0 前言
移目前移動通信和固網(wǎng)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(wǎng)絡IP化、寬帶化和技術融合的大背景下，移動寬帶服務驅(qū)動移動通信網(wǎng)絡迅猛發(fā)展，對移動回傳承載網(wǎng)絡提出了更高的要求。在對網(wǎng)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(wǎng)絡為例，移動回傳網(wǎng)絡的實際接入帶寬已從2G時代的2 Mbit/s，經(jīng)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(wǎng)絡發(fā)展的基于分組或傳輸?shù)闹髁骷夹g，如分組傳送網(wǎng)（PTN）、IP化無線接入網(wǎng)（IP RAN）、光傳送網(wǎng)（OTN）及融合技術P/E-OTN等，與此同時，也在積極嘗試利用現(xiàn)有傳輸和接入資源傳送移動回傳業(yè)務，特別是利用現(xiàn)有PON的空閑端口，以期充分利用現(xiàn)有資源，提高現(xiàn)有網(wǎng)絡的利用率，降低網(wǎng)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(xiàn)狀與發(fā)展
1.1 PON技術現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的PON系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)流采用廣播技術、上行數(shù)據(jù)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(xiàn)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(gòu)成。目前在現(xiàn)網(wǎng)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(shù)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(xiàn)IP業(yè)務和TDM業(yè)務等多業(yè)務接入，并可實現(xiàn)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(wǎng)；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(jīng)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，F(xiàn)SAN已經(jīng)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(jié)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(xiàn)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(wǎng)絡對移動回傳網(wǎng)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(wǎng)絡的帶寬需求。為完整分析移動回傳網(wǎng)絡的帶寬，將WLAN也作為回傳網(wǎng)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(wǎng)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(xiàn)網(wǎng)測試數(shù)據(jù)分析
下面測試數(shù)據(jù)是根據(jù)某運營商在4個城市進行的網(wǎng)絡測試驗證結(jié)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(jié)果表明，半數(shù)以上測試中，時延大于標準規(guī)范的2 ms。
b） 以太網(wǎng)業(yè)務。PON技術本身就是基于以太網(wǎng)的技術，對IP業(yè)務的承載較有優(yōu)勢，在測試中以太網(wǎng)業(yè)務的丟包率、時延、誤碼均符合要求。
c） 網(wǎng)絡保護倒換。在現(xiàn)有接入網(wǎng)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。
（a） 干路光纖保護倒換。分別對EPON/GPON的TDM業(yè)務、以太網(wǎng)業(yè)務保護倒換進行了測試驗證。測試結(jié)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(xiàn)有的MSTP網(wǎng)絡，倒換時間較大。
（b） 全線路保護倒換時間。測試結(jié)果見表3。全線路保護的測試結(jié)果較差，半數(shù)測試不支持。
2.2.2 業(yè)務功能驗證
a） 網(wǎng)絡正常時，各類業(yè)務均正常開通。
b） 網(wǎng)絡保護倒換時，效果較差。測試結(jié)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(nèi)部時鐘輸出頻率準確度、漂動產(chǎn)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(wǎng)內(nèi)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(jié)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(jié)論
基于上述技術分析和測試驗證可以看出，現(xiàn)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(chǎn)品仍需改進完善。具體總結(jié)如下：
a） GPON、EPON在功能上均可實現(xiàn)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(xiàn)網(wǎng)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(nèi)分布系統(tǒng)等。
c） 現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)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(xiàn)網(wǎng)已部署設備不支持同步）。因此對現(xiàn)網(wǎng)設備利舊承載移動回傳有一定的局限性。
d） 現(xiàn)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(wǎng)絡的時延、時間同步等方面提出了更高的要求，現(xiàn)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(xiàn)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(jīng)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(wǎng)的發(fā)展來看，網(wǎng)絡的架構(gòu)和核心是網(wǎng)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(xiàn)實，如何充分利用現(xiàn)有資源、提高現(xiàn)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(wǎng)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。