0  前言

　　移目前移動通信和固網寬帶是我國各電信運營商最重要的兩大基礎業(yè)務，在電信網絡IP化、寬帶化和技術融合的大背景下，移動寬帶服務驅動移動通信網絡迅猛發(fā)展，對移動回傳承載網絡提出了更高的要求。在對網絡靈活性需求不斷增加的同時，業(yè)務接入帶寬的需求更是迅猛增加，以WCMDA網絡為例，移動回傳網絡的實際接入帶寬已從2G時代的2 Mbit/s，經過3G發(fā)展初期的15 Mbit/s，提高到3G成熟期HSPA+業(yè)務的28 Mbit/s，未來LTE的基站物理接口將會達到GE，實際業(yè)務帶寬有可能達到300 Mbit/s以上。

　　當前，各運營商在積極探尋適合自身未來移動回傳網絡發(fā)展的基于分組或傳輸的主流技術，如分組傳送網（PTN）、IP化無線接入網（IP RAN）、光傳送網（OTN）及融合技術P/E-OTN等，與此同時，也在積極嘗試利用現有傳輸和接入資源傳送移動回傳業(yè)務，特別是利用現有PON的空閑端口，以期充分利用現有資源，提高現有網絡的利用率，降低網絡建設和維護成本，PON因此成為大家所關心的熱點之一。

　　1  PON技術現狀與發(fā)展

　　1.1  PON技術現狀

　　傳統(tǒng)的PON系統(tǒng)下行數據流采用廣播技術、上行數據流采用TDMA技術，以解決多用戶每個方向信號的復用問題。傳統(tǒng)PON技術采用WDM技術，在光纖上實現單纖雙向傳輸，解決2個方向信號的復用傳輸。PON一般由光線路終端（OLT）、分光器（ODU）、用戶終端（ONU）3個部分構成。目前在現網中廣泛應用的PON技術包括EPON和GPON 2種主流技術，EPON上下行帶寬均為1.25 Gbit/s，GPON下行帶寬為2.5 Gbit/s，上行帶寬為1.25 Gbit/s。

　　目前在實際的FTTx應用場景中，大多數EPON/GPON只配置了以太接口，可選配置POTS和2M接口。但從技術標準要求上，EPON/GPON均可實現IP業(yè)務和TDM業(yè)務等多業(yè)務接入，并可實現QoS分類。

　　EPON/GPON均可傳遞時鐘同步信號，可通過OLT的STM-1接口或GE接口，從外部線路中提取頻率同步信號，此時OLT需要支持同步以太網；也可以在OLT設備上從外部BITS輸入時鐘信號，作為該PON的公共時鐘源，ONU與該時鐘源保持頻率同步。

　　隨著標準的發(fā)展，目前EPON/GPON均有了PON層自身的時間同步傳遞機制。

　　a） 在ITU-TG.984.3 Amendment 2標準中定義了GPON的時間同步機制。

　　b） 在IEEE 802.1as標準中定義了EPON的時間同步機制。

　　1.2  PON技術標準的發(fā)展

　　雖然10G EPON和PON尚未大規(guī)模商用，但10 Gbit/s以上速率的PON技術是近2年ITU-T和FSAN研究的重點和熱點。XG-PON1的相關技術標準已經趨于成熟， XG-PON1之后的NG-PON2標準框架也已基本完成。向多波長擴展是近期技術研究的重點，FSAN已經明確TWDM-PON是未來NG-PON2的技術選擇，但在ITU-T SG15中規(guī)范多種技術的G.multi標準也已基本完成，這說明有關多波長擴展的多個技術流派之爭遠沒有結束。表1是ITU-T關于GPON、XG-PON1和NGPON2相關標準的制定和成熟情況。

 　　2  現有EPON/GPON承載移動回傳技術分析

　　2.1  移動回傳需求分析

　　不同技術的3G網絡對移動回傳網絡的帶寬有所差異，本文以中國聯(lián)通WCDMA技術為模型，分析3G移動回傳網絡的帶寬需求。為完整分析移動回傳網絡的帶寬，將WLAN也作為回傳網絡承載的業(yè)務之一，同時也將BBU-RRU拉遠模式下對移動回傳網絡的帶寬和性能需求進行分析。其相關需求見表2，表2中帶寬值均為無線技術的峰值帶寬。

　　2.2  現網測試數據分析

　　下面測試數據是根據某運營商在4個城市進行的網絡測試驗證結果，其中EPON 2個城市，GPON 4個城市，不同類型的設備每個城市只測試一個廠家的設備。

　　2.2.1  性能測試

　　a） TDM業(yè)務。誤碼率和抖動均正常，但是時延偏大，測試結果表明，半數以上測試中，時延大于標準規(guī)范的2 ms。

　　b） 以太網業(yè)務。PON技術本身就是基于以太網的技術，對IP業(yè)務的承載較有優(yōu)勢，在測試中以太網業(yè)務的丟包率、時延、誤碼均符合要求。

　　c） 網絡保護倒換。在現有接入網中，PON的保護技術很少使用，但是考慮到移動基站安全性要求較高，對保護倒換進行了測試驗證。保護倒換驗證了以下2種類型。

　?。╝） 干路光纖保護倒換。分別對EPON/GPON的TDM業(yè)務、以太網業(yè)務保護倒換進行了測試驗證。測試結果表明，僅一處測試保護倒換時間大于50 ms，但大部分測試的倒換時間都大于20 ms，相較于現有的MSTP網絡，倒換時間較大。

　?。╞） 全線路保護倒換時間。測試結果見表3。全線路保護的測試結果較差，半數測試不支持。

　　2.2.2  業(yè)務功能驗證

　　a） 網絡正常時，各類業(yè)務均正常開通。

　　b） 網絡保護倒換時，效果較差。測試結果如表4所示。

 　　2.2.3  同步

　　a） 時鐘同步。從外參考同步信號輸入、設備內部時鐘輸出頻率準確度、漂動產生、相位瞬變以及CES業(yè)務時鐘性能測試來看，測試PON設備在支持傳統(tǒng)的頻率同步方面已沒有問題。

　　b） 時間同步。時間輸入/輸出接口功能方面，均達不到要求，且部分廠家設備不具備時間信號1 pps輸出接口；時間傳遞的相對精度方面，在網內有外參考時，基本可滿足100 ns的要求，無外參考時，恢復出的時間信號不可用。

　　從測試結果看，對于時鐘同步傳遞基本滿足使用要求，但時間同步型號傳遞支持較差，仍有待改進。

　　2.3  簡要分析及結論

　　基于上述技術分析和測試驗證可以看出，現有PON技術主要針對寬帶接入，雖然為了承載移動回傳業(yè)務，在標準及技術的演進過程中做了很多的改進和完善，但應用場景仍有較大的局限性，產品仍需改進完善。具體總結如下：

　　a） GPON、EPON在功能上均可實現對2G、3G業(yè)務的承載，但TDM業(yè)務時延偏大，應注意其應用場景。

　　b） 現網保護倒換測試效果較差。建議PON技術用于安全性要求較低或自身光纜線路無保護路由的基站，如室內分布系統(tǒng)等。

　　c） 現網已經部署的大部分ONU設備并未配置E1端口，OLT設備也未配置STM-1接口，部分廠家設備支持TDM業(yè)務還需另配板卡（現網已部署設備不支持同步）。因此對現網設備利舊承載移動回傳有一定的局限性。

　　d） 現有PON設備對時間同步的支持還有待改進，未來能否作為LTE承載還需進一步研究。

　　3  PON承載LTE需要關注的問題

　　從表2中可以看出，LTE引入后對網絡的時延、時間同步等方面提出了更高的要求，現有的EPON/GPON設備無法滿足這些要求，而且也無法滿足BBU-RRU拉遠情況下CPRI接口的性能要求，應該說，現有PON設備無法滿足承載LTE的應用需求。

　　在無線技術不斷發(fā)展的同時，PON技術也在不斷進步，基于多波長擴展的PON技術采用WDM技術，在其技術標準制定的過程中，已經從單純支持寬帶業(yè)務向支持移動回傳等多種業(yè)務接入擴展，為下一步LTE移動承載提供了一個完善的技術標準。

　　從電信網的發(fā)展來看，網絡的架構和核心是網絡的關鍵，應具有較高的可靠性和可擴展性，但業(yè)務接入與業(yè)務發(fā)展緊密相關，特別是在今天業(yè)務從TDM向IP化過渡的過程中，不同業(yè)務有可能需要不同的接入技術，多種接入技術共存已成為現實，如何充分利用現有資源、提高現有資源的利用率是各運營商挖潛的主要手段之一，如何在PON自身技術發(fā)展、滿足固網接入的同時兼顧LTE移動回傳業(yè)務的發(fā)展是下一步固移融合中需要重點思考和關注的問題之一。