IPTV和VoD服務(wù)催生PON接入網(wǎng)發(fā)展

IPTV和VoD服務(wù)催生PON接入網(wǎng)發(fā)展很長時(shí)間以來，光纖到戶(FTTH)始終是大多數(shù)電信運(yùn)營商的終極目標(biāo)，但

本錢因素不是延緩就是阻擋了他們的這一期望?，F(xiàn)在，無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)

技術(shù)正以其更低的價(jià)格和更高的帶寬為消費(fèi)者帶來的接入速率。FTTH的主要推動力是視頻應(yīng)用。電信運(yùn)營商盼望通過供應(yīng)IPTV效勞

與有線電視公司進(jìn)展競爭，由于有線電視公司正在供應(yīng)VoIP效勞并從電

信運(yùn)營商處挖走固定用戶。固然，電信運(yùn)營商也想擴(kuò)大自己的VoIP

業(yè)務(wù)量。通過使用光纖，運(yùn)營商能夠供應(yīng)IPTV、視頻點(diǎn)播(VOD)和其它視頻

業(yè)務(wù)。此外，借助光纖，互聯(lián)網(wǎng)接入數(shù)據(jù)速率能夠提高，以滿意不斷增長

的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，由于用戶永久要求更高的速率。尤其最近，用戶總是埋怨

他們上傳數(shù)據(jù)的速度太慢。雖然大多數(shù)用戶好像對于網(wǎng)絡(luò)下載速度表示滿足，但隨著向YouTube

和FaceBook等網(wǎng)站上傳相片和視頻需求的增長，現(xiàn)在的上傳效勞變得像

撥號上網(wǎng)那樣過時(shí)。于是運(yùn)營商開頭尋求實(shí)現(xiàn)三重播放(話音、視頻和數(shù)

據(jù))來提高用戶滿足度。一些專家甚至預(yù)言，基于雙絞線的一般老式業(yè)務(wù)(POTS)將于

2022年左右消逝。盡管該預(yù)言成為現(xiàn)實(shí)的可能性不大，但在AT&T和

Verizon這樣的主流電信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中，光纖將確定會扮演更大更重要

的角色。隨著老的POTS用戶數(shù)量的下降，同時(shí)DSL的速率已接近了上限，主

流電信公司被迫轉(zhuǎn)而使用光纖。得益于PON技術(shù)的逐步進(jìn)展，光纖接入的

本錢將隨著時(shí)間的消逝而漸漸得到掌握。PON 技術(shù)更新PON 價(jià)格較低的緣由很簡潔：它可以不用高速長距離網(wǎng)絡(luò)所必需使用的有源電路和器件。PON的工作距離較短，最遠(yuǎn)為20km,網(wǎng)絡(luò)由光纖加上

一些低本錢的無源分路/合路器組成。PON網(wǎng)絡(luò)的一端為運(yùn)營商設(shè)備，通常稱為光線路終端或OLT(圖1)。一個(gè)或多個(gè)分路器把光信號分為4/8/16/32，最多64路單個(gè)信道送入家

庭網(wǎng)絡(luò)，然后由一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)或光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)接收光信號并通

過路由器或網(wǎng)關(guān)與PC、TV或其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)備相連。在某些系統(tǒng)中，光纖在ONU中的多住戶單元(MDU)處終結(jié)，后者把信

號安排給該單元管轄范圍內(nèi)的公寓、居民住宅或連排別墅。安排方式通常

是通過現(xiàn)有的配置了ADSL2+(或者更新更快的VDSL2)的雙絞線線。而

另一些系統(tǒng)中則與接近的數(shù)字用戶線接入復(fù)用器(DSLAM)相連，由后者負(fù)

責(zé)通過已經(jīng)安裝好的使用ADSL2+或VDSL2的雙絞線線安排信號。PON 有兩種主要的形式。GPON或稱千兆PON是為基于異步轉(zhuǎn)移模式

(ATM)協(xié)議的系統(tǒng)布線而開發(fā)的最新PON版本，其第一個(gè)版本稱為APON,隨即被BPON所取代。BPON實(shí)現(xiàn)了下行622Mbits/s和上行155Mbits/s的速率。GPON的上下行速率分別為2.488Gbit/s和1.244Gbit/s。下行數(shù)據(jù)

通過一個(gè)1490nm激光器發(fā)送，上行數(shù)據(jù)則通過1310nm激光器發(fā)送。在某

些狀況下會用到一個(gè)獨(dú)立的1550nm激光器傳送TV信號。GPON有正式的

ITU標(biāo)準(zhǔn)(G.984)。PON的另一種形式是以太網(wǎng)PON，或稱EPON。它由IEEE802.3aq標(biāo)

準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，上下行載波波長與GPON一樣，但為對稱的1.25Gbit/s。更快的

10Gbit/s標(biāo)準(zhǔn)正處于研發(fā)之中。EPON有時(shí)又被稱為千兆以太網(wǎng)PON或

GE-PON,廣泛應(yīng)用于日本與其他一些亞洲國家和歐洲的局部地區(qū)。在美國

GPON占統(tǒng)治地位而不用EPON。PON 的上下行速率雖然很快，但是用戶明顯達(dá)不到那樣的速率。電信公司是依據(jù)肯定的策略和收費(fèi)打算安排帶寬的，單個(gè)用戶速率不會超過

100Mbit/s，而大局部用戶要低于這個(gè)數(shù)字。30Mbit/s是大多數(shù)IPTV應(yīng)

用所需的最小帶寬，也是可用速率的最小值，盡管還有50Mbit/s的狀況。PON 的應(yīng)用范圍普及全球，雖然目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)部署在亞洲和歐洲，但美國的使用率正在飛速上升。Verizon可能擁有最多的用戶，其用戶數(shù)

超過了1百萬，打算2022年將到達(dá)1千8百萬。該公司的FiOS系統(tǒng)正為

50萬用戶供應(yīng)IPTV效勞，該系統(tǒng)是Verizon寬帶投資打算的一局部，光

纖直接到戶。另一個(gè)重要的參加者是AT&T，其UverseIPTV和三重播放系統(tǒng)打算已經(jīng)在美國啟動，打算建立多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。AT&T的系統(tǒng)使光纖與接近的DSLAM

相連，信號最終通過VDSL2經(jīng)雙絞線傳送到用戶。還有其它一些運(yùn)營商也開頭了部署PON的工作oQuest也是一家大運(yùn)營商，

它把光纖接入看作救命稻草而不僅僅只是一項(xiàng)將來技術(shù)。某些專家估量超

過50%的商用PON網(wǎng)絡(luò)是由不知名的小運(yùn)營商建筑的。不管哪種狀況，都

說明了PON網(wǎng)絡(luò)正處于上升的階段，代表了將來寬帶技術(shù)的方向。假如說

有線電視臨時(shí)在寬帶市場中占了上風(fēng)，電信公司也并未放慢緊緊跟隨的腳

步，并且最終會形成真正的競爭格局。PON產(chǎn)品看看某項(xiàng)技術(shù)有多少新的IC支持是推斷該技術(shù)是否處于上升時(shí)期的

方法之一。正是大量涌現(xiàn)的新的IC芯片推動了PON技術(shù)向前進(jìn)展。該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊好像非Broadlight莫屬，該公司的芯片解決方案掩

蓋了幾乎全部的PON系統(tǒng)。在運(yùn)營商側(cè)或稱OLT側(cè)，其BL3238GPONOLT

媒質(zhì)接入掌握(MAC)芯片支持在GPON封裝模式(GEM)之上的以太網(wǎng)分組和

時(shí)分復(fù)用(TDM)數(shù)據(jù)傳送。標(biāo)準(zhǔn)的下行速率為2.488Gbit/s,上行為1.244Gbit/s或622

Mbit/s。BroadLight的芯片上下行兩個(gè)方向均支持FEC和AES加密，最

多可帶128個(gè)ONT。BroadlightPONmaker軟件工具加速了OLT的開發(fā)進(jìn)

程。BroadLight 的最新產(chǎn)品BL34584通道OLT掌握器是業(yè)界集成度的分組和時(shí)分復(fù)用GPON傳送解決方案，它極大地降低了功耗、節(jié)約了空間，

并降低了多端口OLT方案的本錢。BL3458的核心部件是4片BL3238。該芯片上還集成有4個(gè)串行/解串行模塊(SERDES)和突發(fā)模式CDR。內(nèi)置的MIPS324KEc處理器使得設(shè)備的配置和動態(tài)帶寬安排(DBA)更加簡

單。PONjacket軟件工具簡化了OLT開發(fā)過程，提高了產(chǎn)品推向市場的速

度。Broadlight的BL2347是一款GPONONT芯片，具備橋接和調(diào)制解調(diào)

功能，同時(shí)特地優(yōu)化了本錢。這款片上系統(tǒng)(SoC)芯片集成了一個(gè)VoIPDSP

和一個(gè)4端口千兆以太網(wǎng)交換機(jī)。GPONMAC完全遵循ITU-TG.984標(biāo)準(zhǔn)。BL2348則是一款單芯片的完全GPON住宅網(wǎng)關(guān)ONT芯片(圖2),內(nèi)含

一對用于流量處理的PONRunner網(wǎng)絡(luò)處理器，單個(gè)GPONMAC和一個(gè)MIPS

24k處理器，另外還有4端口VoIP交換機(jī)和DSP。芯片上有適合于家庭網(wǎng)

絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，如千兆以太網(wǎng)、100Mbit/s快速以太網(wǎng)、

802.11a/b/g/n、MoCA、HomePNA和HomePlug，以及USB。BL2348 在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)了ONT和家庭網(wǎng)關(guān)功能，并極大地降低了物理尺寸、本錢和功耗。與之配套的GateMaker軟件支持防火墻、安全、

SIP、治理、QoS和NAT等網(wǎng)關(guān)功能的編程。樣片將于2022年底供應(yīng)。科勝訊的PONSoC則注意于ONU客戶產(chǎn)品。GPON芯片CX95292

XenonIIIG完全遵循ITU-TG.984標(biāo)準(zhǔn)，而CX95203Xenon-IIIE則遵循

IEEE802.3ahEPON(GE-PON)。兩款芯片均具備下行2.488Gbit/s、上行1.25Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸力量，同時(shí)支持物理層加密、安全、橋接和路由

功能，從而確保IPTV業(yè)務(wù)所需的QoS。同時(shí)，芯片上還包含了4個(gè)并發(fā)的VoIP信道，每信道都具有路由、

深度分類和過濾的力量，從而支持的QoS。此外還有千兆以太網(wǎng)MoCA、

HomePlug和HomePNA接口。CortinaSystems剛剛公布了它的其次代以太網(wǎng)PON芯片組。CS8021

是一款高度集成的PON中心局端OLT芯片，單個(gè)芯片支持4個(gè)EPON端口，

使得設(shè)備制造商有可能設(shè)計(jì)出高端口密度機(jī)架或可堆疊安裝在機(jī)架上的

系統(tǒng)?？蓴U(kuò)展的SDRAM幀緩存提升了QoS。在CPE側(cè)，CS8016ONU是一款

單芯片解決方案，內(nèi)置幀緩存、RAM、PON和以太網(wǎng)SERDES。治理和掌握

功能由內(nèi)置的ARM9處理器完成。網(wǎng)絡(luò)芯片商PMC-Sierra最近也公布了幾款PON產(chǎn)品，該產(chǎn)品來源于

它不久之前收購的Passave?；谠摴镜腉igaPASS架構(gòu)，PAS65311

GPONONT參考設(shè)計(jì)包括了一個(gè)完全遵循ITU-TG.984標(biāo)準(zhǔn)的GPONMAC、

一個(gè)高級分類引擎、魯棒QoS隊(duì)列、高級VLAN橋接和處理、IPTV過濾等

模塊，全部模塊都能線速處理各種長度的分組數(shù)據(jù)。GigaPASS 架構(gòu)集成了多個(gè)基于硬件的分組處理引擎子系統(tǒng)，能夠線速處理全部長度的分組。一個(gè)支持Linux和VxWorks操作系統(tǒng)和可擴(kuò)展中

間件平臺的掌握處理器把