術(shù)：靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)=網(wǎng)絡支持廣泛的配置形式，允許分光比、最大的光纖長度、光功率預算等網(wǎng)絡參數(shù)在系統(tǒng)容限內(nèi)變化。

2.2 數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)

PON技術(shù)可細分為多種，主要區(qū)別體現(xiàn)在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的不同，目前主要的PON 技 術(shù) 有 APON、EPON、GPON。 其 中 ，APON以ATM作為數(shù)據(jù)鏈路層；EPON使用以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)鏈路層，并擴充以太網(wǎng)使之具有點到多點的通信能力；GPON則結(jié)合了APON和EPON優(yōu)點，采用ATM/GEM作為鏈路層，能夠?qū)Χ喾N業(yè)務提供很好的支持，同時引入了更多的來自電信業(yè)界的網(wǎng)管和運維思想。

圖2 APON系統(tǒng)傳輸轉(zhuǎn)換示意圖

EPON以以太網(wǎng)作為載體，上行以突發(fā)的以太網(wǎng)包方式發(fā)送數(shù)據(jù)流，可提供上下行對稱的1.25Gbit/s線路傳輸速率，所以非常適于承載IP業(yè)務，符合網(wǎng)絡IP化的發(fā)展趨勢。但是由于IEEE制定802.3ah的初衷是為了接入IP數(shù)據(jù)業(yè)務，并沒有考慮TDM業(yè)務接入對時鐘同步、時延和抖動等性能的要求，EPON難以承載TDM業(yè)務，包括話音或電路型數(shù)據(jù)專線等業(yè)務。目前，雖然對以太網(wǎng)承載TDM業(yè)務正在研究并取得了一定成果，但要完全達到TDM業(yè)務所要求的QoS有困難。

圖3 EPON系統(tǒng)傳輸轉(zhuǎn)換示意圖

GPON是結(jié)合了APON技術(shù)和EPON技術(shù)的優(yōu)點，在APON基礎上重新設計了新的物理層傳輸速率和傳輸匯聚層，GPON的下行最大傳輸速率高達2.488Gbit/s，上行最大傳輸速率可達1.244Gbit/s，傳輸距離至少為20km，具有高速、高效傳輸?shù)奶攸c。GPON的封裝除了傳統(tǒng)的ATM外，還可以支持全新的GEM（GPON封裝模式）格式。GEM類似于GFP，可以適應各種用戶信號格式和任何傳輸網(wǎng)絡制式，按固有格式傳送語音、數(shù)據(jù)和視頻信號。GEM封裝方式也使時鐘同步變得容易，GPON因此可以支持端到端的定時和其他準同步業(yè)務，可以直接支持TDM業(yè)務，不需要像EPON那樣進行TDM仿真，提高了TDM傳輸質(zhì)量。

圖4 GPON系統(tǒng)傳輸轉(zhuǎn)換示意圖

結(jié)語

全業(yè)務接入傳輸系統(tǒng)是未來寬帶接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢，因為它在技術(shù)上具有十分重要的優(yōu)勢。從接入網(wǎng)的觀點看.全業(yè)務接入傳輸系統(tǒng)采用了PON的方式.具有成本低，組網(wǎng)靈活。一步到位的特點.其市場的應用量很大，具有十分良好的應用前景。

[1]竺宇梅.全業(yè)務網(wǎng)絡演進[J].網(wǎng)絡電信,2009,(9):21-23.