EPON与三种主流有线接入技术的比较.doc

EPON与三种主流有线接入技术的比较目前在宽带接入市场上，主流的有线接入技术主要是ADSL和FTTBLAN两种。在未来的FTTH的应用中，则主要还有点对点的MC方案。下面对这三种方案和EPON在可用带宽、维护费用、升级性、建设成本（设备和工程）等方面做一个综合的比较。1与ADSL 的比较 从带宽方面看，ADSL能满足一些用户上网的基本需求。但是ADSL是上行和下行不对称的技术，而且上行带宽小，无法满足交互式业务的需求，如互动游戏、视频点播、远程教育、SOHO办公等。特别是近年来出现的P2P(peer to peer)文件共享应用，对双向带宽更是有着极大的需求。据统计，国外P2P网络流量已占据了整个网络流量的40，给互联网带来巨大的带宽扩容压力。这些当前日趋流行的业务都是宽带网络的发展方向，运营商的利润增长点，而ADSL网络在带宽方面却后继乏力，难以胜任。因此，在带宽方面EPON网络有着毋庸置疑的优势。从维护费用方面来看，由于ADSL的带宽随着传输距离增长而急剧下降，所以其节点相对较多，维护工作量大，维护费用较高。而EPON方式采用光纤接入，不仅稳定性较ADSL高，故障率低，中间的无源光网络的维护工作量也远小于ADSL。从升级性和发展前途看，由于ADSL存在速率低、出线率不高、距离短、线间干扰影响用户使用等固有缺陷，用户数量不能无限制发展，更不能很好地满足用户对速度稳定性的要求，尤其是无法满足那些使用宽带业务频繁的APRU值较高的客户。而EPON技术则可以通过增加PON接口卡，提高速率来实现平滑扩容，不断满足客户的新需求，具有良好的升级性。从成本方面看，ADSL作为对已有铜线资源持续使用的一种方式，初期投资确实比较低，但需要不断地进行后期维护，特别是受出线率限制原有铜缆使用饱和之后，铺设新缆的费用与建设EPON网络相比将没有明显的优势。当用户带宽需求增加，必须缩短铜线长度时，DSLAM将不得不下移，这样，不仅占用了大量骨干网光纤资源，而且还不符合接入网“少层级、少局所、大容量”的发展趋势。综上所述，ADSL技术只在宽带用户发展的初期在成本方面比EPON技术占优势，而其他方面则远不及EPON技术，属于典型的过渡技术。目前，随着宽带用户规模的不断扩大，ADSL已经开始撞到了发展的“天花板”，运营商纷纷开始着手试用各种ADSL替代技术，其中EPON被特别看好。2与FTTB+LAN 的比较FTTB+LAN宽带接入也是基于以太网技术的，采用光纤网络实现吉比特/百兆到大楼或社区，结合五类线实现百兆到楼宇，十兆到用户。基于以太网技术的FTTB+LAN宽带接入网是由局端设备和用户端设备组成。局端设备一般位于城域网局端接入节点机房，用户端设备一般位于小区机房或大楼内；或者局端设备位于商业大楼内，而用户端设备位于楼层内。局端设备提供与IP骨干网的接口，用户端设备提供与用户终端计算机相接的10/100 BASE-T接口。局端设备与用户端设备之间采用点对点的连接方式，局端设备具有汇聚用户端设备网管信息的功能。从带宽方面看，FTTB+LAN和EPON都是基于以太网技术的宽带接入，从局端到用户端都是干线部分采用光纤，末端采用五类线。因此二者在接入带宽方面没有本质差别。不过从服务等级上看，EPON可以提供物理隔离的以太网专线功能，在安全性方面略胜一筹。从维护费用方面来看，由于FTTB+LAN的方式局端和远端是两个独立的交换机，不能统一管理，因此对两端维护人员的要求都比较高。而EPON的局端OLT和用户端ONU是作为整个EPON网络中的成员来统一管理，可以方便地在局端对整个网络状态进行统一采集和分析，这样就可以由网管中心进行统一管理和维护，降低了对用户端线路人员的要求。而且EPON作为电信级设备，在标准中制定了丰富的运行管理维护（OAM）方面的信息，管理能力较传统以太网设备有质的飞跃。因此从长远来看，EPON的维护费用方面较FTTB+LAN的模式要低。从升级性方面来看，EPON和FTTB+LAN的最大差异在于从局端到用户端的干线部分，EPON基于点到多点的拓扑结构，而FTTB+LAN则是基于点到点的拓扑结构；FTTB+LAN消耗的干线光纤数量和局侧设备光端口数量的差别将随网络规模的扩大，成倍数扩大。而EPON技术则是由多个用户共享干线光纤和局端光口，可以比较从容地应对用户规模的快速增加。从成本方面看，用户端设备EPON的ONU和FTTB+LAN的带管理功能的接入交换机二者的价格相当，而局端设备EPON的OLT比FTTB+LAN的局端汇聚交换机价格要高，因此在用户规模较小时，FTTB+LAN的方案比EPON方案的设备成本低。在工程费用方面，二者相当。随着用户数量增加，经过分摊之后的OLT成本将和光口扩容之后的汇聚交换机加上增加的干线光缆的成本相当。当用户数量增加到一定程度，EPON的成本将比FTTB+LAN要低。综上所述，FTTB+LAN和EPON技术相比，没有明显优势，而且在管理能力和提供的业务方面还略逊一筹，特别在用户规模上升到一定程度以后，在成本方面也处于劣势。3与MC 的比较 MC是点对点的光纤接入方案，EPON是点对多点的光纤接入方案。同为光纤接入方案，从带宽方面来看，二者无明显优劣。从维护方面来看，二者的可靠性相当，而MC的管理能力则不及EPON，MC作为简单的物理层传输设备，其功能也不及EPON强大。从升级性方面来看，随着用户数目的增加，MC的扩容升级要同时增加干路光纤、局端和用户端光口，EPON则在多数情况下，只需增加用户端光口即可。因而MC的升级成本要比EPON高。从成本方面来看，单个MC设备的成本要比EPON的ONU和OLT都低，这也是MC最主要的一个优势所在。但网络的综合建设成本要包括设备成本和工程线路成本。随着网络规模的扩大，MC方案的线路成本也要呈线性增长，在用户数量达到某个值时，MC网络的总体成本将和EPON相当，之后，随着用户数量的继续增加，EPON将越来越呈现出在上规模之后的成本优势。下面，将对MC和EPON的总体网络成本进行具体分析，经过计算，找到二者成本相当时的用户规模。4成本分析网络的总体建设成本主要包括节点设备成本和工程线路成本两部分。4.1节点设备成本在FTTH应用中，EPON采用1:32的分支比，即一个OLT侧光口，可以同时接入32个远端ONU用户。参考日本市场Yahoo BB部署EPON的设备价格，经过分摊之后的单用户成本约为2000 RMB/线。MC采用点对点方案，一个用户需要一对MC设备，目前20 kmMC的国内市场价格约为1000 RMB/线。4.2工程线路成本工程线路成本的构成比较复杂：包括光纤、活接头、熔接点等光缆材料费用和管道、线杆、光交接箱、分线盒、设计施工等工程费用。在光纤方面，选用G.652光纤，采用8芯的光缆，另外考虑到光纤安装、接头、成端的费用，同时参考现在市场上一些项目建设的成本预算，光纤线路折合到每芯的材料费用大约200 RMB/芯公里。在EPON系统的树型结构中，在分支处需要无源光分支器。目前市场上1：32光分支器的用量较小，价格较高，大约为3 300 RMB，折合每线成本约为100 RMB/线。在FTTH规模应用时代，该价格会有较大下降。 在光纤线路建设中，采用工程上常用的管道建设方案。工程建设费用主要包括光纤光缆敷设费用（含全部辅材及施工费，设计费），管道和杆路建设费（含全部辅材及施工费，设计费）。其中光缆的敷设费用，包括接头费用，跟纤芯数量也有直接的关系，参考一些项目建设成本数据，一般情况下是材料费的一倍左右，参考前面的材料成本，可得到管道光缆的铺设费用为200 RMB/芯公里左右。管道材料及杆路建设费用的计算如下：管道在接入网中一般是采用一孔到两孔PVC（聚氯乙烯）管接入，这样可以放置5到10根子管或光缆。管道材料一般15 000 RMB/管孔公里，这里按单孔考虑。放置五根子管的材料费为10 000 RMB/公里。管道施工费（赔补）各地区差别较大，这里取均值为6-7 RMB/管孔公里，这样单孔管道的平均造价（包括PVC大管和子管材料，施工费用，赔补费用）大概在8 RMB/管孔公里左右。考虑到每一个管孔可以放五根子管，每根子管放一根光缆，则1.6万RMB/子管孔公里。这里再假设每根光缆的芯数是24，管道费用分摊到每根光纤约为670 RMB/管道光纤公里。在我们的计算中考虑在局端到分支点的干路上使用管道光缆。在从分支点到用户的距离考虑使用架空光缆，同样也有两部分费用，光纤费用和杆路费用（如立杆，放吊线和拉线及赔补费用），参考一般的施工情况，平均费用在1.5万RMB/公里。按一次摆放5根24芯的光缆来计算，同上面的考虑管道平摊到每根光纤的思路，这里得到杆路费用分摊到每根光纤费用为15 000 RMB/（24*5）125 RMB/杆路光纤公里。下面，将根据上面数据分别计算MC和EPON的工程线路费用。首先，需要设定线路长度。从国外的一些参考资料来看，5 km的覆盖半径可以包括90以上的用户，因此假设平均干路光缆长度为5 km，引入段入户光缆长度为2 km。(1)MC的工程线路成本计算MC的拓扑结构是星型的，每个用户理论上应该是直接连接到局端，因为这样所用的光纤长度最短，但是实际应用中，为便于施工，一般考虑在离用户平均距离相当的位置建立一个光纤汇聚点，这样用户就有一段主干路段是共同的，可以降低了局端到汇集点的工程施工难度。按前面设定的线路距离，可以得到MC的平均每线工程线路成本如下：(2)EPON的工程线路成本计算EPON和MC相比，在分支处增加了无源光分支器，按前面设定的线路距离，可以得到EPON的平均每线工程线路成本如下：4.3MC 和EPON的初期总造价随用户数增加的变化初期总造价包括设备成本和工程线路成本两部分。MC的总造价随用户数增加呈线性增长，而EPON在用户数较少时，由于也要部署分路器和局端设备，因此EPON的总造价呈现阶梯型上升。具体对比如图1所示。图1工程造价随用户数增加的变化趋势从图中可以看到，只有在用户数小于8 个以前，在初期总造价方面MC才有一定的成本优势。当用户数增加到16 个以后，MC就已经完全丧失了成本优势，而在FTTH的应用中用户数目将远远大于16。加之考虑到后期的维护成本，MC将更无优势可言，因此只有EPON技术才是FTTH应用的最佳选择。5 结束语综上所述，EPON与目前主流的三种宽带技术相比均有明显优势。而且，随着近年来Internet的普及和各种宽带应用的迅猛发展，特别是像IPTV、互动网络视频游戏等“带宽杀手”应用的不断涌现，目前以ADSL为主的过渡型宽带接入网已逐渐“不堪重负”，为了彻底解决接入网的带宽瓶颈，光纤到户（FTTH）这个一直来作为接入网发展的最终理想，已经具有了提前实现的迫切需求和可能。EPON是基于千兆以太网的无源光网