主流有线传输接入网技术综述

华信邮电咨询设计研究院 陈 婷

1.前言

目前电信运营商的城域网基本是由IP城域网和城域传送网组成，解决专线、TDM电路及基站等业务的传输，主要是由城域传送网完成。

城域传送网的关键技术有基于SDH的多业务提供平台/基于WDM的多业务提供平台MSTP、弹性分组环（RPR）和粗波分复用（CWDM）。而只有MSTP技术在城域网中得到了大规模的应用。随着业务承载IP化的需求日益增加，分组传送网技术（PTN）浮出水面。PTN技术具有面向连接的传送特征，以其低成本、高可靠和易维护的优势，在城域网中，逐渐成为在二层汇聚网络和承载高级业务的主要技术。在电信网的宽带化趋势下，接入网的宽带化最难实现。而无源光网络（PON）技术的出现，成为接入网宽带化的希望。从上个世纪90年代开始，由不成功的窄带PON和APON，发展到现在的EPON和GPON，逐渐成为主流光接入技术。

本文将对以上提到的主流有线接入技术进行具体分析。

2.SDH/MSTP技术

2.1 SDH/MSTP技术综述

SDH/MSTP光纤接入主要为“SDH/MSTP 155Mb/s设备＋光纤”的模式进行大客户接入。MSTP充分利用了SDH技术对传输数据业务提供保护恢复能力和较小的延时性能，同时实现对二层、三层的数据交换支持，从而构成业务层和传送层一体化的SDH业务节点。具体有以下的优势：

1）提供多种物理接口，满足新业务快速接入。

2）基于现有SDH传输网络，可以很好地兼容现有技术，保证现有投资。

3）MSTP采用VC虚级联技术，有效地利用带宽并实现了较小颗粒的带宽管理。

4）MSTP采用LCAS技术，保证了在不中断数据流的情况下动态地调整虚级联的个数。

5）MSTP技术支持网状、树型、星型、多环切接等组网方式，可以提高网络的可扩展性，便于灵活高效地配置系统环境。

6）传输的高可靠性和自动保护恢复功能。

同时，MSTP也存在不足之处，主要有带宽利用率较低、提供最大带宽有限及提供大带宽时成本很高等。

但总的来说，MSTP技术凭借其丰富的接口类型，强大的多业务处理能力和安全的网络性能完全可以满足现行城域网建设的业务需求，基于本地传输网的城域数据传输网的组网思路可以让运营商在获取运营回报后，再对网络进行优化升级。

在政府和行业办公方面的应用，如OA、视频会议等，带宽要求较低（10M或100M）但安全稳定性要求高，可利用已有的MSTP网络开展，尽量节省投资。

2.2 SDH/MSTP技术应用组网模型

如图1所示，MSTP的组网方式主要以环形为主。这种方式对用户点电源要求高，考虑到用户侧在机房电源、管理等方面的问题，也建议基站不参与集团客户的组环，避免由于集团客户侧MSTP设备的故障影响基站业务。分布较为偏远、零散的集团客户建议不纳入接入环中，可采用支链的方式接入。

3.无源光网络（xPON）接入技术

3.1 GPON技术综述

随着宽带视频及数据业务的快速发展，用户对网络带宽和传输稳定性的要求越来越高，光进铜退的趋势不可避免，FTTH将成为未来宽带接入的发展方向。

GPON（无源光网络）技术作为“用户最后一公里”的光纤接入技术，在光分支点不需要有源节点设备，只需在靠近用户处安装无源光分路器，具有节省光纤资源，节省机房投资，综合建网成本低，维护成本低，业务提供能力强，带宽资源共享等优点，成为FTTH的首选实现技术。目前，ITU组织主导的GPON技术已经日趋成熟，正在逐渐步入规模商用阶段。

表1 GPON接入方式与MSTP方式的比较表

图1 MSTP组网方式

图2 PON组网模型

图3 中小型城域网PTN组网模型

图4 大型城域网PTN组网模型

3.2 GPON的技术优势

PON技术中主要有A/BPON、EPON和GPON三种技术，其中A/BPON也基本被淘汰，EPON和GPON技术是宽带PON发展的重点，EPON和GPON技术由于协议标准制定组织不同、对业务实现方式不同、成熟度等不同因素而分别发展。但对于今天的运营商，GPON的带宽和投资回报率优势使其很有竞争力。

与EPON相比，用GPON部署网络的投资回报率极大地增加了。相同的资金成本，GPON能够支持更高的可用带宽效率（高达93%）、更大的可用带宽（下行可达2.3bps）和更多的用户数（支持1:64的分光比）。

EPON/GPON是实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。EPON多用于纯以太网业务的承载，成熟度高，成本较低；GPON更适合于TDM/IP共存、QoS要求更高的业务承载，成熟度与成本方面与EPON的差距不断缩小。GPON系统非常适合用来发展家庭用户和集团用户的宽带接入业务。

3.3 GPON技术应用组网模型

根据需求的不同，可选择FTTB或FTTH/O方式接入用户：当用户集中、单用户带宽需求较小时，可选择FTTB方式；当用户分散、单用户带宽需求较大时，可选择FTTH/O方式。

1）FTTB＋LAN/WLAN

FTTB+LAN/WLAN场景下，OLT部署在局端，集成IAD/AG功能的ONU部署在楼内，通过POTS、FE、E1、WLAN等接口为多个用户提供数据、语音和视频等业务，ONU到用户的5类线距离在100米以内。

2）FTTH/O

FTTH/O场景下，OLT部署在局端，集成IAD/AG功能的ONU部署在家庭/集团客户室内，通过POTS、FE、E1、WLAN等接口为用户提供数据、语音和视频等业务。如图2所示。

4.分组传送网（PTN）

4.1 PTN技术综述

PTN作为以传送分组业务为主的传送网，能够满足分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求，是为了适应市场需要而推出的一种能够有效传递分组业务，并提供电信级OAM和保护的分组传送技术。它主要用于多业务的环境，具备TDM/ATMoverPacket的业务接入、汇聚和传送能力及以太网的低成本和统计复用的特点，支持时钟同步、类似SDH的保护、以太网端到端的性能监控和管理维护。具体体现在以下几个方面：

1）PTN技术日趋成熟，发展潜力大；

2）良好的网络扩展性、丰富的操作维护（OAM）、快速的保护倒换、利用网管系统建立连接等；

3）同时增加了适应数据业务的特性：分组交换、统计复用、采用面向连接的标签交换、分组QoS机制、灵活动态的控制面；

4）面向IP化的传送技术，PTN更适用于3G的IP化接入以及宽带数据业务的接入。

基于电路交换的SDH/MSTP网络是通过刚性的分配机制和单板级别的IP化来保障TDM业务为主、以太网数据业务为辅的高质量的安全的传输，故其带宽利用率较低；而内核IP化的PTN技术，具有强大的带宽统计复用能力，在面对突发性、流量不确定的业务冲击时更具生命力，当TDM业务仍然是业务主体时，PTN的承载手段相对于MSTP解决方案存在成本上的劣势。

与传统的以太网相比，PTN良好地继承了传统SDH/MSTP网络的端到端的OAM管理能力，并可根据不同的QoS机制提供差异化服务，这正是“尽力而为”的传统以太网所欠缺的。

4.2 PTN技术应用组网模型

根据网络规模不同，分别按照中小型城域网和大型城域网制定组网模型。

1）对于中小型城域网组网模型：核心层/汇聚层/接入层均采用分组化城域传送网设备组网。现阶段核心、汇聚层宜采用10GE设备组网，接入层宜采用GE设备组网。如图3所示。

2）大中型城域网组网模型：核心层采用WDM/光纤+分组化城域传送网设备，汇聚/接入层采用分组化城域传送网设备组网。现阶段核心、汇聚层宜采用10GE设备组网。接入层宜主要采用GE设备组网，业务量较大时也可少量采用10GE设备组网。如图4所示。

5.结束语

发展光纤接入是解决接入网宽带化的最根本和行之有效的办法。各种光纤接入技术以其自身的技术特点，都有其最佳使用场合和时机。

MSTP是目前应用最为广泛，技术较为成熟的光纤接入技术，也是近期集团客户接入主要采用的光接入技术之一，定位于对QOS要求较高集团客户。而PON以其成本、带宽优势，适用于住宅小区和一般集团客户的接入，这种方式能较快、较好地满足用户需求，有效、有序地参与全业务接入激烈市场的竞争。随着PTN的成熟商用，可建设PTN网络来代替MSTP，为集团客户提供更大带宽、更为灵活的接入。

有效地应用各种技术来发展本地接入网，能更有效地适应市场竞争、促进利润最大化。

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