隨著數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等應(yīng)用越來越多, 多網(wǎng)合一政策的推行,突破接入網(wǎng)帶寬 “瓶頸 ”和接入距離限制變得越來越迫切,只有突破接入網(wǎng)帶寬 “瓶頸 ”和接入距離限制,才能使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)有效發(fā)揮帶寬的作用,真正推進(jìn)各種業(yè)務(wù)的發(fā)展,給運(yùn)營(yíng)商帶來經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 PON(無源光網(wǎng)絡(luò))作為一種合適的接入技術(shù)在這種背景下迅速得廣泛應(yīng)用。而交換機(jī)作為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式,在企業(yè)網(wǎng)中有廣泛的應(yīng)用,但已經(jīng)無法滿足多種領(lǐng)域、多種業(yè)務(wù)、高帶寬、高可靠、高便捷性的要求,EPON/GPON組網(wǎng)方式在視頻監(jiān)控、光纖到戶、校園網(wǎng)、工業(yè)通信網(wǎng)得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用,其成本低,維護(hù)簡(jiǎn)單,容易擴(kuò)展,易于升級(jí)、安全性高,多業(yè)務(wù)等等特性備受運(yùn)營(yíng)商、集成商的喜歡和信賴。
下面就兩者的對(duì)比分析如下:
1. 原理比較
PON(802.3ah) 就是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò),它承載的內(nèi)容是以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,因此 PON 天生就是為 IP 服務(wù)的,與傳統(tǒng)的 LAN 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一樣,都出資 IEEE. 數(shù)據(jù)傳送原理 PON 下行使用 1490nm的光波承載數(shù)據(jù), OLT( 光線路終端 )到 ONU( 光網(wǎng)絡(luò)單元 )間下行數(shù)據(jù)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)廣播方式傳遞數(shù)據(jù)(TDM ), ONU 通過識(shí)別報(bào)文 MPMC 層 LLID 的數(shù)據(jù)。
在 OLT 和 ONU 之間,通過 AES-128 進(jìn)行加密,保證數(shù)據(jù)安全。對(duì)于 ONU 到 OLT 的上行數(shù)據(jù),采用時(shí)分多址接入技術(shù)( TDMA )為各個(gè) ONU 分配時(shí)隙,傳輸上行流量。
當(dāng) ONU 注冊(cè)成功后, OLT 會(huì)根據(jù)系統(tǒng)配置,給 ONU 配置特定的帶寬(采用 DBA ,OLT 會(huì)根據(jù)指定的帶寬分配策略和各個(gè) ONU 的狀態(tài)報(bào)告,動(dòng)態(tài)地給每個(gè) ONU 分配帶寬)。帶寬對(duì)于 PON 層面來說,就是有多少可以傳輸數(shù)據(jù)的基本時(shí)隙,每個(gè)基本時(shí)隙單位時(shí)間長(zhǎng)度為 16nm 。在各個(gè) OLT 端口( PON 端口)下面,所有的 ONU 和 OLT PON 端口之間時(shí)鐘是嚴(yán)格同步的,每個(gè) ONU 只能在 OLT 給它配分的時(shí)刻上面開始,用分配給它的時(shí)隙長(zhǎng)度傳輸數(shù)據(jù)。通過時(shí)隙分配和時(shí)延補(bǔ)償,確保多個(gè) ONU 的數(shù)據(jù)信號(hào)耦合到一根光纖時(shí),各個(gè) ONU 上行包不會(huì)互相干擾。
LAN 是一種局域網(wǎng)技術(shù),由于其技術(shù)簡(jiǎn)單、使用廣泛而被引入到接入網(wǎng)中。
目前 LAN 技術(shù)主要就是以太網(wǎng),尤其 IEEE802.3u 和 IEEE802.3z/ab 應(yīng)用廣泛。以太網(wǎng)使用CSMA/CD (帶有沖突監(jiān)測(cè)的載波偵聽多址訪問)是一種共享技術(shù)。
該技術(shù)中兩端設(shè)備是對(duì)等的,雙方采用相同的機(jī)制傳送數(shù)據(jù)流量。終端與終端間的數(shù)據(jù)交換在交換機(jī)上完全依照 MAC 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),數(shù)據(jù)都采用 CSMA/CD 的方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)。 VLAN 的出現(xiàn)很好的解決了沖突及廣播的問題。
帶寬和傳輸距離 LAN 以太網(wǎng)當(dāng)前實(shí)現(xiàn) 10/100/1000Mbit/s 的對(duì)稱接入速率,但只能提供到最遠(yuǎn)200m 的傳輸距離,這也是其作為接入技術(shù)的最大問題之一,通常智能通過級(jí)聯(lián)交換機(jī)延長(zhǎng)傳輸距離。
PON 同樣實(shí)現(xiàn) 10/100/1000Mbit/s 的對(duì)稱接入速率,但可以保障最遠(yuǎn) 20km 的傳輸距離,完全克服了以太網(wǎng)及 xDSL 技術(shù)在距離和帶寬上的局限性,使寬帶接入方案的覆蓋范圍更為寬廣。
組網(wǎng)能力于可擴(kuò)展性 LAN 設(shè)備放置在寫字樓或小區(qū)內(nèi)部,通過五類線連接用戶,這就涉及了樓內(nèi)的布線工程開銷。
經(jīng)驗(yàn)表明,前期的設(shè)備和布線占據(jù)大量的人力物力,并且 LAN 接入前期的部署交換機(jī)一次到位,若對(duì)用戶數(shù)的預(yù)測(cè)存在誤差,會(huì)造成端口長(zhǎng)期閑置,也可能造成一些區(qū)域端口不足,擴(kuò)容麻煩。
LAN 是系統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接入技術(shù),只支持點(diǎn)到點(diǎn)信息傳遞,因此組網(wǎng)有局限性。如果沿狹長(zhǎng)地帶有寬帶接入需求,就需要在每個(gè)需求點(diǎn)都 部署交換機(jī),統(tǒng)一匯入局端匯聚交換機(jī),或者在每個(gè)需求點(diǎn)放置一臺(tái)二次匯聚設(shè)備,由該設(shè)備提供端口,匯接該需求點(diǎn)交換機(jī)流量。若采用 EPON 技術(shù),解決需求則快捷許多。。
PON 是點(diǎn)到多點(diǎn)的接入技術(shù),結(jié)合不同分光比的分光器后,可實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng),支持樹形、星形、鏈型等形式組網(wǎng)。沿狹長(zhǎng)地帶有寬帶接入需求,在每個(gè)需求點(diǎn)放置一個(gè) 1:2 的無源分光器,規(guī)劃一定的帶寬后,繼續(xù)往前鋪設(shè)光纜,在下一個(gè)需求點(diǎn)同樣放置一個(gè) 1: 2 的無源分光器,如此則可輕松接入所有信息節(jié)點(diǎn)。
EPON 支持星型組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)也很明顯, ODN 中放置一個(gè) 1:N 的分光器即可覆蓋最多 64 個(gè)信息點(diǎn)的接入,而且覆蓋半徑最大為 20km 。
PON 產(chǎn)品主要幾種于 OLT 和 ONU ,OLT 布置在機(jī)房端,一套 OLT 可覆蓋廣闊的區(qū)域。中間的無源設(shè)備成本低廉,可以一次部署到位。而 ONU 可以隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展而擴(kuò)展。并且 ONU 在 OLT 上注冊(cè)是自動(dòng)完成的,因此當(dāng)某區(qū)域需要增加 ONU 時(shí)直接加入網(wǎng)絡(luò)即可。
2. 組網(wǎng)比較
2.1 PON 作為接入技術(shù),通常有 FTTH (光纖到戶)、 FTTB (光纖到樓)等多種組網(wǎng)方案。 FTTH單位成本高,適合少數(shù)高端個(gè)人用戶和單位客戶接入。FTTB 方案在單位成本和接入寬帶上最適合廣大普通用戶的寬帶接入,因此著重對(duì)比分析 FTTB方案的實(shí)現(xiàn)情況。

2.2 以太網(wǎng)技術(shù)具有擴(kuò)展性好、價(jià)格便宜、接入速率高、成熟簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),能為用戶提供10/100Mbit/s 的終端接入速率。尤其是對(duì)于高密度用戶群,以太網(wǎng)的接入的經(jīng)濟(jì)性也非常好,而我國(guó)由于城市居民的居住密度大,正好適合以太網(wǎng)接入的這一特征。

在商業(yè)大樓和住宅區(qū),以太網(wǎng)接入依然是前景良好的寬帶接入手段,端到端的以太網(wǎng)服務(wù)也代表著通信技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。 PON 產(chǎn)品完全繼承了以太網(wǎng)技術(shù)的有點(diǎn), ONU 提供以太網(wǎng)接口,可直接為用戶提供 10/100Mbit/s 的終端接入速率。
相同點(diǎn):
1) 局端都需要大容量的匯聚設(shè)備。 LAN 模式是匯聚加換機(jī), PON 模式是 OLT 設(shè)備。
2) 中間需要匯聚點(diǎn)。 LAN 模式是園區(qū)匯聚或樓宇匯聚交換機(jī), PON 模式是 POS 。
3) 為用戶提供 10/100Mbit/s 以太網(wǎng)接口。 LAN 模式由樓道交換機(jī)提供 10/100Mbit/s 以太電接口, PON 模式由 ONU 提供 10/100Mbit/s 以太網(wǎng)接口。
4) 兩種方式都需要占用光纜資源。
不同點(diǎn):
1) 傳統(tǒng) LAN 模式占用兩芯光纜, PON 占用單芯光纜。
2) 傳統(tǒng) LAN 模式需要多級(jí)匯聚交換機(jī), PON 采用無源光分器。
3) 傳統(tǒng) LAN 模式多級(jí)匯聚,層次復(fù)雜導(dǎo)致帶寬利用率低, PON 模式層次簡(jiǎn)潔,帶寬利用率高。影響通信技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)右蚴浅杀竞蛶挘磫挝粠挼耐度胧菦Q定因素。于 LAN 接入技術(shù)相比, PON 不但節(jié)約光纖資源,由于此熬出了局端與用戶端時(shí)間的有源設(shè)備,是維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高,從而整體降低了網(wǎng)絡(luò)成本。 FTTB 的組網(wǎng)方案很好的融合了以太網(wǎng)和 PON 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),較好的節(jié)約純以太網(wǎng)中設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理、設(shè)備供電、帶寬擴(kuò)展等諸多問題。因此是目前理想的、能達(dá)到電信級(jí)運(yùn)營(yíng)要求的以太網(wǎng)接入解決方案。
3. 投資比較
在相同的用戶條件下, PON FTTB 模式局端 (OLT) 與用戶 (ONU) 之間僅有光纖、光分路器等光無源器件,無需租用機(jī)房、無需配備電源、無需有源設(shè)備維護(hù)人員。因此,對(duì)于承建費(fèi)用要降低至少20% ,后期維護(hù)費(fèi)用要降低 50% ;
而 LAN 模式需要建設(shè)機(jī)房,建立獨(dú)立供電源并且需要維護(hù)人員,相對(duì)運(yùn)維費(fèi)用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PON 模式。通過以上分析可以看出,采用 PON 技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)稱傳輸,具有天然限制廣播與沖突機(jī)制,滿足運(yùn)營(yíng)商根據(jù)靈活的資費(fèi)模式為用戶提供 1M- 1GE 的帶寬, DBA (數(shù)據(jù)庫(kù)管理)技術(shù)則大大提高帶寬利用率;
提供半徑 20km 接入能力,,覆蓋范圍大大提高,徹底解決邊遠(yuǎn)區(qū)域的寬帶接入問題;
大量結(jié)成主干光纖和光收發(fā)器;網(wǎng)絡(luò)無源設(shè)備,省電、防盜、防雷,不需要二層匯聚交換機(jī)投資,不需要機(jī)房建設(shè),可靠性能高,顯著降低維護(hù)費(fèi)用;
網(wǎng)絡(luò)層次簡(jiǎn)化,組網(wǎng)靈活,部署迅速,這就是 PON 對(duì)于傳統(tǒng) LAN 接入的優(yōu)勢(shì)所在。
總結(jié):
PON組網(wǎng)方式PON由于消除了局端與用戶端之間的有源設(shè)備,從而使得維護(hù)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低;可擴(kuò)容性強(qiáng)全網(wǎng)一體化無縫管理,在運(yùn)維和可操作上遠(yuǎn)比交換機(jī)更簡(jiǎn)便,PON只需擴(kuò)容OLT和ONU兩端設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)接入帶寬的快速升級(jí)。以太網(wǎng)需逐級(jí)設(shè)備替換升級(jí),成本高,耗費(fèi)大量人力物力。隨著EPON/GPON技術(shù)的發(fā)展和國(guó)家對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng),PON組網(wǎng)方式將會(huì)在越來越多的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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