計(jì)算機(jī)寬帶接入網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)分析論文
論文導(dǎo)讀：隨著光纖在長(zhǎng)途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，邏輯的發(fā)展趨勢(shì)將是繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線(xiàn)段和引入線(xiàn)部分延伸，關(guān)鍵是推進(jìn)速度有多快？這將取決于多種因素，包括市場(chǎng)的需求、競(jìng)爭(zhēng)的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步，成本的下降和配套運(yùn)維系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等等。采用以太網(wǎng)作為企事業(yè)用戶(hù)接人手段的主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的、性能價(jià)格比好、可擴(kuò)展性、容易安裝開(kāi)通以及高可靠性等。特別是隨著光纖向用戶(hù)日益推進(jìn)，其綜合優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)，優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)
一、寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的狀況
我國(guó)寬帶接入網(wǎng)在近兩年發(fā)展也十分迅速，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，到2004年底我國(guó)寬帶用戶(hù)為2500萬(wàn)，成為僅次于美國(guó)的第二大寬帶接人市場(chǎng)，其中主導(dǎo)技術(shù)是ADSL，大約占70%左右，其次是以太網(wǎng)技術(shù)，還有少量寬帶無(wú)線(xiàn)接入和電纜調(diào)制解調(diào)器接入，對(duì)于FTTH技術(shù)還處在跟蹤階段，少數(shù)發(fā)達(dá)城市也已經(jīng)在開(kāi)始考慮和試驗(yàn)各種FTTHI技術(shù)。需要指出，討論應(yīng)用驅(qū)動(dòng)需要注意一個(gè)基本認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，即不能寄希望于人為事先研究開(kāi)發(fā)出一二項(xiàng)所謂“殺手锏應(yīng)用”，推廣應(yīng)用。事實(shí)上，從電信發(fā)展歷史看，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)數(shù)達(dá)到一定規(guī)模，各種應(yīng)用會(huì)自然產(chǎn)生，這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒(méi)有一種技術(shù)生來(lái)就帶著一大堆應(yīng)用的，無(wú)論是移動(dòng)通信還是互聯(lián)網(wǎng)，其短信、瀏覽、網(wǎng)上聊天等關(guān)鍵應(yīng)用都是在用戶(hù)規(guī)模發(fā)展到一定程度后自然產(chǎn)生的，而不-事先刻意設(shè)計(jì)策劃出來(lái)的
二、寬帶光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
隨著光纖在長(zhǎng)途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，邏輯的發(fā)展趨勢(shì)將是繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線(xiàn)段和引入線(xiàn)部分延伸，關(guān)鍵是推進(jìn)速度有多快？這將取決于多種因素，包括市場(chǎng)的需求、競(jìng)爭(zhēng)的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步，成本的下降和配套運(yùn)維系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等等。我國(guó)2008年舉辦奧運(yùn)會(huì)和2010年舉辦世界博覽會(huì)這兩大事件將在一定程度上會(huì)推進(jìn)寬帶光纖接入網(wǎng)的發(fā)展。
下面將主要從系統(tǒng)技術(shù)的角度來(lái)分析幾種主要的寬帶光纖接入技術(shù)的特征、問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)然，除了系統(tǒng)技術(shù)外，影響其應(yīng)用的因素很多，主要是業(yè)務(wù)和應(yīng)用以及管制政策。此外，各種配套元器件技術(shù)和敷設(shè)安裝測(cè)試技術(shù)也十分關(guān)鍵。目前低成本光源已有望實(shí)現(xiàn)，850nm的VCSEL僅數(shù)美元，1310nm的VOSEL已有突破，速率達(dá)lOGb/s。 PLC混合集成技術(shù)，高密度低成本光纜及相關(guān)技術(shù)，對(duì)彎曲不敏感的室內(nèi)用光纖，低成本無(wú)源器件，施1：安裝技術(shù)，自動(dòng)光操作測(cè)試系統(tǒng)等也都是影響光接入網(wǎng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素，需要有妥善的解決方案。
傳統(tǒng)以太網(wǎng)屬于用戶(hù)駐地網(wǎng)(cPN)。免費(fèi)。然而其應(yīng)用卻在向包括接入網(wǎng)在內(nèi)的其他公用網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展。歷史上，對(duì)于企事業(yè)用戶(hù)應(yīng)用環(huán)境，以太網(wǎng)技術(shù)一直是最流行的方法，目前已成為僅決于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設(shè)施接口。采用以太網(wǎng)作為企事業(yè)用戶(hù)接人手段的主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的、性能價(jià)格比好、可擴(kuò)展性、容易安裝開(kāi)通以及高可靠性等。
對(duì)于公用網(wǎng)住宅用戶(hù)應(yīng)用環(huán)境，點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)系統(tǒng)采用有源業(yè)務(wù)集中點(diǎn)來(lái)替代無(wú)源點(diǎn)到多點(diǎn)系統(tǒng)的無(wú)源器件，使傳輸距離可以擴(kuò)展到120公里之遠(yuǎn)。免費(fèi)。主要優(yōu)點(diǎn)是專(zhuān)用接入，帶寬有保證。每用戶(hù)可以獨(dú)享lOOMh/s乃至ldbs;局端設(shè)備簡(jiǎn)單便宜；傳輸距離長(zhǎng)，服務(wù)區(qū)域大；成本隨用戶(hù)數(shù)的實(shí)際增長(zhǎng)而線(xiàn)性增加，無(wú)需規(guī)劃，投資風(fēng)險(xiǎn)低，因而在低密度用戶(hù)分散地區(qū)成本較低。缺點(diǎn)是兩端設(shè)備和光纖設(shè)施專(zhuān)用用戶(hù)不能共享局端設(shè)備和光纖，當(dāng)需求快速增長(zhǎng)且用戶(hù)很密集時(shí)，光纖和兩端設(shè)備數(shù)量及其成本以及空間需求也隨之迅速增加，因而不太適合高密集用戶(hù)區(qū)域。影響選擇以太網(wǎng)技術(shù)的另一個(gè)因素是傳統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的提供方式，例如美國(guó)地方貝爾公司都承諾提供傳統(tǒng)模擬RF視頻節(jié)目，而以太網(wǎng)和模擬視頻節(jié)目的混合是很困難的。這方面 PON技術(shù)就比較容易。
由于計(jì)費(fèi)、質(zhì)量、管理、安全等多種因素，以太網(wǎng)作為公用網(wǎng)接入方式尚需進(jìn)一步改進(jìn)。主要是以太網(wǎng)技術(shù)的固有機(jī)制不提供端到端的包延時(shí)、包丟失率、帶寬控制，難以支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，缺乏安全機(jī)制保證等。
三、點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)源，光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
1．無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PoN)是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其主要特點(diǎn)是在接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備，從而避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線(xiàn)路和外部設(shè)備的故障率，降低了相應(yīng)的運(yùn)維成本。其次，PON的業(yè)務(wù)透明性較好，帶寬寬，可適用于任何制式和速率的信號(hào)，能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，具備三重業(yè)務(wù)功能(triple-play)。最后，由于其局端設(shè)備和光纖由用戶(hù)共享，因而線(xiàn)路成本較其他點(diǎn)到點(diǎn)通信方式要低，土建成本也可以明顯降低。特別是隨著光纖向用戶(hù)日益推進(jìn)，其綜合優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。PON的每用戶(hù)成本隨著分享OLT的用戶(hù)數(shù)量的增加而迅速下降洇而最適合于分散的小企業(yè)和居民用戶(hù)，特別是那些用戶(hù)區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶(hù)又相對(duì)集中的`小面積密集用戶(hù)地區(qū)，尤其是新建區(qū)域。最后，考慮采用PON技術(shù)后比較容易繼續(xù)提供傳統(tǒng)的模擬視頻節(jié)目，因而，多數(shù)美國(guó)地方貝爾公司傾向于 PON技術(shù)，而不是光以太網(wǎng)技術(shù)。
2.APON和BPON
目前實(shí)際APON/BPON的業(yè)務(wù)適配提供很復(fù)雜，業(yè)務(wù)提供能力有限，數(shù)據(jù)傳送速率和效率不高，成本較高，其市場(chǎng)前景由于ATM的衰落而黯淡。最后，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)看,APON的可用帶寬仍然不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達(dá)622Mb/s，但由于分路后，實(shí)際可分到每個(gè)用戶(hù)的帶寬將大大減小。按32路計(jì)算，每一個(gè)分支的可用帶寬僅剩19．SMb/s，再按10個(gè)用戶(hù)共享，則每個(gè)用戶(hù)僅能分得約2 Mh/s的帶寬而已。顯然這樣的性能價(jià)格比是無(wú)法滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展需要的。
3.EPON/CEPON
EPON/CEPON與傳統(tǒng)點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)主要不同處在于工作于點(diǎn)到多點(diǎn)通信方式。其下行方向工作于TDM方式，數(shù)據(jù)流以變長(zhǎng)以太幀方式廣播到 ONIJ，每個(gè)ONU根據(jù)以太幀的MAC地址決定取舍。上行方向工作于TDMA方式，來(lái)自不同時(shí)隙的 ONU數(shù)據(jù)流匯聚到公共光纖設(shè)施和OLT。此外，傳統(tǒng)以太網(wǎng)工作于連續(xù)光傳輸模式，在收發(fā)兩個(gè)方向都是連續(xù)的比特流，因此收端的定時(shí)和判決容易實(shí)現(xiàn)。而EPON/CEPOkI的ONU上行比特流是輪流發(fā)送的突發(fā)數(shù)據(jù)包，OLT的接收定時(shí)恢復(fù)、判決門(mén)限設(shè)置、測(cè)距和延時(shí)補(bǔ)償比較復(fù)雜。
4．CPON
從技術(shù)角度，CPON是BPON的繼承和發(fā)展。 CPON繼承了BPON的很多基本特點(diǎn)，例如兩者都使用同樣的OLT核，心技術(shù)，使用同樣的物理光纖設(shè)施和光功率預(yù)算等。另一方面，GPON采用了一些最新的技術(shù)成果，除了最重要的CFP封裝外，還包括前向糾錯(cuò)等新技術(shù)。
從提供的業(yè)務(wù)看，CPON不僅可以提供 lO/lOOMh/s。免費(fèi)。lCh/s的業(yè)務(wù)，而且可以提供VLAN業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)，事實(shí)上可以適應(yīng)任何觀(guān)有業(yè)務(wù)和未來(lái)新業(yè)務(wù)的適配要求�？偟目矗珻PON不是制造商驅(qū)動(dòng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而是一種運(yùn)營(yíng)商驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)，因此具有更周到的運(yùn)營(yíng)利益考慮，速率更高，可達(dá)2.4Cb/s;具有通用的映射格式，可適應(yīng)任何新老業(yè)務(wù)；具有豐富的OAM＆P功能；對(duì)各種業(yè)務(wù)均有很高的傳輸效率，即便對(duì)于TDM業(yè)務(wù)也能靈活高效低開(kāi)銷(xiāo)傳送�？梢詭椭\(yùn)營(yíng)商完成從傳統(tǒng)TDM語(yǔ)音電路向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的平滑過(guò)渡，其缺點(diǎn)是依然保留有復(fù)雜的ATM層功能，成本偏高。
四、小結(jié)
總的來(lái)看，光纖接入網(wǎng)代表了寬帶接入網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向，各種寬帶光纖接入網(wǎng)都有其最佳使用場(chǎng)合和時(shí)機(jī)，寬帶點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)適合在低密度用戶(hù)分散地區(qū)應(yīng)用，寬帶點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)源光纖系統(tǒng)最適合新建或改建的密集用戶(hù)區(qū)應(yīng)用。我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)為跨越APON、BPON和EPON階段，從寬帶點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和CEPON開(kāi)始，乃至較快地過(guò)渡到CPON階段。
參考文獻(xiàn)：
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