GPON剑指全业务企业接入-解决方案.doc
GPON 剑指全业务企业接入 -解决方案 目前普遍应用的几类企业接入技术都有其不足的地方:传统 SDH/MSTP 具有良好的多业务承载能力,但成本相对较高,主要应用于非常关注业务质量的高端企业客户接入; xDSL 接入多业务承载可挖的潜力不足,只适用于少量语音+低速率宽带的低端应用;而在中端,则呈现出 DDN、 PDH、以太网等多种技术混杂的状态,这些技术在多业务承载能力、可靠性、可维护性等方面都有各自的局限,难以满足新时期的全业务接入需求。在目前情况下,构建一个适应大多数企业客户需求,能够全面承载企业的各种业务,可管理、易维护的企业接入网便成为了运营商的当务 之急。 随着我国光进铜退进程的深入开展, PON 网络在带宽升级、业务承载和无源网络维护等方面的优势逐渐被运营商普遍接受。近期,全球一些主流运营商开始将 GPON 技术应用于企业接入,使得 GPON 一跃成为企业接入方案的明星技术。那么在众多的技术选择中,运营商为什么会选择 GPON 来做新时期的企业应用呢?业界分析认为,在企业接入场景中, GPON 技术与其它接入技术相比拥有很多优势,本文将从如下六个方面加以分析。 GPON 使业务部署更加灵活 与居民客户不同,企业客户分布较为分散。同时,不同类型企业的 业务差异很大,难以像居民小区覆盖那样预先进行光纤和铜线的规划及部署。即使针对部分企业集中的商业街、工业园区预先进行了光纤和管道铺设,但引入段光纤建设、光纤调度和业务配置的困难使得运营商在企业接入的业务提供、响应时间方面均难以有效保证。 GPON 网络在这方面有着天然的优势。首先,其 1:64 分光比能够大幅度节省接入段光纤资源,方便运营商迅速接入新客户(如图1所示)。 图 1 GPON 网络支持多种不同企业客户 另一方面, GPON 的多业务支持能力能够适应不同企业的业务需求,而其2.5Gbit/s 下行和 1.25Gbit/s 上行的高带宽足以满足同一个 PON 口覆盖范围内多个企业客户的带宽需求。 GPON 在多业务承载能力方面更具优势 在 GPON 标准的业务模型中,定义了数据、 PSTN、电路专线和视频4类业务。 为支持企业现有的 TDM 专线和 POTS 业务, GPON 标准延续了 SDH 网络的同步特性,采用 125us 固定帧结构,保持 8K 定时信号的传递 。 GPON 的 TC 层本质是同步的,能够高质量地支持 TDM业务,其性能可以达到目前 SDH方式的承载水平。 而对于数据类业务,随着网络和应用 IP 化进程的推进,在以太网端口上承载的业务应用越来越多,包括宽带上网、 VPN 专线以及 VoIP 等, GPON 标准针对这种情况,并不是简单地将数据类业务按照带宽和优先级进行管理,而是将其细化为业务流进行管理,实现不同业务流的带宽按需分配以及业务流之间的业务隔离。 GPON 拥有出色的精细化带宽管理能力 公众用户的主要业务,宽带上网、话音和 IPTV,其带宽和 QoS 需求具有相对的统一性,以便于大规模运营,而方面的需求则可以有较多的不同。主要有几个方面:同一 PON 口下的不同企业对业务带宽的需求不同;同一企业的不同业务需要独立的带宽保证;企业不同的业务对 QoS 的要求有所不同。 GPON 标准定义的精细化带宽分配机制很好的满足了针对企业客户的带宽管理需要(如图 2 所示)。 图 2 GPON 带宽管理模型 GPON 以 T-CONT 作为流量调度的基本单位,并将 T-CONT 分为 5 种类型,不同类型的 T-CONT 具有不同的带宽分配方式,可以满足不同业务流对时延、抖动、丢包率等不同的 QoS 要求。标准中又将带宽分成 4 种类型,分别是固定带宽( Fixed)、保证带宽( Assured)、非保证带宽( Non-Assured)和尽力而为带宽( BestEffort),带宽分配优先级依次下降。 不同的 T-CONT 类型分别适用于支持企业不同类型的业务,如专线、话音、视频、 VPN 和宽带上网等。通过这种机制,配合高效的 DBA 算法,可以最大程度地利用 PON 网络的带宽,为企业客户提供高质量的接入服务。 GPON 满足企业客户的业务安全保障要求 由于 PON 网络多个 ONU 共享光纤的特质,企业客户对业务的安全性容易有所顾虑,担心 PON 网络的下行业务数据被其它企业获取。 事实上,在 PON 网络中,虽然下行数据是以时分复用的方式发送,但每个ONU 会根据数据帧中的 ONUID 识别自己应接受的数据,并过滤其它 ONU 的数据。 为防止恶意侦听, G.984 协议中还定义了完善的数据加密机制。针对下行数据,利用 AES-128 算法,为每个 ONU 采用不同的密钥进行数据加密。 AES 是目前公认最为安全的加密算法之 一。据估计,一台 128 颗处理器的超级计算机破解AES-128 加密需 225 年。 同时 GPON标准中还定义了密钥更新机制, ONU会定期向 OLT发送更新密钥,完全杜绝了破解数据包的可能性。 GPON 网络拥有更高的可靠性 企业客户对于通信业务依赖性逐步加强,接入网络的可靠性成了客户关注的重点。在国内近几年大规模进行基础设施建设的情况下,接入光缆被挖断而导致客户业务中断的事故屡有发生,因此对于光缆的保护成为企业接入网必要的功能。 在传统的 SDH 或 PDH 接入方式下,每个客户均需要独立的 2 对 光纤进行 1+ 1保护,这种方式建设成本高昂,可行性很低,实际建设中只能针对少数核心大客户采用这种方式,而多数企业客户的光接入网络都缺乏保护机制。 GPON 标准中定义了 TYPEA/B/C/D4种保护机制,其中最为常用的是 TYPEB和 TYPEC 保护,如图3所示。 图 3 GPON 网络的保护模型 TYPEB 方式通过采用 N:2 的分光器提供了主干光纤的保护。在实际 FTTx 建设中,由于分光器部署的位置距离客户驻地的距离很近,通常在 500m 范围内,甚至在 FTTB 模式下,分光器会安装在楼内,分支光纤出现故障的可能性很低,这种模式能够满足大多数企业业务的可靠性需求。 而针对可靠性要求更高的客户可采用 TYPEC保护, OLT和 ONU均提供 2个 PON端口,使用 2 个独立的 ODN 网 络连接,实现端到端的光纤保护。 GPON 系统的 50ms保护倒换能力与 SDH 网络相当,能够提供高质量的业务保障。 而更为重要的一点是, TYPEB 和 TYPEC 保护方案中,对于同一个 PON 端口下的多个企业客户,均只需要一对主干段光纤即可以实现,这大幅度降低了运营商的建设成本。 GPON 完善的维护管理能力 对企业客户来说,业务开通、故障响应的快速与否是衡量运营商服务水平的主要因素,而这就为接入网络的可维护性提出了很高的要求。 GPON 定义了物理层的 PLOAM( PhysicalLayerOAM)和高层的 OMCI( ONTManagement and Control Interface)双层 OAM 机制。其中 PLOAM 负责实现 ONU 的注册及 ID 分配、测距、 Port ID 分配、加密、状态检测、误码率监视等功能;而 OMCI 规范用于实现对 ONU/ONT 设备的管理,包括配置管理、故障管理和性能管理等。 全面的管理能力使得运营商能够方便地实施对 PON 网络端到端的全面运维管控,大幅提升业务开通和故障处理的效率,减少客户响应时间,提升客户满意度。 GPON 技术已在全球企业接入领域中有了规模的应 用。在国内, GPON 技术正在快速成为热点,目前已有多个省市启动了 GPON 企业接入的试点工作。随着业界的共同努力, GPON 技术在企业接入领域的应用将会越来越广泛,帮助运营商向其企业客户提供更加完善、可靠和安全的服务。