浅谈宽带传送网接入技术及其应用摘要：本文根据宽带接入网的发展状况,简要地对宽带新一代的宽带接入技术进行了概述，介绍了pon的工作原理以及技术要点、发展前景和各自的接入方式，确立了pon技术运用于网络组网的可行性。
关键词：宽带传送网接入技术发展
随着通信企业全业务的战略目标、业务ip化以及大规模宽带业务建设的确定，fe、ge、10g级别的业务大量产生，对网络产生极大的压力，sdh的小颗粒处理能力已经不能适应新型数据业务或其他支撑业务的发展，急需建立适合lp结构的高容量传送网，而基于1p over wdm的新一代宽带传送网就是在这种背景与驱动力下应运而生。
众多设备运营商、otn／ptn完备组网机制以及互相竞争的t—mpls、pbb—te等传输协议可以使传输第二平面核心传送层面建设的比较理想。
但是对于如此高速率的数据业务接入，一个合适的基于“最后一公里”接入方案却是值得探讨与研究的。
本文围绕目前较为流行的无源光网络(pon，passive optical network)接入技术进行讨论，分析了宽带数据接入技术的可行性和组网模型性能，说明pon技术是传输第二平面边缘接入层接人技术中最具潜力，是光纤接入的主要手段。
1. 传输第二平面的基本结构
宽带数据业务刺激了网络向高带宽方向发展，新一代传送网平
面——lp over wdm很好地解决了带宽与业务ip化问题，在调度灵活性与传送速率上都有比较平衡的性能。
遵循lp网络扁平化结构的思想，作为传输第二平面的新一代传送网将逐步淡化网络层次结构，对节点统一管理、统一规划。
考虑到数据传送的方式与收敛问题，可以将传输第二平面分成核心传送层与边缘接入层。
核心传送层对网络节点进行必要的连接。
该部分采用网络扁平化设计，每个节点在该部分中处于同一级别。
边缘接入层对一定的接人点或数据用户起到收敛、集中作用，在网络中是必不可少的组成部分。
两层的关系如下图所示：
图 1 传输第二平面组成结构
正如上所述，边缘汇聚层作为宽带网接入部分是一种接入点众多、接入方式多样、接入手段复杂的“最后一公里”区域。
2. pon技术的应用及其关键点
目前，有许多面向“最后一公里”的接入技术，pon作为其中一种以设备部署方便、建设成本低廉、安全性高、技术兼容性强等特点，成为宽带接入技术的首选方案。
2.1 pon技术的接入构架
针对图1的结构，很明显传输第二平面已经将边缘接入层作为一个相对的实体进行部署。
对于接入方式而言，一种最简单直接的方式为光纤直驱点对点方式，如图2(a)所示。
图 2 基于光纤的边缘接入层组网场景
从图2(a)可知，虽然该部署方式是最简单、最直接，但是对光纤资源的消耗也是最大的。
以n个用户为例，并假设核心传送点到小区的距离为l，则p2p光纤直驱方式需要敷设光纤n条，2n个收发端机。
作为另一种接入方式，在小区放置边缘接入点有源设备，对小区业务进行收敛，然后传送至核心层节点设备，属于光纤远端接入方式，并且随边缘接人层节点的位置变化可以衍生出多种光纤渗透级别的接入。
此处以图2(b)所示情况为例，同样的n个用户接人网络时，所消耗的光纤相比p2p方式就减小至1根，而收发端机数为2n+2个。
最后，采用光无源接入技术pon时，对于相同接人情况，光纤消耗量变为为1根，收发端机数为n+1。
具体参见图2 (c)。
其中，起到p2mp效果的是光无源分路器。
相比光纤远端接入方式，pon技术不需要对接入点供电，无需特别的维护，建设成本也最小。
因此，当接人用户密集时，pon技术是最适合的接入方式。
2．2 pon技术的几个关键点
pon技术的成功应用取决于几个关键环节。
其中包括：无源光分路器／合路器、pon的接入方式以及合适的pon接人组网模型。
1）无源光分路器／合路器
从图2可以看出，无源光分路器／合路器是实现p2mp的一个重要环节。
来自核心传送层节点的数据在光分路器处进行了广播式的
信号发送。
每一个终端用户都能接收到自己所需要的信息(当然，终端接收机需要一定的滤波能力)。
相反，每个终端也可以通过光合波器将数据集中与收敛并向核心传送层节点发送。
由于采用无源器件，所以不需要额外的电源支撑，对维护与管理的要求不高。
另外，对每个分路／合路器只要增加耦合器阶数就能实现对用户规模的扩容。
2）pon的接入方式
由于pon技术定位于p2mp的连接。
所以，当所有用户向核心节点发送数据或核心节点向多用户发送数据时，就会遇到数据碰撞与数据分离的问题。
pon的接入方式意味着采用某种接入机制来解决上述问题。
一般，常用的有wdma pon和tdma pon接入方式。
wdma pon对每一个终端用户分配一个波长，通过波导光栅对其进行选择，并要求每个终端用户独享一个光谱。
因此，归属同一接入点的大量终端必须预先分配光谱资源并且设备需要定制，无法批量生产。
所以，wdma pon的发展比较滞后。
相对的，tdma pon允许终端用户使用同一波长，在接入核心节点时，依靠时隙(time slot)来区分不同用户的数据。
由于上述接入方式，使得tdma pon的核心节点接收机数量能够降至1台，大大节约建设成本。
3)合适的pon接入组网模型
pon技术虽然能在很大程度上解决接入业务瓶颈，但是基于pon 技术的接入组网也必须按照pon的特点进行光纤部署，才能优化网络性能。
一般，pon接入网的基本组网方式有以下3种。
任何其他
复杂组网都是这3中基本模型互相组合而来。
3. 宽带数据业务及其接入方式分析
新型数据业务的引入是各通信企业全业务战略中比较重要的部分。
除了固话业务、移动语音业务、无线数据接人业务等，宽带小区接入业务、企业专线用户业务、视频基地流媒体等高速率数据业务不断向传输网提出挑战。
下面就其中的宽带小区接入业务、企业专线用户业务为例，来具体分析如何面对实际情况进行边缘接入层pon组网。
3．1 宽带小区数据业务及其pon接入方式
宽带小区数据业务是通信企业在全业务方面确立下来的新型数据业务。
其特点为接入用户数量集中，密集程度高，适合本地化数据集中处理。
同一小区用户的互通信息远远低于用户与小区外界通信量。
因此，小区数据流向以出小区方向为主，并且每个小区用户在小区网络范围内处于同一级别，它们和小区接入节点的关系属于并行接人。
因此，可以选择树型接入方式。
同时每个小区用户产生的数据流量并不大，故可在接入分路／合路器前进行预收敛。
具体的接入示意图如图3所示。
图3 针对宽带小区数据业务的pon接入方式示意图
3．2 企业专线用户业务及其pon接入方式
商业／科技园区内的企业专线总需求带宽大大高于小区带宽。
并且商务楼宇中用户数高度密集，商务园区内包括用户之间的互联
(邮件、oa、即时通信、视频交流等)，还包括企业与外部的通信。
因此，所需要的接入方式不需要二次收敛，同时必须考虑用户终端之间能便捷地互相通信。
基于上述分析，考虑采用环行的pon接入方式。
每个环结构上的接入点都由一个2×2的分路／合路器实现，其目的是为了便捷地完成同一环网上节点间的互通。
其接入方式示意图如图4所示。
综上，本文以将来典型的数据新型业务为例，分析了业务特点与pon接入的方式，但是对于将来可能的2g／3g话音、数据等无线接入方式，接入点就可能设置在node b和bts中。
因此，以实际业务流量流向为判断依据，合理组合pon结构的三种基本接入方式，就能达到最优的组网性能。
另一方面，作为接入网，其主要的目的在于能够提供一个在地理位置上比较合适、接入带宽能力又与核心传送层向匹配的网络一用户接口。
理想的接口组网不应该呈现出复杂、多样的特点，尽可能保持每个接入用户处于同一级别，并行处理。
所以，上述几个示例都从不同角度反映了接入网设计原则。
4. pon技术的发展
就目前的发展情况，pon接入技术主要存在apon／bpon(atm pon ／broadband
pon)、gpon(gigabit--capable pon)以及epon(ethernet pon)。
其中以epon、gpon为主流。
图4 针对企业专线用户业务的pon接入方式示意图epon国际标准由ieee规范，相对简单且易于实现，因此epon目前应用规模较
大。
gpon国际标准由itu-t规范，相对epon具有更高的带宽、效率、传输距离和光分比，更强的qos管理和多业务承载能力，更丰富的oam能力和保护机制，更加完善的时钟传送机制。
但是，作为一种网络结构底两层协议的技术，epon、gpon若要大面积商用还需要配套上层协议的支撑以及足够强大的核心传送网的调度。
目前出台的基于数据包交换协议的ppb—te、t—mpls以及新型传输体系ptn等都为pon接入技术的实现提供良好的发展空间与平台。
参考文献：
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注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。
