通過EPON技術(shù)實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)FMC

        運(yùn)營商重組后，如何實(shí)現(xiàn)固定、移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)融合和業(yè)務(wù)融合，從而降低CAPEX/OPEX，是運(yùn)營商當(dāng)前亟需研究的一個(gè)課題。

        從固定網(wǎng)絡(luò)角度看，按照分層模型，可以把網(wǎng)絡(luò)劃分為核心網(wǎng)、匯聚網(wǎng)、接入網(wǎng)。從移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)角度看，也可以把網(wǎng)絡(luò)劃分為核心網(wǎng)、匯聚網(wǎng)、(無線)接入網(wǎng)。固定和移動(dòng)的融合將會(huì)在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層次展開。本文將主要探討接入網(wǎng)的融合，即未來的接入網(wǎng)絡(luò)是繼續(xù)采用目前固網(wǎng)和移動(dòng)垂直分離的方式，還是采用統(tǒng)一方式。

        固網(wǎng)接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢

        近年來，國內(nèi)固網(wǎng)運(yùn)營商一直在大力發(fā)展寬帶接入業(yè)務(wù)，對傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)，采用IP化的方式大力發(fā)展固網(wǎng)軟交換網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。同時(shí)，2007年后，固網(wǎng)運(yùn)營商開始進(jìn)行大規(guī)模的“光進(jìn)銅退”建設(shè)，也就是用光接入代替銅線接入推進(jìn)寬帶、窄帶綜合接入的過程。FTTx建設(shè)的大力推進(jìn)加快了語音業(yè)務(wù)的IP化進(jìn)程，推動(dòng)語音網(wǎng)絡(luò)朝接入多樣化、承載IP化、網(wǎng)絡(luò)扁平化的方向發(fā)展，同時(shí)也增加了用戶接入帶寬，為高帶寬業(yè)務(wù)如IPTV、高清電視等提供了保障。

        電信網(wǎng)絡(luò)的IP化、寬帶化、融合化、扁平化的發(fā)展目標(biāo)成為共識(shí)，TDM業(yè)務(wù)在傳輸網(wǎng)絡(luò)容量方面所占比例越來越低。寬帶接入網(wǎng)整體架構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)扁平化的方向發(fā)展，光纖盡可能向用戶端延伸。城市地區(qū)新建小區(qū)盡量光纖到樓，主要采用基于PON的FTTB+LAN建設(shè)模式；高檔住宅區(qū)和商務(wù)樓開始建設(shè)FTTH/O;城市現(xiàn)有區(qū)域結(jié)合業(yè)務(wù)需求，開始改造銅纜超長的用戶線路，采用FTTB的改造模式；農(nóng)村地區(qū)將光纜推進(jìn)到行政村和大的自然村，采用FTTN＋DSL的建設(shè)模式。在“光進(jìn)銅退”的過程中，接入網(wǎng)從建設(shè)模式、設(shè)備應(yīng)用、運(yùn)營管理等方面加快推進(jìn)向IP化的方向轉(zhuǎn)變。

        因此，固網(wǎng)接入網(wǎng)的寬帶化、IP化、光纖化成為大勢所趨。

        移動(dòng)接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢

        2G/3G的統(tǒng)籌發(fā)展是移動(dòng)運(yùn)營商關(guān)注的重要問題，移動(dòng)運(yùn)營商在考慮現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的同時(shí)也關(guān)注未來3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的需求。

        移動(dòng)網(wǎng)GSM/UMTS采用相同的體系結(jié)構(gòu)，分為核心網(wǎng)（CN）和接入網(wǎng)(RAN)部分。GSM接入網(wǎng)由基站控制器BSC和基站BTS組成，UMTS接入網(wǎng)由基站控制器RNC和基站NodeB組成。

        無論是2G網(wǎng)絡(luò)還是3G網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求保持著強(qiáng)勁的增長趨勢，對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和容量將提出更高的要求。在2G時(shí)代，單基站幾個(gè)E1就夠用了。但是到了3G時(shí)代，單基站的帶寬需求會(huì)達(dá)到數(shù)十Mbit/s，甚至上百M(fèi)bit/s。傳統(tǒng)的“最后一公里”基于微波、銅線的移動(dòng)承載方式已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)發(fā)展和成本控制的需要，而基于光纖的移動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)開始成為運(yùn)營商的新一輪建設(shè)重點(diǎn)，另一方面，隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的快速增長，在空口能力提升的同時(shí)，規(guī)劃的蜂窩小區(qū)覆蓋半徑也在逐漸變小。這種基站的光纖化移動(dòng)承載趨勢在歐美國家稱之為FTTM(FiberToTheMobile)。

        因此，為了更好地滿足用戶的規(guī)模發(fā)展，移動(dòng)網(wǎng)將不斷發(fā)展和創(chuàng)新，移動(dòng)網(wǎng)的光纖化成為重要發(fā)展趨勢。

        固網(wǎng)、移動(dòng)接入網(wǎng)的融合發(fā)展

        移動(dòng)接入網(wǎng)和固網(wǎng)接入網(wǎng)未來都走向光纖化，這使得接入層網(wǎng)絡(luò)的融合具備了基礎(chǔ)。相比較而言，固網(wǎng)的接入網(wǎng)建設(shè)比移動(dòng)接入網(wǎng)更加超前，固網(wǎng)運(yùn)營商大力推進(jìn)的FTTx網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具備承載固網(wǎng)和移動(dòng)業(yè)務(wù)的條件。

        FTTx網(wǎng)絡(luò)的核心是xPON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)。目前包括EPON和GPON兩種技術(shù)。由于EPON技術(shù)相對成熟，國內(nèi)原固網(wǎng)運(yùn)營商已規(guī)模應(yīng)用EPON技術(shù)，為公眾用戶提供寬帶接入業(yè)務(wù)。GPON技術(shù)主要停留在商用試點(diǎn)和測試階段。兩種技術(shù)均具備承載基站回程的能力，鑒于EPON設(shè)備的成熟性，本文僅介紹EPON技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式。

        EPON是基于以太網(wǎng)的技術(shù)，單纖雙向傳輸上下行對稱傳輸速率達(dá)1.25Gbit/s，最大傳輸距離為一般20km，未來的發(fā)展方向是10Gbit/sEPON。EPON承載數(shù)據(jù)、視頻和VoIP語音具有固有的優(yōu)勢，但承載基于TDM的業(yè)務(wù)如PBX、基站并不是以太網(wǎng)技術(shù)的特長。然而，目前的基于PWE3的CES技術(shù)能夠解決這個(gè)問題，TDM業(yè)務(wù)可以通過偽線的方式在以太網(wǎng)中傳遞，EPON的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步功能使得ONU與OLT保持時(shí)鐘同步。

        圖1就是EPON用于承載GSM和WCDMA基站回程的示意圖。EPONOLT上行接口可以是E1或者STM-1，OLT可以通過上行接口提取時(shí)鐘信號(hào)，然后通過EPON的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步技術(shù)，在ONU處恢復(fù)時(shí)鐘，再傳遞給BTS或者NodeB。E1內(nèi)的數(shù)據(jù)在OLT和ONU之間通過PWE3技術(shù)封裝在偽線中傳遞。

 

圖1  EPON承載E1接口的GSM/WCDMA基站回程

        電信網(wǎng)絡(luò)未來將不斷走向IP化，所以當(dāng)OLT上行接口為IP，ONU下行接口也為IP時(shí)，TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳遞和時(shí)鐘的傳遞成為IP網(wǎng)絡(luò)必須要解決的關(guān)鍵技術(shù)。目前基于IP網(wǎng)絡(luò)的IEEE1588協(xié)議（精準(zhǔn)時(shí)鐘協(xié)議）可以解決在IP網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘同步問題，這一技術(shù)已經(jīng)開始商用。IEEE1588協(xié)議應(yīng)用于EPON網(wǎng)絡(luò)后，EPON網(wǎng)絡(luò)可以承載基于IP接口的無線基站。如圖2所示，E1業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同樣可以采用PWE3技術(shù)封裝?；局С?588Slave功能，可以從1588Master處同步時(shí)鐘。OLT和ONU必須支持1588時(shí)鐘透傳功能。1588Master可以直接作為OLT的時(shí)鐘輸入信號(hào)，也可以部署在城域網(wǎng)中，由OLT透傳。

圖2 EPON承載IP接口的GSM/WCDMA基站回程

        EPON作為一種在固網(wǎng)中規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)，一旦其能通過合理規(guī)劃帶寬應(yīng)用比例來彌補(bǔ)在QoS方面（與GPON相比）的不足，從而保證各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，EPON必將成為固網(wǎng)和移動(dòng)在接入層融合的首選技術(shù)。下面我們對FTTx建設(shè)中的一種典型場景——商業(yè)樓宇FMC綜合接入，做一些更深入得分析。

        商業(yè)樓宇內(nèi)的集團(tuán)客戶從來是運(yùn)營商的兵家必爭之地。與此同時(shí)，商業(yè)樓宇內(nèi)部還普遍存在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)覆蓋需要。而且，在很多商業(yè)樓宇的樓頂上還有用于室外覆蓋的宏基站。那么運(yùn)營商針對商業(yè)樓宇基于EPON進(jìn)行FTTO＋FTTM建設(shè)，將是一個(gè)投資少、見效快的建設(shè)模式。在圖3中，固網(wǎng)和移動(dòng)接入網(wǎng)采用EPON統(tǒng)一承載，ONU可以部署在商務(wù)樓宇中，下行提供E1、FE等接口，可以提供移動(dòng)基站的接入，也可以為商業(yè)用戶提供語音、數(shù)據(jù)、IPTV等業(yè)務(wù)。OLT上行可以通過各種接口接入到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、傳統(tǒng)PSTN網(wǎng)絡(luò)、軟交換網(wǎng)絡(luò)、城域數(shù)據(jù)網(wǎng)等。

圖3 EPON用于商務(wù)樓宇的典型組網(wǎng)圖