寬帶接入網(wǎng)有很多值得學(xué)習(xí)的地方，這里我們主要介紹寬帶接入網(wǎng)絡(luò)正在向光纖化發(fā)展。在規(guī)模越來越大的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)有的大部分局域網(wǎng)（LAN）都運(yùn)行在100Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)上，許多大規(guī)模的商業(yè)公司正在向吉比特以太網(wǎng)（GE）過渡。

而在城域核心網(wǎng)和城域邊緣網(wǎng)上，SONET/SDH/GE帶寬容量非常充裕，這使得寬帶接入網(wǎng)部分產(chǎn)生了嚴(yán)重的帶寬瓶頸。與電纜傳輸相比較，光纖傳輸具有容量大、損耗小、防電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，因而，隨著光纖傳輸?shù)某杀局鸩较陆?，寬帶接入網(wǎng)的光纖化是必然的發(fā)展趨勢。代表著“***一公里”部分的接入網(wǎng)段，有超低成本、簡單結(jié)構(gòu)以及便于實(shí)現(xiàn)等要求，這給技術(shù)實(shí)現(xiàn)帶來了很大的挑戰(zhàn)。而無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）采用了無源器件，是實(shí)現(xiàn)寬帶光接入網(wǎng)最有潛力的技術(shù)。

從承載的內(nèi)容來分類，PON技術(shù)主要包括APON（ATM Based PONs）、EPON（Ethernet Based PONs）以及GPON（Gigabit PONs）等。在接入網(wǎng)建設(shè)的初期和中期，迄今還沒有一種絕對主導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶接入網(wǎng)的全部功能。面對多元化的接入網(wǎng)技術(shù)，PON技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，采用了一些向全光接入網(wǎng)過渡的方式，即實(shí)現(xiàn)部分光纖化，如FTTE+ADSL、FTTC（或FTTB）+VDSL和FTTx+LAN等，其中以FTTx+LAN方式應(yīng)用最為普遍。

一、PON的寬帶接入技術(shù)優(yōu)勢

無源光網(wǎng)絡(luò)從中心交換局到用戶駐地網(wǎng)之間不存在任何有源器件，取而代之的是將無源光器件插入到網(wǎng)絡(luò)中，并在整個(gè)路徑上通過分離光波長的功率來引導(dǎo)傳輸?shù)牧髁俊＿@種替換使得服務(wù)提供商不再需要向傳輸環(huán)路中的有源器件供能和保養(yǎng)，大大節(jié)約了服務(wù)提供商的成本。無源的分光器和耦合器只起到傳遞和限制光的作用，不需要供電和信息處理，而且具有不受限制的平均故障間隔時(shí)間（MTBF），可以全面降低服務(wù)供應(yīng)商的維護(hù)成本。

無源光網(wǎng)絡(luò)通常是由位于中心局（CO）的光線路終端（OLT）和一系列位于用戶駐地的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONT）構(gòu)成，在這些器件中間是由光纖、無源分光器或耦合器構(gòu)成的光配線網(wǎng)絡(luò)（ODN）。在一個(gè)PON網(wǎng)絡(luò)中，可從服務(wù)交換局拉出單根光纖到寬帶業(yè)務(wù)子區(qū)或辦公園區(qū)，然后再用無源分光器或耦合器從主光纖分離出若干支路到各個(gè)大樓或業(yè)務(wù)設(shè)備上。該方式可使多個(gè)用戶共享從交換局到用戶駐地這段相對昂貴的光纖鏈路，因而也極大降低了光纖到樓（FTTB）和光纖到戶（FTTH）的使用成本。采用PON技術(shù)，從運(yùn)營商交換機(jī)引出的單纖可以為1632幢或更多的大樓提供寬帶業(yè)務(wù)。

通過采用APON/BPON、EPON或即將標(biāo)準(zhǔn)化的GPON技術(shù)，在PON的主干光纖上可以支持155Mbit/s、622Mbit/s、1.25Gbit/s或2.5Gbit/s的速率。為同時(shí)支持語音、數(shù)據(jù)和視頻應(yīng)用，每個(gè)用戶的帶寬分配可以是靜態(tài)的，也可以是動(dòng)態(tài)的。

PON網(wǎng)絡(luò)中到用戶駐地的下行數(shù)據(jù)流的傳輸過程有別于上行數(shù)據(jù)流的傳輸過程。下行數(shù)據(jù)流從OLT廣播到各個(gè)ONT，各個(gè)ONT通過匹配協(xié)議傳輸單元頭中的地址信息，只對目的地址和其自身匹配的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。由于ODN存在共享介質(zhì)的特性，上行的流量傳輸相對較為復(fù)雜。為了避免沖突的發(fā)生，上行數(shù)據(jù)流采用TDMA（時(shí)分多址）方式，并按照OLT的控制機(jī)制對上行方向的傳輸進(jìn)行控制。這樣，特定的傳輸時(shí)間片代表特定的ONT，同步這些時(shí)間片即可避免不同的ONT的突發(fā)之間產(chǎn)生沖突。 作為有很大潛力的寬帶接入技術(shù)的一種，PON技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1光纖接入網(wǎng)是最能適應(yīng)未來發(fā)展的解決方案，特別是PON和其他現(xiàn)有技術(shù)，如ATM、Ethernet、WDM型結(jié)合而形成的各種x-PON技術(shù)已被證明是當(dāng)前綜合寬帶接入中非常經(jīng)濟(jì)有效的方式

2由于采用PON技術(shù)，整個(gè)光分配網(wǎng)是無源的，無源光網(wǎng)絡(luò)的體積小且設(shè)備簡單。

3與銅纜網(wǎng)相比，PON可減少維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用，并徹底避免了電磁干擾和雷電干擾。

4PON的無源ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）無需供電，不僅免除了供電的一系列問題，而且可靠性比有源設(shè)備要高的多。

5因?yàn)槭褂玫氖菬o源器件，共享光纖傳輸介質(zhì)，整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用較低。

6可支持開發(fā)新業(yè)務(wù)，特別是多媒體和寬帶業(yè)務(wù)，從而加強(qiáng)運(yùn)營企業(yè)競爭力，增速新業(yè)務(wù)的開展，補(bǔ)償光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新投資，將寬帶接入網(wǎng)的數(shù)字化進(jìn)一步推向用戶。

7PON在一定程度上對所使用的傳輸體制是透明的，升級起來比較容易。 目前，由于終端用戶帶寬需求的增長和光器件價(jià)格的大幅下降，PON技術(shù)已逐漸顯示出了其充滿活力的發(fā)展態(tài)勢。但PON技術(shù)大范圍的應(yīng)用并不是一蹴而就的，它也受到諸多因素的影響。

二、PON技術(shù)應(yīng)用的局限性

作為一種接入網(wǎng)技術(shù)，PON技術(shù)無疑具有接入網(wǎng)的一般特性。寬帶接入網(wǎng)的基本特征與核心網(wǎng)大不相同，其應(yīng)用情況對成本、法規(guī)、業(yè)務(wù)、技術(shù)等因素均很敏感。筆者認(rèn)為前兩個(gè)問題是不容忽視的，一是光纖接入的成本問題，另一個(gè)就是寬帶應(yīng)用的問題。 1網(wǎng)絡(luò)成本高昂 根據(jù)光纖深入的程度，光纖接入可以分為光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）和光纖到戶（FTTH）。從網(wǎng)絡(luò)總的發(fā)展趨勢來看，光纖會一直向用戶延伸，直到最終取代接入網(wǎng)中的饋線電纜，實(shí)現(xiàn)FTTH。但受光纖和光器件價(jià)格的影響，實(shí)現(xiàn)FTTH的成本過高，普通用戶還無力承擔(dān)。PON技術(shù)曾經(jīng)是很多電信運(yùn)營商長期以來追求的目標(biāo)，但由于價(jià)格與成本等多方面的因素，使得目前PON技術(shù)除了在少數(shù)發(fā)達(dá)國家（如德國和日本等）獲得一定的發(fā)展以外，并沒有被多數(shù)國家所接受。 2寬帶業(yè)務(wù)內(nèi)容匱乏 寬帶技術(shù)雖然有所突破，但目前寬帶內(nèi)容的發(fā)展大大落后于寬帶網(wǎng)建設(shè)，形成了曲高和寡的局面。代表著寬帶大容量的PON技術(shù)在此時(shí)發(fā)展，無疑會受到寬帶市場需求的影響。

與現(xiàn)有的各種寬帶接入技術(shù)一樣，PON技術(shù)的應(yīng)用尚需寬帶內(nèi)容的帶動(dòng)。 3EPON的局限性 目前EPON的應(yīng)用面臨兩個(gè)較為明顯的局限性，一是其效率極低，二是缺乏支持除以太網(wǎng)外的其他業(yè)務(wù)的能力。正因?yàn)槿绱?，EPON在處理語音或TDM業(yè)務(wù)時(shí)還存在QoS的問題。EPON采用8b/10b編碼作為其線路碼，而這種線路碼在處理協(xié)議之前，就有20%的帶寬消耗。與EPON不同的是，APON和GPON系統(tǒng)都采用擾碼作為線路碼，這與SONET或SDH網(wǎng)絡(luò)的線路編碼機(jī)制相一致，不涉及帶寬的額外消耗。 3統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還未形成 雖然APON技術(shù)早1998年就已經(jīng)被標(biāo)準(zhǔn)化，但APON接下來的發(fā)展卻并不順利，其中與ATM技術(shù)在局域網(wǎng)上的全面潰敗不無關(guān)系。另外，不同廠商的APON產(chǎn)品也存在互通性差的問題，APON的市場拓展并不理想。 由于IP/Ethernet越來越受到青睞使得EPON應(yīng)運(yùn)而生并迅速發(fā)展，成為光纖寬帶接入網(wǎng)的一個(gè)重要發(fā)展方向。IEEE802.3 EFM（Ethernet for the First Mile）研究組正在加緊研究EPON技術(shù)，并加速對EPON的標(biāo)準(zhǔn)化。2001年第三季度，802.3工作組批準(zhǔn)了其項(xiàng)目授權(quán)申請（Project Authorization Request）。2002年7月，特別工作組對一整套基本的技術(shù)建議達(dá)成了一致，這些基本建議的采納成為***版標(biāo)準(zhǔn)草案的原型，該草案在2002年底提交802.3工作組評審和投票。目前，尚沒有相應(yīng)的EPON標(biāo)準(zhǔn)出臺。

三、PON技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

國外PON標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況 PON技術(shù)的出現(xiàn)已有很長的時(shí)間。早在1996年，ITU-T就針對2Mbit/s以下接入速率的窄帶PON技術(shù)（可稱為“***代”PON技術(shù)）進(jìn)行了規(guī)范，建議號為G.982。 20世紀(jì)90年代中期開始出現(xiàn)APON技術(shù)，首先對APON進(jìn)行規(guī)范的國際組織是FSAN（Full Service Access Network）聯(lián)盟，同時(shí)也可以說FSAN是對APON的國際標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)***的組織，其提出的APON格式首先成為ITU-T 建議G.983.1（1998.10）。1999年，ITU-T 又出臺了G.983.2建議。2000年開始，EPON引起了設(shè)備供應(yīng)商和運(yùn)營商的關(guān)注。預(yù)計(jì)802.3工作組最早將于2003年底正式批準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)。 GPON技術(shù)在PON上承載多業(yè)務(wù)時(shí)具有更高比特率和更高的效率兩大優(yōu)點(diǎn)。GPON技術(shù)的出現(xiàn)有可能徹底改變現(xiàn)有PON的應(yīng)用和需求，并極有可能提供一種與原有的APON標(biāo)準(zhǔn)全然不同的新解決方案。

盡管GPON保留了許多與PON沒有直接關(guān)系的功能，如OAM消息、DBA等，但GPON基于一種完全不同的傳輸匯聚（TC）子層。FSAN起草的GPON的標(biāo)準(zhǔn)也可望在2003年完成。 2國內(nèi)PON標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況 國內(nèi)對PON技術(shù)的研究起步較國外稍晚，但發(fā)展很快。很多國內(nèi)的設(shè)備廠商也紛紛推出了相應(yīng)的APON產(chǎn)品，如華為MA5101、MA5102 等系列化的APON產(chǎn)品，烽火通信、北郵電信等廠商也先后研制成功實(shí)用化的APON產(chǎn)品。在EPON方面，我國在“十五”的863計(jì)劃中設(shè)立了Gbit/s EPON的相應(yīng)課題，正加緊對EPON的研究。我國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會的相關(guān)研究組也在討論制定EPON的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然WDM技術(shù)在國內(nèi)蓬勃發(fā)展，但WDM-PON在國內(nèi)尚處于空白階段，仍需盡快發(fā)展。