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无源光网络正吹起进攻的号角
2006年7月28日 14:9  来源:eNet硅谷动力  作者:新闻工作室
  根据美国Infonetics Research公司2006年6月的一份报告预计:今后三年,无源光网络的应用与销售将会出现四位数的显著增长——从2005年到2008年止,订户将由150万人激增至2050多万人。Probe Group公司曾在2003年6月的一份报告中指出,“瘫痪的”的PON市场“最终开始呈现复苏的征兆。”。在整整三年之后,好消息出现了。 

  显然,某种重要的事情正在发生——那么,是什么因素发生了改变呢?是一个技术上的突破吗?还是经济的转变?甚至是立法或者政治改变? 

  目前的局面可以说是所有这些因素的组合。那么,让我们就从技术本身与PON入手,然后再来了解市场的推动力量。 

  为什么是“无源”? 

  在技术奇迹时代,光网络仍给人以科幻小说的感觉。自爱因斯坦断定光速的绝对性以来,以光速进行通信的想法就牢牢地掌握了人类的想象。而且,激光与光纤技术的发展,使得通过蜿蜒的光缆长距离传送光串成为可能。真正的问题是:“为何还要使用其它媒介呢?” 

  这一技术带来的利益是巨大的。光不仅本身速度快,而且它能跨越大范围的波长或颜色,因此几种通信流可以同时互不干扰地(波分复用或WDM原理)通过同一条光纤进行传送,几乎能够支持无限的带宽。随着大规模生产导致的光纤成本的降低,让你拥有了一种更为便宜、制作材料更为广泛的媒介,而不必依赖于铜价的高低和全球采购的方便性。实际上,一些发展中国家铺设光纤的动机之一,就在于光纤不像铜线那样具有可拆除的剩余价值,所以小偷不会去把光纤挖起来。 

  另一方面,光信号比电信号更难处理。但是这一点甚至也成为一种技术上的优势,因为 “偷搭”光网络更加困难,所以它比铜线网络更为安全。但是,另外导致的一个结果则是:交换与控制系统的价格更为昂贵。 

  我们已研制出存储或延迟光信号的技术,以便对光信号进行阅读和改道发送。但处理光信号并不容易,因此,在光网络上进行的交换分为三个阶段:1)接收从光纤上传送下来的光信号,并将其转换成电信号;2)然后,交换器阅读那些信号,并像普通电网络一样处理这些信号;3)再将这些电信号转换回激光波,并将它们送到各自的光纤中。虽然这个过程听起来有些麻烦,光的所有速度优势似乎也不存在了。但在实际过程中,这一切发生得如此之快,以致于你很难察觉到。 

  速度在这里并不是主要因素,主要问题在于其复杂性。如果我们准备在地下铺设一个光纤网络,与其他别的网络一样,这一网络必须四处分支。那么,那些复杂而又昂贵的交换器该放置在什么地方呢?我们如何给它们输送电力呢?铜线网络与电话一样可携带自己的电源,而光纤则不能。 

  基本上,这就是光网络为何成为网络“中枢”的通用标准的原因——它能在主要的站点间传送大量的数据流——而进出家庭或办公室的最终数据流量大多通过铜线来传送,在发达国家,这种方式已广泛应用于电话系统中。 

  针对此一现状,无源光网络应运而生。

  其主要硬件设备为无源分光器——一个从一条光纤中接收光信号,并将光信号同等分离给另外几条光纤的小型简单设备。称其无源,是因为分光器中不需要电力系统来完成如下诸如阅读信号、智能化改道并发送那些信号等工作,而且,传送过程中也没有有源激光来推动它们。当然,这样传送的信号比较弱,这就限制了分离信号的次数——但重点在于,我们需要讨论的只是有用的数量,比如信号分离32次,可以将信号最远送达20公里的地方。整个过程好比在一个社区铺设光纤,然后将其连接到每户家庭,而不必沿途安装昂贵的交换器。 

  但是,这仍然还只是一个开端,还不是完整的解决方案,因为还有一个问题没有解决。如果说我们只想完成一些简单工作,比如把一个数字电视节目传送到所有那些家庭的话,那么该过程没什么问题。事实上,多数用户希望光缆系统提供更多元的功能,他们希望光缆系统能像互联网和语音服务一样可以进行双向交流。因此,如果你只是把所有这些信号送回到无源分光器中,它只会简单地将它们堆积到一条通道内,再将它们返回基站,这种各种信号混合在一起的局面,需要在两端再增加某种智能设备才能加以解决。 

  当然,在用户端,你需要一个称为光网络单元(ONU)的盒子,以将输入的光信号转换成计算机和其他设备能够使用的信号,反之亦然。进入家庭的信息必须进行所有这些转换。但是对于逆向返回的信息,PON ONU会在这个网络部分的末端发挥它的功能,PON ONU将轮流支持其他32个家庭。每次都会有一个短暂的时间空档通过分光器将信息返回到主办公室,并由光线路终端(OLT)接收。同样,这个“时间多路传输”过程相当短暂,用户几乎意识不到时间延迟,能够愉快地使用互联网甚至进行语音呼叫。但这稍稍给PON两端增加了一些成本与复杂性——IEEE估计约70%-80%的成本用在ONU上——但与野外设备成本相比,这点成本就不值一提了。 

  这种不对称反映在光网络所提供的带宽上。理论上说,下行传输时,你可以获得光纤提供的全部带宽。但上行传输时,如果每户家庭的时间空档相同的话,其潜在带宽仅为全部带宽的三十二分之一。实际上,这并不是一个大问题。首先,许多服务,如互联网浏览、交互电视与其他内容下载服务本身就是不对称的。第二,光纤的带宽非常巨大,即使将其除以32也无关紧要。与铜线不同,光纤系统的带宽不受媒介的限制,而只受用来处理信号的协议带来的限制——该特点导致当前存在以下几个不同的选择。 

  PON分类 

  第一种类型的PON要追溯到1998年,为APON(ATM-PON),它以当时在电信行业占主导地位的ATM协议为基础——因此它是一种将ATM通信由中枢传送到商业用户的传输方式。APON协议通过光纤以上行与下行传输皆为155Mbps的带宽进行对称数据传送,其距离最远可达20公里。 

  APON以ATM为基础,原因是那是传输的起点。但是他们很快确认PON无法处理其他类型的流量是一个错误。因此APON被升级到BPON——宽带PON——它允许更快速的622Mbps下行流量,并考虑即将推出的诸如视频下载等应用。 

  最近,以太网由本地向广域网络(即“运营商级以太网”)的迅猛发展促使EFMA(第一英里以太网联盟)与IEEE联合推出以太网PON(EPON)。与BOPN一样,EPON支持20公里范围内的32个用户,但其双向数据传输速度更快,达1.25 Gbps。EPON还包括其它管理与故障解决功能,但它只是基于熟悉的、相对简单的以太网概念。

  选择——太多政治家提供了太多的礼物——可能是一种妨碍,也可能会提供帮助。的确,由于标准选择上的不确定性,以及对行业发展方向的未知性,PON市场出现了萧条。于是GPON(吉比特PON),该技术旨在为那些从ATM、SONET/SDH以及以太网输入的语音及数据流量提供支持。它还提供更大的带宽,允许传送HDTV与其它需要大量数据的传输应用。GPON支持一系列的数据速率,包括对称的622-Mbps和1.25-Gbps数据速率,以及一个下行2.5 Gbps、上行1.25 Gbps的不对称服务,并具有其他强大的服务管理与数据安全功能。 

  还有其他较少为人所知的PON类型——如旨在应用CDMA分离光纤主干的CPON(CDMA PON)、以及应用更多波长来增加容量的WPON(波分复用PON)——但这些都不大重要。当前,竞争的标准有:相对知名度更高的BPON、借助运营商级以太网的配置优势发起挑战的EPON、以一种更为强大、全包容性的选择方案进入人们的视野的GPON。 

  一方面, GPON比EPON更为精巧,配置与管理的成本也更为高昂。另一方面,与其他复杂的系统相比,基于以太网的系统更为简化、成本更低,这使得GPON能够赢得更多的市场份额。同样,这反过来也使以太网的应用更为广泛,进一步增加了它的竞争优势。所以,关于将来是EPON还是GPON占主导地位,还存在一定的争论。 

  那么,为什么情况这样混乱呢? 

  回到文章开头的那个问题——在PON市场中,什么变化让Infonetics Research做出如何巨大的增长预期呢? 

  很明显,光网络是传送大量信息的一个较好的方式,而且,光纤已经成为全球网络树主干与分支的主要部分。但是,由于发达国家的电话铜线网络早已存在,而且在乡下分散安装光网络交换器过于昂贵,因此,网络树的“最后一英里”末梢,网络到家或办公室的连接,在很大程度上仍然是铜线网络。PON虽然已经对通过现有电话线的DSL访问方式发起挑战,并提供了一种更为廉价的信息到家的方式,但它目前还没有充分理由替代早已安装并仍在运行的铜线网络。 

  和需要高带宽的视频点播服务需求相比,成本并非是特别重大的技术推动力量。而进一步拓展DSL技术、封装铜线与其他传送方式会消耗掉现有电话系统中的剩余带宽,但是事实是它们也正在达到铜线网络的物理上限;而光纤却没有这样的限制,光纤的限制只在于我们将数据输入并返回另一端的速度。 

  当然,还有其它的数据到家的方式,那就是无线网络。无线网络不需要往家里连接电缆,安装起来更为快速廉价。所以无线网络有着临时网络的优势,适用于零散住户,或在虽然安装了电缆,但其吞吐量、质量与可靠性与最佳电缆服务无法相比的地方作为补充连接方式。 

  然后就是采用PON网络的压力。关于这一点一直存在几个方面的问题。一是本世纪初当PON正在进展之时,经济发展却在减速。还有一方面是区域性问题——例如,在美国就存在一个立法方面的缺口,比如,似乎以前Bell运营公司就被要求和竞争者共享他们的宽带访问。直到立法机关解除了这个不合理的负担,这才使得让运营公司在访问技术方面进一步投资具有吸引力。

  但是和电信领域一样,最大的障碍仍然在于通用标准的确定。在标准确立之前,没人会希望大规模地配置PON。我们现在拥有标准,但是却是三种类型——BPON、EPON与GPON。人们直到现在都还止步不前,希望看看两个新标准,EPON与GPON哪个会领先一步再做打算。压力之下,僵局开始慢慢被打破——ImmenStar最近推出一个组合EPON与GPON标准的芯片组,为人们提供一种保障,以免做出“错误的”选择。 

  所以市场的巨大转变并非由技术的突然进步,或是单一世界标准的确立所驱动,它更多是由公众需求的持续增长所带动,公众需求的增长甚至突破了抵制因素的限制。 

  PON市场发展现状 

  做出的预计是多么的惊人啊!根据Infonetics Research公司2006年3月的一份报告,今后三年,PON的应用与销售将经历四位数的显著增长——在2005至2008年间,其订户将增长1260%,由150万增长至2050多万。同期,全球光线路终端(OLT)与光网络单元(ONU)的出货量可望由170万件增至800多万件;其收入也将由5.25亿美元增加至19亿美元。 

  在发达国家,由于PON必须与已有的电话网络竞争,所以还会存在巨大的地区差异。在日本,政府采取了一项深具远见的行动,对光纤配置进行补贴,因此,他们的PON网络已相当完善。 

  当前,亚太地区的PON收入占总收入的76%,而北美地区占20%;Infonetics调查公司称,到2008年,情况会发生根本性的改变,到时美洲市场将占40%,而亚洲市场则占38%。 

  Infonetics Research公司首席分析员Michael Howard称:“亚太地区的PON正在迅速增长,特别是日本,那里有200万订户正在应用BPON与EPON。与之相比,北美地区的PON才刚刚起步,Verizon的业务在高速发展,迅速超过了IOC与当地政府的配置率。2004至2006年间,PON的全球收入将上升84%,主要来自NTT与Verizon的增长。” 

  其他方面,BPON占北美PON收入的81%,亚太收入的75%,但它正在逐步落后于EPON与GPON,Infonetics调查公司预测GPON将是最后的赢家。BPON全球PON OLT收入比例将由2004年的77%下降至2005年的41%,同期EPON的收入比例则由19%增长至53%。 

  欧洲的铜线电话系统设备完善,城市人口密集,在光纤铺设方面要落后于其他地区。但总体的前景预示着无源光网络是高可靠性、高质量宽带服务的未来。
 
 [关键词]:无源光网络 PON  发表评论    【推荐】 【打印

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