浅谈PON技术发展现状及应用前景分析
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作者: 李振涛
【摘 要】无源光网络-PON是近年来兴起的一门高新技术，其包括ATM无源光网络-APON、以太无源光网络-EPON还有千兆无源光网络-GPON。本文讲解了这三种各自的技术原理。介绍了目前全球宽带的发展，分析了PON技术的发展现状，并对PON的未来的发展前景做出了分析。
【关键词】无源光网络；光纤入户；FTTX；PON
1.PON技术定义及其分类
PON是无源光网络的简称，是指在光线路终端（OLT）和光网络单元(ONU)之间的光分配网络(ODN)不存在任意一种有源的电子设备光接入网。中心机房的是OLT用户端设备为ONU。ODN由一个或几个分光器连接ONU和OLT，负责集中上行数据并分发下行数据，并完成波长复用和光信号功率的分配等功能。OLT既是一多业务的提供平台又是一路由器或交换机，提供的光纤接口面向PON。OLT还能够针对用户服务水平协议的不同要求来分配宽带并进行管理配置和网络安全。
目前主要的PON规范主要有：APON、EPON和GPON。下面主要介绍以下以上三种分类
1.1 APON
APON即依靠ATM信元的一种传输技术在PON上实现。APON系统的拓扑结构典型的大都为星形结构，APON系统对于一点到多点的网络应用来说，可以很快捷的升级系统或者对系统进行扩容。APON技术具备QoS服务质量保证、综合业务接入等独有的特点；和有源光入网与铜缆入网相比较而言，其容易维护，性能可靠，结构简单，并且网络速度快；不过APON技术也有着自己的缺点，比如：用ATM信元导致带宽受限、传输效率较低、价格较贵、系统复杂并且需要进行协议转换。正因为这些缺点，APON没有占据主要的市场。
1.2 EPON
EPON即将以太网的技术和PON传输结构结合产生的。EPON系统设计着重在以太模型的MAC层和物理层，而且关键的技术都会在MAC层来完成，也就是我们一般说的PON传输层。关键技术包括带宽分配、测距、同步接收、时钟提取和搅动等。
1.3 GPON
GPON千兆比级的PON，是由ITU提出的。其主要的技术特点是应用最新传输汇聚层协议GFP，其能将任何类速率和任何类型的业务都进行封装后由PON传输。GPON能够高效、通用、简单的传送各种业务，有着高比特率、高带宽等优点。
2.PON的发展现状
近些年，全球的宽带接入网进入了高速发展阶段。截至到2010年底，对于全球来说,宽带接入的用户总数已达5．23亿，这个数字比09年年底就增长了0．56亿。2010年底，全球的宽带用户多的十个国家及地区的宽带市场用户数占总数的71．2％。我国的宽带用户规模仍为全球第一，并与排在第二的美国差距越来越大，中美两国的宽带用户差距已经从08年年底429万急剧增加到2010年年底4162万。中美两国的宽带接入用户在占全球的宽带市场的41．3％。不过，DSL依然是主流的宽带入户技术，DSL的应用范围最广。截至到10年年底，全球的DSL用户达已经到了3．31亿，同比增长了10．6％；FTTx用户仅有7229万用户，同比增长了18．3％。截至10年年底，全球的DSL用户份的额为63．4％，FTTX的用户份额为13．8％。但是同09年年底相比，DSL的用户份额处于下降的趋势，FTTX的用户所占份额上升。
从以上数据来看，PON技术在目前全球宽带的接入当中仍然不占据主导地位，利用PON技术实现FTTX是PON技术发展的关键所在，目前该技术也得到了应用，影像其快速发展主要包括以下几点：(1)网络建设的费用高。因为光纤可达到的位置远近距离有所不同，导致成本差别大。设备的成本、配套设施的工程施工成本都构成了用PON 技术实现FTTX 的网络成本。(2)有力的业务需求较为缺乏。目前，PON 仍然不能向市场提供能够满足大多用户需求的规模化应用，导致其高带宽、大覆盖范围技术的优势不能充分发挥，其能够提供的业务类型和DSL相似，导致没有太大的竞争力。
3.对PON未来发展的思考
根据上面分析的PON 的技术特点发现，应用PON的技术能够节省主干光纤的资源并且减少网络的层次，并且接入的业务种类丰富，在远距离传输的条件下也能够双向高带宽能力。但由于PON采用的是点到多点的一种网络结构，分光点的网络位置受用户的分布与成本多种因素相制约，所以PON 技术更适合应用在用户区域比较分散、而且又相对集中的用户密集地区。这就说明，未来PON 技术将会得到更广泛的应用，尤其是在城市中。
从业务区分和客户分类的角度来看，PON 的应用场景可以分为以下几种典型的客户：(1)企业客户；(2)视频监控；(3)家庭用户；(4)农村的信息化服务。根据不同应用场合，客户业务需求，分布密度有很大差异，运营商的对应收益也会有所区别，比如企业客户的数量少，但是收入的资费多、收益较大；家庭用户虽然数量众多，不过收入的资费少。从PON产品自身的优势分析，PON技术是光纤接入的领域最高效先进的一种技术，PON的设计和其实际应用更接近广大用户的需求，而且人性化，更能充分发挥自身的独特优势。目前网络的高速发展给了PON一个很大的机会，其最终发展成大规模的市场希望越来越大。因为现在的光纤用户越来越多，ADSL的宽带带宽不能满足广大用户的需要，整个网络系统朝着低成本、高可靠性的FTTX的模式飞速发展。随着通信技术快速的发展，用户越来越迫切的需求宽带数据业务。因此建设一个可扩展的、先进的并且能对其有效管理的一种宽带城域网成为了目前各大宽带运营商工作的重点。
光纤化、宽带化已经成为了包括电信、广电在内全世界所有的固网运营商网络升级和网络改造的共同主题。EPON原来是电信宽带升级的通过光纤来通信的技术，其正快速推进光纤的宽带网络建设。但对于广电的运营商来说，要想和电信的运营商一较高低，必须推进自身的数字电视的改造，为了能提供视频点播、语音、宽带接入、数据、信息服务、互动广告、互动游戏等许多双向互动增值业务，这样才能增强其网络的竞争力。国家广电总局在有线电视的双向改造工程中已对EPON技术进行了成熟测试，UT斯达康、烽火通信等多家的设备厂商顺利过关，这代表着EPON将在全国范围内慢慢成为广电的首选双向改造技术，EPON在国内已然已进入建设的高峰时期。
除了广电网络，现在的PON 技术也普遍被认为是宽带网的最优化的解决方案，尽管目前PON 技术实际应当用中还有一些小问题存在，但是随FTTH 接入网用到的专业设备技术上的越来越商用化，光纤和铜线价格越来越高，使得FTTH成本越来越高，利润越来愈少。而且从技术的发展趋势来看，PON 技术必然是未来实现FTTX 的主要技术，而且PON技术越来越成熟。以上各点说明，PON 技术现在面临着很好的发展空间，对于运营商来说，建立用PON技术为基础的FTTX，也是增加利润、增加业务的最好方式。
【参考文献】
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