主流有線傳輸接入網技術綜述

華信郵電咨詢設計研究院 陳 婷

1.前言

目前電信運營商的城域網基本是由IP城域網和城域傳送網組成，解決專線、TDM電路及基站等業務的傳輸，主要是由城域傳送網完成。

城域傳送網的關鍵技術有基于SDH的多業務提供平臺/基于WDM的多業務提供平臺MSTP、彈性分組環（RPR）和粗波分復用（CWDM）。而只有MSTP技術在城域網中得到了大規模的應用。隨著業務承載IP化的需求日益增加，分組傳送網技術（PTN）浮出水面。PTN技術具有面向連接的傳送特征，以其低成本、高可靠和易維護的優勢，在城域網中，逐漸成為在二層匯聚網絡和承載高級業務的主要技術。在電信網的寬帶化趨勢下，接入網的寬帶化最難實現。而無源光網絡（PON）技術的出現，成為接入網寬帶化的希望。從上個世紀90年代開始，由不成功的窄帶PON和APON，發展到現在的EPON和GPON，逐漸成為主流光接入技術。

本文將對以上提到的主流有線接入技術進行具體分析。

2.SDH/MSTP技術

2.1 SDH/MSTP技術綜述

SDH/MSTP光纖接入主要為“SDH/MSTP 155Mb/s設備＋光纖”的模式進行大客戶接入。MSTP充分利用了SDH技術對傳輸數據業務提供保護恢復能力和較小的延時性能，同時實現對二層、三層的數據交換支持，從而構成業務層和傳送層一體化的SDH業務節點。具體有以下的優勢：

1）提供多種物理接口，滿足新業務快速接入。

2）基于現有SDH傳輸網絡，可以很好地兼容現有技術，保證現有投資。

3）MSTP采用VC虛級聯技術，有效地利用帶寬并實現了較小顆粒的帶寬管理。

4）MSTP采用LCAS技術，保證了在不中斷數據流的情況下動態地調整虛級聯的個數。

5）MSTP技術支持網狀、樹型、星型、多環切接等組網方式，可以提高網絡的可擴展性，便于靈活高效地配置系統環境。

6）傳輸的高可靠性和自動保護恢復功能。

同時，MSTP也存在不足之處，主要有帶寬利用率較低、提供最大帶寬有限及提供大帶寬時成本很高等。

但總的來說，MSTP技術憑借其豐富的接口類型，強大的多業務處理能力和安全的網絡性能完全可以滿足現行城域網建設的業務需求，基于本地傳輸網的城域數據傳輸網的組網思路可以讓運營商在獲取運營回報后，再對網絡進行優化升級。

在政府和行業辦公方面的應用，如OA、視頻會議等，帶寬要求較低（10M或100M）但安全穩定性要求高，可利用已有的MSTP網絡開展，盡量節省投資。

2.2 SDH/MSTP技術應用組網模型

如圖1所示，MSTP的組網方式主要以環形為主。這種方式對用戶點電源要求高，考慮到用戶側在機房電源、管理等方面的問題，也建議基站不參與集團客戶的組環，避免由于集團客戶側MSTP設備的故障影響基站業務。分布較為偏遠、零散的集團客戶建議不納入接入環中，可采用支鏈的方式接入。

3.無源光網絡（xPON）接入技術

3.1 GPON技術綜述

隨著寬帶視頻及數據業務的快速發展，用戶對網絡帶寬和傳輸穩定性的要求越來越高，光進銅退的趨勢不可避免，FTTH將成為未來寬帶接入的發展方向。

GPON（無源光網絡）技術作為“用戶最后一公里”的光纖接入技術，在光分支點不需要有源節點設備，只需在靠近用戶處安裝無源光分路器，具有節省光纖資源，節省機房投資，綜合建網成本低，維護成本低，業務提供能力強，帶寬資源共享等優點，成為FTTH的首選實現技術。目前，ITU組織主導的GPON技術已經日趨成熟，正在逐漸步入規模商用階段。

表1 GPON接入方式與MSTP方式的比較表

圖1 MSTP組網方式

圖2 PON組網模型

圖3 中小型城域網PTN組網模型

圖4 大型城域網PTN組網模型

3.2 GPON的技術優勢

PON技術中主要有A/BPON、EPON和GPON三種技術，其中A/BPON也基本被淘汰，EPON和GPON技術是寬帶PON發展的重點，EPON和GPON技術由于協議標準制定組織不同、對業務實現方式不同、成熟度等不同因素而分別發展。但對于今天的運營商，GPON的帶寬和投資回報率優勢使其很有競爭力。

與EPON相比，用GPON部署網絡的投資回報率極大地增加了。相同的資金成本，GPON能夠支持更高的可用帶寬效率（高達93%）、更大的可用帶寬（下行可達2.3bps）和更多的用戶數（支持1:64的分光比）。

EPON/GPON是實現接入網業務寬帶化，綜合化改造的理想技術。EPON多用于純以太網業務的承載，成熟度高，成本較低；GPON更適合于TDM/IP共存、QoS要求更高的業務承載，成熟度與成本方面與EPON的差距不斷縮小。GPON系統非常適合用來發展家庭用戶和集團用戶的寬帶接入業務。

3.3 GPON技術應用組網模型

根據需求的不同，可選擇FTTB或FTTH/O方式接入用戶：當用戶集中、單用戶帶寬需求較小時，可選擇FTTB方式；當用戶分散、單用戶帶寬需求較大時，可選擇FTTH/O方式。

1）FTTB＋LAN/WLAN

FTTB+LAN/WLAN場景下，OLT部署在局端，集成IAD/AG功能的ONU部署在樓內，通過POTS、FE、E1、WLAN等接口為多個用戶提供數據、語音和視頻等業務，ONU到用戶的5類線距離在100米以內。

2）FTTH/O

FTTH/O場景下，OLT部署在局端，集成IAD/AG功能的ONU部署在家庭/集團客戶室內，通過POTS、FE、E1、WLAN等接口為用戶提供數據、語音和視頻等業務。如圖2所示。

4.分組傳送網（PTN）

4.1 PTN技術綜述

PTN作為以傳送分組業務為主的傳送網，能夠滿足分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求，是為了適應市場需要而推出的一種能夠有效傳遞分組業務，并提供電信級OAM和保護的分組傳送技術。它主要用于多業務的環境，具備TDM/ATMoverPacket的業務接入、匯聚和傳送能力及以太網的低成本和統計復用的特點，支持時鐘同步、類似SDH的保護、以太網端到端的性能監控和管理維護。具體體現在以下幾個方面：

1）PTN技術日趨成熟，發展潛力大；

2）良好的網絡擴展性、豐富的操作維護（OAM）、快速的保護倒換、利用網管系統建立連接等；

3）同時增加了適應數據業務的特性：分組交換、統計復用、采用面向連接的標簽交換、分組QoS機制、靈活動態的控制面；

4）面向IP化的傳送技術，PTN更適用于3G的IP化接入以及寬帶數據業務的接入。

基于電路交換的SDH/MSTP網絡是通過剛性的分配機制和單板級別的IP化來保障TDM業務為主、以太網數據業務為輔的高質量的安全的傳輸，故其帶寬利用率較低；而內核IP化的PTN技術，具有強大的帶寬統計復用能力，在面對突發性、流量不確定的業務沖擊時更具生命力，當TDM業務仍然是業務主體時，PTN的承載手段相對于MSTP解決方案存在成本上的劣勢。

與傳統的以太網相比，PTN良好地繼承了傳統SDH/MSTP網絡的端到端的OAM管理能力，并可根據不同的QoS機制提供差異化服務，這正是“盡力而為”的傳統以太網所欠缺的。

4.2 PTN技術應用組網模型

根據網絡規模不同，分別按照中小型城域網和大型城域網制定組網模型。

1）對于中小型城域網組網模型：核心層/匯聚層/接入層均采用分組化城域傳送網設備組網。現階段核心、匯聚層宜采用10GE設備組網，接入層宜采用GE設備組網。如圖3所示。

2）大中型城域網組網模型：核心層采用WDM/光纖+分組化城域傳送網設備，匯聚/接入層采用分組化城域傳送網設備組網。現階段核心、匯聚層宜采用10GE設備組網。接入層宜主要采用GE設備組網，業務量較大時也可少量采用10GE設備組網。如圖4所示。

5.結束語

發展光纖接入是解決接入網寬帶化的最根本和行之有效的辦法。各種光纖接入技術以其自身的技術特點，都有其最佳使用場合和時機。

MSTP是目前應用最為廣泛，技術較為成熟的光纖接入技術，也是近期集團客戶接入主要采用的光接入技術之一，定位于對QOS要求較高集團客戶。而PON以其成本、帶寬優勢，適用于住宅小區和一般集團客戶的接入，這種方式能較快、較好地滿足用戶需求，有效、有序地參與全業務接入激烈市場的競爭。隨著PTN的成熟商用，可建設PTN網絡來代替MSTP，為集團客戶提供更大帶寬、更為靈活的接入。

有效地應用各種技術來發展本地接入網，能更有效地適應市場競爭、促進利潤最大化。

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