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PON与VDSL2融合接入的应用

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随着互联网的普及,各种宽带业务应用对接入带宽的需求日益提高,一些热点应用如IPTV(包括VOD点播、标清及高清电视)、视频监控、P2P、会议电视、高速上网等,在今后一段时期内不仅要求下行接入带宽总和达到15~20Mbit/s以上,而且对上行总带宽也提出了1~2Mbit/s甚至2Mbit/s以上的要求,同时Triple play方案的实现也要求设备在各个层面能够提供QoS保障。

目前的网络带宽瓶颈仍然是在接入层面,主流接入技术是基于铜线的ADSL、ADSL2+,其下行能力虽然暂时可以满足要求,但上行能力显然无法适应今后的应用。而基于光纤的FTTH技术具备长距离对称高速的优势,是理想的接入技术,但目前由于成本及需求等方面的原因,暂时难以一步到位完全替代铜线技术。因此,对电信运营商来说,充分利用并优化现有的铜线资源,最大限度地挖掘潜力,在适当投入的基础上逐步实现"光进铜退",是今后发展的主要方向。

VDSL2作为新一代的铜线接入技术,具备短距离高速的特点,中距离下的能力也基本接近ADSL2+,同时上行带宽明显优于ADSL2+。随着标准的不断成熟,在解决互通性问题后,VDSL2具有良好的应用前景。因此,目前采用FTTx+VDSL2组网是比较合适的选择,既能缩短铜线接入距离,使DSLAM设备尽量靠近用户,充分体现VDSL2的技术优势,又可以通过光纤的铺设,逐步向今后的FTTH方案过渡。

在网络侧,可以采用光纤直连局端设备或通过光接口交换机进行汇聚,也可以采用点到多点的PON技术进行汇聚。采用PON汇聚时不但可以节约局端到各节点的光纤使用量,减少局端设备的光端口占用数量,方便扩展升级,同时PON系统中的ODN部分为无源设备,相对于普通有源的汇聚交换机来说更方便部署,可以降低建设维护的成本。另外,PON系统也具备QoS能力,能保证高优先级业务的迅速转发。因此,如果将VDSL2技术与PON技术结合起来,可以充分发挥各自的技术优势,实现有效的融合。

目前主要的PON技术为EPON和GPON,其中EPON基于IEEE802.3ah标准,可提供上下行对称1.25Gbit/s的传输速率,并且可以升级到10Gbit/s,满足今后的带宽需求。EPON采用Ethernet封装方式,非常适于承载IP业务,符合当前网络IP化的发展趋势。同时,技术和价格方面的优势使EPON目前成为最受欢迎的FTTH技术。但是相对而言,EPON的传输效率不高;GPON是BPON的继承和发展,标准为ITU-T G.984.1、G.984.2,可提供1.244Gbit/s、2.488Gbit/s的下行速率和ITU规定的155Mbit/s、622Mbit/s以及1.255Gbit/s等多种标准上行速率。GPON采用GFP映射封装方法,可以适应任何用户信号格式和任何传输网络制式,既支持传统TDM,也支持所有基于包的协议,全面体现了业务提供商对业务提供的灵活要求。同时,GPON具有丰富的运行、管理、维护和配置的特点,对各种业务均具有很高的传输效率。但是目前GPON的技术成熟度不如EPON,设备成本也相对较高。

VDSL2技术标准ITU-T G993.2在2005年正式通过后,目前正在逐步完善中。标准规定了最高30MHz的频带,并根据不同的应用场景定义了8种Profile配置方案,其中12a、17a以及30a特别适合于FTTN/FTTC/FTTB等中短距离应用。以12aB8-4为例,在0.4mm线径的铜缆上500米距离内至少可提供10M/30Mbit/s、700米可提供5M/20Mbit/s、1000米可提供1M/18Mbit/s的上下行速率(24路VDSL2自串扰情况下)。如果使用17a或30a,则可以在300米范围内提供30M/50Mbit/s或100M/100Mbit/s的上下行速率。另外,VDSL2标准不仅支持基于IEEE 802.3ah64/65字节封装的PTM模式,特别适合以太网及IP包的传输,同时支持ADSL/ADSL2+所采用的ATM封装模式,可以向下兼容。

从PON和VDSL2的技术特点及发展可以看出,PON系统具有覆盖范围大、抗干扰能力强、高带宽、承载灵活的特点,但如果采用FTTH架构,不仅终端成本较高,同时存在小区内及居民楼内光纤铺设施工等问题,相对难度较大,投资成本较高,更适合新建的高档小区或对资费不太敏感的商业客户;而VDSL2具有速率高、应用模式丰富的特点,可充分利用已有的双绞线铜缆,建设成本相对较低。但是,VDSL2覆盖范围较小,同时抗干扰能力较弱,受线路衰减、自身串扰及环境干扰的影响,中长距离时速率下降明显。因此,VDSL2的应用更适合中短距离且用户较为集中的新建小区、商务楼以及已有小区的改造。由此可见,将PON系统与VDSL2结合起来应用,可以形成优势互补,既可延伸光纤光缆的覆盖范围,同时根据业务需要灵活节约地使用光纤及端口资源,又能保护电信已有的丰富铜缆资源优势,缩短工程建设周期并降低成本,迅速满足业务的需求。从应用场景看,目前随着POP点下移工作的展开,铜缆正逐渐缩短,局端设备更加靠近用户,但同时带来节点数量增多且分散、多数节点用户容量下降的情况,还会出现较多微型POP点。此时采用具备VDSL2接入能力的DSLAM设备可以较好地满足目前及今后业务对带宽的需求,同时采用PON进行汇聚并合理规划接口容量,无疑可以大量节约光纤及管道资源。

针对上述情况,目前国内已有厂家推出了PON接口上联的小型一体化VDSL2 DSLAM设备,可以和OLT配合实现FTTN接入,同时支持多种组网方式,以满足用户不同环境和业务的组网需求,实现小容量用户接入。目前单机框最大支持48路VDSL2用户接口,并可向用户提供xDSL/FE等多种业务接入方式,方便逐步升级。对于PTM方式的终端(如VDSL2)可支持基于VLAN的Triple play方案,而对于ATM方式的终端(如ADSL/ADSL2+)可支持基于PVC的Triple play方案。测试结果表明,这种小型DSLAM设备可以通过更换插板的形式灵活支持EPON/GPON/GE上联,VDSL2的传输性能能够达到标准的要求。该设备支持IGMP Proxy和IGMP Snooping,通过权限模板实现可控组播,包括组播预览、组播流量限制等,同时,支持VLAN/SLVAN,可实现802.1P优先级与VLAN/SVLAN的映射,并支持基于流规则分类、统计和调度策略,实现SP严格优先级调度或限速等QoS功能。另外,通过OLT设备还可以使用图形界面对ONUDSLAM设备进行管理。采用这种一体化设备,不仅可以节约空间,而且降低了供电和安装的难度。

总之,PON与VDSL2融合应用可以充分发挥各自的特点,适合用户密度较大的新建、改建居民小区及商务楼的接入部署,有效地补充或代替现有的接入方式,同时为今后全面实现FTTH打下了基础。当然,目前VDSL2设备仍不够成熟,同时PON设备一次性投入成本较高,且存在如何保证电信级服务及进行电信级保护恢复等一系列问题,这些因素都制约了其快速推广的进程。不过在运营商和设备厂商的共同推动下,将促使技术和设备尽快成熟,降低成本,并通过合理规划应用组网方案,使电信业获得更好的经济效益。

来源:中国信息产业网

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