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        莫等閑，白了少年頭，空悲切。—岳飛

一、接入網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的作用

       信息網(wǎng)由核心骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)組成，其模型如圖11.1.1所示。由圖可見，接入網(wǎng)處于城域網(wǎng)/骨干網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)之間，它是大量用戶駐地網(wǎng)進(jìn)入城域網(wǎng)/骨干網(wǎng)的橋梁。

圖11.1.1  信息網(wǎng)模型

       目前，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，大量的電子文件不斷產(chǎn)生，隨著經(jīng)濟(jì)全球化，社會(huì)信息化進(jìn)程的加快，因特網(wǎng)大量普及，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)激烈增長(zhǎng)，電信業(yè)務(wù)種類不斷擴(kuò)大，已由單一的電話業(yè)務(wù)擴(kuò)展到多種業(yè)務(wù)。窄帶接入網(wǎng)已成為制約網(wǎng)絡(luò)向?qū)拵Щl(fā)展的瓶頸。接入網(wǎng)市場(chǎng)容量很大，為了滿足用戶的需求，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。接入網(wǎng)是國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展重點(diǎn)和關(guān)鍵，網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)已成為研究機(jī)構(gòu)、通信廠商、電信公司和運(yùn)營(yíng)部門關(guān)注的焦點(diǎn)和投資的熱點(diǎn)。

二、光接入網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)——向?qū)拵Ч饫w接入過度

       在接入技術(shù)方面，窄帶接入逐漸被寬帶接入所取代，最終實(shí)現(xiàn)光纖到家；銅纜接入已逐漸被光纜接入所取代。由于無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的固有特性，它的安裝、開通和維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本大為降低，使系統(tǒng)更可靠、更穩(wěn)定，因此接入網(wǎng)正在大量應(yīng)用PON系統(tǒng)。

       異步傳輸模式（ATM）技術(shù)支持可變速率業(yè)務(wù)，支持時(shí)延要求較小的業(yè)務(wù)，具有支持多業(yè)務(wù)多比特率的能力，因此ATM接入系統(tǒng)能夠完成不同速率的多種業(yè)務(wù)接入，它既能夠提供窄帶業(yè)務(wù)，又能提供寬帶業(yè)務(wù)。

       隨著因特網(wǎng)的快速發(fā)展，以太網(wǎng)被大量使用，由于市場(chǎng)的推動(dòng)，以太網(wǎng)技術(shù)也得以飛速發(fā)展。20世紀(jì)80年代，它僅是一種局域網(wǎng)（LAN）技術(shù)，其速率為10Mbit/s。20世紀(jì)90年代以后，發(fā)展了交換型以太網(wǎng)，并先后推出了快速（100Mbit/s）以太網(wǎng)、吉位（Gbit/s）以太網(wǎng)和100Gbit/s以太網(wǎng)，其傳輸介質(zhì)也由雙絞線變?yōu)槎嗄９饫w或單模光纖，它的應(yīng)用也從LAN發(fā)展到寬域網(wǎng)（WAN）。

        2000年12月，以太網(wǎng)設(shè)備供應(yīng)商提出了將PON用于以太網(wǎng)接入的標(biāo)準(zhǔn)研究計(jì)劃，這種使用PON的以太網(wǎng)稱為EPON。EPON與APON相比，上下行傳輸速率比APON的高，EPON提供較大的帶寬和較低的用戶設(shè)備成本，除幀結(jié)構(gòu)和APON不同外，其余所用的技術(shù)與G.983建議中的許多內(nèi)容類似，如下行采用TDM，上行采用TDMA。

       提倡EPON的人相信，隨著EPON標(biāo)準(zhǔn)的制定和EPON的使用，在WAN和LAN連接時(shí)將減少APON在ATM和IP間轉(zhuǎn)換的需要。

       鑒于APON標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜，成本高，在傳輸以太網(wǎng)和IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)效率低，以及在ATM層上適配和提供業(yè)務(wù)復(fù)雜。而EPON存在兩大致命的缺陷，即帶寬利用率低和難以支持以太網(wǎng)之外的業(yè)務(wù)。因此，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)（FSAN）組織已制定了一種融合APON和EPON的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)的新的PON，那就是GPON（千兆無源光網(wǎng)絡(luò)）。GPON具有吉比特高速率，92%的帶寬利用率和支持多業(yè)務(wù)透明傳輸?shù)哪芰?，同時(shí)能夠保證服務(wù)質(zhì)量和級(jí)別，提供電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)管理。

       早在2001年IEEE制定EPON標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)組織開始發(fā)起制定速率超過1Gbit/s的PON網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，即GPON。隨后，ITU-T也介入了這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

       2016年2月，ITU-TG.987.2規(guī)范了10Gbit/s無源光網(wǎng)絡(luò)（XG-PON）物理媒質(zhì)相關(guān)層（PMD）參數(shù)，它滿足商用和家用對(duì)帶寬的要求。G.987系列標(biāo)準(zhǔn)允許使用多個(gè)上行和下行線路速率，XG-PON1規(guī)定下行方向線路速率為9.95328Gbit/s，上行方向?yàn)?.48832Gbit/s。

       GPON與EPON的主要區(qū)別在二層協(xié)議上，一個(gè)采用GPON成幀協(xié)議，一個(gè)采用以太網(wǎng)協(xié)議。兩種技術(shù)下行均采用廣播方式，上行均采用時(shí)分多址（TDMA）方式。

       APON、EPON和GPON都是TDM-PON。APON由于自身較低的承載效率以及在ATM層上適配和提供業(yè)務(wù)復(fù)雜等缺點(diǎn)，現(xiàn)在已漸漸淡出人們的視線。而EPON存在兩大致命的缺陷，即帶寬利用率低和難以支持以太網(wǎng)之外的業(yè)務(wù)。GPON雖然能克服上述缺點(diǎn)，但上下行分別均工作在單一波長(zhǎng)（上行，1310nm；下行，1490nm），各用戶通過時(shí)分方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這種在單一波長(zhǎng)上為每個(gè)用戶分配時(shí)隙的機(jī)制，既限制了每個(gè)用戶的可用帶寬，又大大浪費(fèi)了光纖自身的可用帶寬，不能滿足不斷出現(xiàn)的寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)的需求。在這種背景下，人們就提出了WDM-PON的技術(shù)構(gòu)想。WDM-PON能克服上面所述的各種PON缺點(diǎn)。近年來，由于WDM器件價(jià)格的不斷下降，WDM-PON技術(shù)本身的不斷完善，WDM-PON接入網(wǎng)應(yīng)用到通信網(wǎng)絡(luò)中已成為可能。相信，隨著時(shí)間的推移，把WDM技術(shù)引入接入網(wǎng)將是下一代接入網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

三、三網(wǎng)融合——接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)