IPTV和VoD服务催生PON接入网发展

IPTV和VoD服务催生PON接入网发展很长时间以来，光纤到户(FTTH)始终是大多数电信运营商的终极目标，但

本钱因素不是延缓就是阻挡了他们的这一期望。现在，无源光网络(PON)

技术正以其更低的价格和更高的带宽为消费者带来的接入速率。FTTH的主要推动力是视频应用。电信运营商盼望通过供应IPTV效劳

与有线电视公司进展竞争，由于有线电视公司正在供应VoIP效劳并从电

信运营商处挖走固定用户。固然，电信运营商也想扩大自己的VoIP

业务量。通过使用光纤，运营商能够供应IPTV、视频点播(VOD)和其它视频

业务。此外，借助光纤，互联网接入数据速率能够提高，以满意不断增长

的互联网应用，由于用户永久要求更高的速率。尤其最近，用户总是埋怨

他们上传数据的速度太慢。虽然大多数用户好像对于网络下载速度表示满足，但随着向YouTube

和FaceBook等网站上传相片和视频需求的增长，现在的上传效劳变得像

拨号上网那样过时。于是运营商开头寻求实现三重播放(话音、视频和数

据)来提高用户满足度。一些专家甚至预言，基于双绞线的一般老式业务(POTS)将于

2022年左右消逝。尽管该预言成为现实的可能性不大，但在AT&T和

Verizon这样的主流电信运营商的网络中，光纤将确定会扮演更大更重要

的角色。随着老的POTS用户数量的下降，同时DSL的速率已接近了上限，主

流电信公司被迫转而使用光纤。得益于PON技术的逐步进展，光纤接入的

本钱将随着时间的消逝而渐渐得到掌握。PON 技术更新PON 价格较低的缘由很简洁：它可以不用高速长距离网络所必需使用的有源电路和器件。PON的工作距离较短，最远为20km,网络由光纤加上

一些低本钱的无源分路/合路器组成。PON网络的一端为运营商设备，通常称为光线路终端或OLT(图1)。一个或多个分路器把光信号分为4/8/16/32，最多64路单个信道送入家

庭网络，然后由一个光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)接收光信号并通

过路由器或网关与PC、TV或其它网络应用设备相连。在某些系统中，光纤在ONU中的多住户单元(MDU)处终结，后者把信

号安排给该单元管辖范围内的公寓、居民住宅或连排别墅。安排方式通常

是通过现有的配置了ADSL2+(或者更新更快的VDSL2)的双绞线线。而

另一些系统中则与接近的数字用户线接入复用器(DSLAM)相连，由后者负

责通过已经安装好的使用ADSL2+或VDSL2的双绞线线安排信号。PON 有两种主要的形式。GPON或称千兆PON是为基于异步转移模式

(ATM)协议的系统布线而开发的最新PON版本，其第一个版本称为APON,随即被BPON所取代。BPON实现了下行622Mbits/s和上行155Mbits/s的速率。GPON的上下行速率分别为2.488Gbit/s和1.244Gbit/s。下行数据

通过一个1490nm激光器发送，上行数据则通过1310nm激光器发送。在某

些状况下会用到一个独立的1550nm激光器传送TV信号。GPON有正式的

ITU标准(G.984)。PON的另一种形式是以太网PON，或称EPON。它由IEEE802.3aq标

准标准，上下行载波波长与GPON一样，但为对称的1.25Gbit/s。更快的

10Gbit/s标准正处于研发之中。EPON有时又被称为千兆以太网PON或

GE-PON,广泛应用于日本与其他一些亚洲国家和欧洲的局部地区。在美国

GPON占统治地位而不用EPON。PON 的上下行速率虽然很快，但是用户明显达不到那样的速率。电信公司是依据肯定的策略和收费打算安排带宽的，单个用户速率不会超过

100Mbit/s，而大局部用户要低于这个数字。30Mbit/s是大多数IPTV应

用所需的最小带宽，也是可用速率的最小值，尽管还有50Mbit/s的状况。PON 的应用范围普及全球，虽然目前大多数网络部署在亚洲和欧洲，但美国的使用率正在飞速上升。Verizon可能拥有最多的用户，其用户数

超过了1百万，打算2022年将到达1千8百万。该公司的FiOS系统正为

50万用户供应IPTV效劳，该系统是Verizon宽带投资打算的一局部，光

纤直接到户。另一个重要的参加者是AT&T，其UverseIPTV和三重播放系统打算已经在美国启动，打算建立多个网络。AT&T的系统使光纤与接近的DSLAM

相连，信号最终通过VDSL2经双绞线传送到用户。还有其它一些运营商也开头了部署PON的工作oQuest也是一家大运营商，

它把光纤接入看作救命稻草而不仅仅只是一项将来技术。某些专家估量超

过50%的商用PON网络是由不知名的小运营商建筑的。不管哪种状况，都

说明了PON网络正处于上升的阶段，代表了将来宽带技术的方向。假如说

有线电视临时在宽带市场中占了上风，电信公司也并未放慢紧紧跟随的脚

步，并且最终会形成真正的竞争格局。PON产品看看某项技术有多少新的IC支持是推断该技术是否处于上升时期的

方法之一。正是大量涌现的新的IC芯片推动了PON技术向前进展。该领域的领头羊好像非Broadlight莫属，该公司的芯片解决方案掩

盖了几乎全部的PON系统。在运营商侧或称OLT侧，其BL3238GPONOLT

媒质接入掌握(MAC)芯片支持在GPON封装模式(GEM)之上的以太网分组和

时分复用(TDM)数据传送。标准的下行速率为2.488Gbit/s,上行为1.244Gbit/s或622

Mbit/s。BroadLight的芯片上下行两个方向均支持FEC和AES加密，最

多可带128个ONT。BroadlightPONmaker软件工具加速了OLT的开发进

程。BroadLight 的最新产品BL34584通道OLT掌握器是业界集成度的分组和时分复用GPON传送解决方案，它极大地降低了功耗、节约了空间，

并降低了多端口OLT方案的本钱。BL3458的核心部件是4片BL3238。该芯片上还集成有4个串行/解串行模块(SERDES)和突发模式CDR。内置的MIPS324KEc处理器使得设备的配置和动态带宽安排(DBA)更加简

单。PONjacket软件工具简化了OLT开发过程，提高了产品推向市场的速

度。Broadlight的BL2347是一款GPONONT芯片，具备桥接和调制解调

功能，同时特地优化了本钱。这款片上系统(SoC)芯片集成了一个VoIPDSP

和一个4端口千兆以太网交换机。GPONMAC完全遵循ITU-TG.984标准。BL2348则是一款单芯片的完全GPON住宅网关ONT芯片(图2),内含

一对用于流量处理的PONRunner网络处理器，单个GPONMAC和一个MIPS

24k处理器，另外还有4端口VoIP交换机和DSP。芯片上有适合于家庭网

络技术的标准接口，如千兆以太网、100Mbit/s快速以太网、

802.11a/b/g/n、MoCA、HomePNA和HomePlug，以及USB。BL2348 在一块芯片上实现了ONT和家庭网关功能，并极大地降低了物理尺寸、本钱和功耗。与之配套的GateMaker软件支持防火墙、安全、

SIP、治理、QoS和NAT等网关功能的编程。样片将于2022年底供应。科胜讯的PONSoC则注意于ONU客户产品。GPON芯片CX95292

XenonIIIG完全遵循ITU-TG.984标准，而CX95203Xenon-IIIE则遵循

IEEE802.3ahEPON(GE-PON)。两款芯片均具备下行2.488Gbit/s、上行1.25Gbit/s的数据传输力量，同时支持物理层加密、安全、桥接和路由

功能，从而确保IPTV业务所需的QoS。同时，芯片上还包含了4个并发的VoIP信道，每信道都具有路由、

深度分类和过滤的力量，从而支持的QoS。此外还有千兆以太网MoCA、

HomePlug和HomePNA接口。CortinaSystems刚刚公布了它的其次代以太网PON芯片组。CS8021

是一款高度集成的PON中心局端OLT芯片，单个芯片支持4个EPON端口，

使得设备制造商有可能设计出高端口密度机架或可堆叠安装在机架上的

系统。可扩展的SDRAM帧缓存提升了QoS。在CPE侧，CS8016ONU是一款

单芯片解决方案，内置帧缓存、RAM、PON和以太网SERDES。治理和掌握

功能由内置的ARM9处理器完成。网络芯片商PMC-Sierra最近也公布了几款PON产品，该产品来源于

它不久之前收购的Passave。基于该公司的GigaPASS架构，PAS65311

GPONONT参考设计包括了一个完全遵循ITU-TG.984标准的GPONMAC、

一个高级分类引擎、鲁棒QoS队列、高级VLAN桥接和处理、IPTV过滤等

模块，全部模块都能线速处理各种长度的分组数据。GigaPASS 架构集成了多个基于硬件的分组处理引擎子系统，能够线速处理全部长度的分组。一个支持Linux和VxWorks操作系统和可扩展中

间件平台的掌握处理器把