PON与VDSL2融合接入的应用

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。