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各种PON技术与之成本关系

2010-10-05 14:27
flinay
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  尽管有源以太网FTTx应用中曾经风光一时。时至今日,也有一些日本、欧洲的运营商仍坚持采用该技术,但不可否认的是,在全球范围内,PON在当今的FTTx市场中毫无疑问地占据了绝对优势,尤其最近三年以来,PON的规模应用取得了加速发展,PON的前景也越来越被看好。

  各类PON的技术特点分析NhY光波通信

  从各种PON的标准制定之日起,就决定了他们有着各自不同的技术特点。

  简要地讲,EPON标准以IEEE 802.3ah体系结构为基础,最大程度继承了以太网长期、大规模积累下来的宝贵技术经验,分层更简单,系统实现较容易。更由于目前以太网芯片的成熟性,系统成本更低。EPON支持上、下行对称1.25Gb/s速率的传输,普遍采用1:16的光分路比,支持FTTH、FTTB+LAN、FTTB+DSL等接入方式。考虑上网业务的收敛性以及客户实装率等,每个用户可以得到的带宽为10M~20Mb/s左右。

  GPON标准更注重多业务支持能力,尤其考虑了对传统TDM业务的支持,定义了全新封装结构GEM(GPON Encapsulation Method),接口非常丰富,能提供时钟同步和电信级QoS保证。NhY光波通信
GPON支持非对称速率传输,如上行1.25Gb/s,下行2.5Gb/s,普遍采用1:32的光分路比,主要支持FTTH等接入方式,每个用户可以得到的带宽为20M~40Mb/s左右。

  突发式的发射和接收对所有的TDM-PON而言,是一个关键的技术难点,而EPON和GPON因为传输协议的不同,在光器件处理突发式发射和接收时对时序的要求差异极大。相比之下,GPON器件上行突发时序的要求要比EPON苛刻得多。如图1所示,GPON器件的突发接收阈值建立时间要求在96字节即77ns以内,而EPON器件的同类指标为400ns。除此之外,在ONU端的突发发射控制上,GPON也对激光器的开启、关断时间要求得更严格一些。

  图一 GPON器件突发时序示意图

  不同的标准产生不同的技术要求,相应地,在PON的芯片、模块等方面随即产生了较大的不同。

  在PON芯片方面,EPON芯片继承的是“简单即美”的传统。功能相对简单,厂家集中,生产规模较大,产业链相对成熟。目前应用的第三代芯片,价格比第二代低,而功能却已不可同日而语了。而GPON芯片由于功能比较复杂,需要全新设计封装格式,加上目前实际部署的规模有限,因此虽然厂家较多,但生产的量相对较少,并且在OLT端,系统芯片依然采用FPGA芯片,而在ONU端,ASIC芯片也才刚刚开始商用,所以芯片的供应价格短期内难以下调。

  在PON模块方面,GPON模块要满足很高的突发同步指标,因此对其前放、后放以及驱动芯片必然提出很高的技术要求。此外GPON模块要满足三类ODN功率预算,对模块的发射功率、接收灵敏度也有较高的要求,高成本的APD、DFB芯片不可避免,模块中高压电路的处理也必不可少,高压范围高达40V~60V左右。EPON模块用普通的FP、PIN芯片即可满足要求,在电路上只需处理普通的3.3V低压即可。另外在产能规模上,GPON器件和模块受成品率、生产效率等的限制,产能明显比不上GEPON。以国内有代表性的生产企业武汉电信器件有限公司(WTD)为例,目前每天能生产GEPON的BOSA及模块分别可达5000只及4000只左右,而每天生产GPON器件及模块就只能达到2000只及2600只左右,生产效率的差异较为明显。

  WDM-PON与上述GEPON、GPON这些功率分割型、时分复用(TDM)的PON不同,属于频率分割型、波分复用的PON。目前在韩国非常受重视,迄今为止几乎世界上所有的WDM-PON用户都集中在韩国,大约有15万户的部署计划。WDM-PON与其被称为PON,其实在结构上倒不如称为P2P更接近,因为其实质就是在传统P2P的基础上,将单波长或双波长的传输变成了多个波长的传输,充分利用了光纤的带宽资源。

  WDM-PON拥有潜力巨大的带宽、对数据格式完全透明、功率预算较低、具备极好的全业务承载能力和安全性。同时,由于没有了时分多路的概念,避免了TDM-PON中诸如ONU测距、突发发射和接收、动态带宽分配、快速比特同步之类的技术难点,通信协议及电路实现十分简单,因此WDM-PON被视为光纤接入的终极解决方案。

  但是,WDM-PON的缺点也非常明显:每个ONU要使用一个波长特定并且高度稳定的激光器,同时OLT要配备多个激光器和多个探测器,整个光路相当昂贵。众所周知,低价的ONU无色光源就成为了关键中的关键。另外,WDM-PON至今难以形成统一的标准也成为了限制其规模应用的一大障碍。

 

  GEPON和GPON的成本比较NhY光波通信
  在PON系统的成本中,PON的系统芯片和光电模块占据了较大的比重,下面主要从模块着手来分析。

  在GEPON和GPON的模块成本中,有源芯片占据了非常重要的地位。尽管近年来,GPON中的DFB和APD芯片的成本有了大幅度的降低,但是,随着FP和PIN芯片的成本随着其大规模应用的增长也在稳定地降低,因此,两者的价格比可以预计将趋于一定程度的稳定。目前,国内的主流模块供应商的GEPON和GPON的模块成本的组成大致如图2所示。可以看出,DFB芯片和APD芯片成本在GPON模块中占据了约27%的比例,而EPON中,相应的两项FP芯片和PIN芯片的成本仅占整个模块的大约9%。

  图二  PON模块的成本组成细分图

  因此,在暂不考虑其它电路IC、结构件、成品率等因素的情况下,仅就发射和接收的两个关键芯片来看,和EPON模块相比,在相当一段时间内要大幅降低GPON模块的成本很难。实际上,在PON的相关芯片上,也存在着类似状况。

  对此作一个整体的回顾可以发现,GPON和EPON的成本有如此大的差异,应该与下列因素紧密相关:一是各自的标准决定了GPON的技术复杂度要高于EPON,并且总体来看,GPON的标准制定要比EPON的进度慢而且相对缺乏平稳性。例如,继2003年正式发布G984.2的GPON标准后,又相继于2006年、2007年和2008年发布了增补1、G984.5和增补2的标准。而在这三个阶段,标准都会对光器件甚至系统的设计、规模制造产生重大的影响。二是市场应用规模,从截至2008年底全球实际部署的PON的用户数来看,EPON为约1500万,遥遥领先于GPON的约200万户。国内的情形就更不用说了,现在EPON的每用户成本已经大大接近于xDSL了。三是产业链的成熟度,从系统芯片的角度来说,支持GPON的厂家多达8、9家,最近芯片巨头博通也宣布今年将向中国市场推出GPON芯片,但目前产量相对都较少。而EPON伴随着大规模应用展开后的激烈竞争,稳定在了只有3个主流厂家,这可能也是产业链成熟的一个必然规律。而从光器件和系统商的角度来说,无论是GPON还是EPON,他们都能支持。

  PON的未来技术选择NhY光波通信

  WDM-PON尽管在无色光源等方面取得了一些进展,但仍然缺少关键性的突破。在未来的相当长时间内,由于其光器件的成本居高不下,很难实现足够经济的住宅部署。因此,可以预见,TDM-PON仍将占据主流,但WDM-PON由于拥有巨大的潜力,也将成为未来PON的一个重要发展方向。

  就未来的TDM-PON而言,传输速率高达10Gb/s的10G-EPON和NGA-PON(即10Gb/s的GPON)引人注目。这次又是EPON抢得先机:10G-EPON国际标准IEEE 802.3av已于9月正式发布。在标准中已经充分考虑了与现有的EPON(即1G-EPON,或GEPON)的兼容和升级的平滑性。而NGA-PON标准却进展缓慢,据业内推测可能还要2~3年方能出台。

  目前,10G-EPON成为了下一代PON的最大热门,预计在2012年左右即可形成成熟产业。而NGA-PON和WDM-PON,由于拥有潜在的技术先进性,无疑也会在未来的PON接入网中占据一席之地。由于各种PON技术的蓬勃发展,一种更大的可能是未来各种PON技术会逐步走向相互融合。

  结合各种主流PON的实际特点以及中国目前的国情,个人认为对PON技术可以采取因地制宜的策略,并且针对未来的带宽升级目标,实现分步走:首先,从目前到未来的3年,甚至5年内,以GEPON和GPON技术为主,主流的用户带宽达到10M~40Mb/s。其中,针对普通用户,大力普及目前技术与产业都已成熟的GEPON,而针对一些高端用户,如高级住宅小区、高级别的商业用户等,则可因地制宜部署GPON,待GPON技术和产业也充分成熟后,也可更大范围地推广GPON。然后,在未来3~5年之后,由于用户带宽需求的进一步增长,则需要向下一代PON过渡。

  易飞扬与韩国Editron公司加强合作NhY光波通信

  深圳,2010年1月4日--深圳市易飞扬通信技术有限公司日前宣布,授予Editron公司作为其光收发模块产品线在韩国的代理。

  2009年12月30号,易飞扬与韩国Editron公司正式签订代理合作协议。此前,Editron和易飞扬已经愉快地合作了2年,双方成功地开发了韩国本地的一些领先的通信行业客户。

  Editron成立于1998年,是韩国知名的专业电子元器件以及通信部件的分销商。本次签约预示着双方下一步的市场拓展合作将更加深入。

  当前,易飞扬已经拥有非常完善的从155M到10G的光收发模块产品线、FTTX无源产品线(PLC Splitter、WDM、MEMS等)。这些产品都基于纯粹硬件或软硬件一体的可选择性灵活设计方案,具备非常好的系统兼容性和成本优势。当前易飞扬的战略是在关键地区或核心市场寻求有能力的代理商成为易飞扬长远事业发展的一部分。

  (编辑 Valiant)

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