有源以太网和无源光网络谁更适用于光纤到楼网络(转载)

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有源以太网和无源光网络谁更适用于光纤到楼网络

编辑：BARRY KANTNER 译者：邢文胜

   
宽带接入市场正在升温。最近几个月，在无源光网络（PON）厂商持续鼓噪他们的方案能解决接入瓶颈之时，几个新企业推出了有源以太网产品。从最大的全国运营商到最小的本地运营商都在积极地评估这两种宽带接入方案以确定他们各自的优势。然而除了夸张的宣传，在各种无源光网络和有源以太网之间到底存在哪些技术差异呢？

传输距离
有两个因素影响无源光网络的传输距离。第一个是光功率，它由光线路终端（OLT）的激光器和线路损耗决定。第二个是光网络终端（ONT）同时发射的风险。因为光网络终端共享光纤馈线和光线路终端的端口，所以所有的设备都必须有一套复杂的算法以避免一个以上的ONT同时发射。如果发生了同时发射的情况，就会导致业务流发生碰撞，影响大多数业务无法继续。该算法要计算和调节各ONT与OLT之间的距离差。距离产生延迟。当延迟增加时，ONT到OLT的传输窗口就会变窄。这直接影响ONT可用带宽的数量。因此要限制ONT和OLT之间的最大距离以保证ONT能有可接受的带宽性能。PON标准将这个最大距离定为20km，而多数厂商建议为10km。
图1显示了PON和有源以太网的服务半径。对PON来说，在选择分路器的位置时必须考虑OLT和ONT之间的最大距离限制。黄色圆环代表了ONT离OLT的最远距离（此例中为20km）。绿色圆环代表了ONT离分路器的最远距离。分路器到OLT的距离决定了ONT到分路器的距离。二者之和不能超过20km。图1给出了两个例子：一个是分路器距离OLT 19km，因而其服务半径只有1km；二是分路器距离OLT10km，因而其服务半径为10km。在两个服务区域内都有32个ONT。
这就导致要进行复杂的权衡和妥协，并且需要经常评估：
● 如果在ONT的服务半径内少于32个用户，每用户分摊的OLT成本就很高。
● 如果在ONT的服务半径内多于32个用户，仅仅为了支撑第33个用户，就需要增加OLT端口，结果导致每用户分摊的OLT成本陡增。
● 如果在现有的ONT服务区域以外有新用户，就要增加一个OLT端口，结果导致每用户分摊的OLT成本非常高。
● 如果在OLT的20km服务半径以外有新客户，就需要在一个新地点安装一个完整的OLT设备，结果导致每用户分摊的OLT成本非常高。
有源以太网设备可以彼此相距120km。如图1所示，有源以太网可以服务一个非常大的区域，而且无需事先规划，固定资产投资也不用冒沉没的风险。不同地点的以太网平台还可以互联。与OLT服务半径内只有部分用户能享受到服务不同，在以太网服务半径内的任何客户都能享受到服务，而不用考虑所处的位置。



上图显示了典型PON（左）和有源以太网（右）的服务区域

大多数以太网设备使用标准的SFP光收发器。有大量的供应商能提供各种各样的SFP光收发器，让用户可以在需求和成本之间做出最好的搭配。目前的SFP光收发器支撑：
● 100Mb/s和1,000Mb/s
● 多模和单模光纤
● 850m至120km的传输距离
● 850nm至1610nm波长

网络部署成本及其可预测性
本质上讲，OLT是昂贵的，因为它要将宽带光信号推送到20km远的地方，还要有足够的功率点亮32个或更多的ONT。只有当OLT服务了26个ONT时，OLT的成本才算经济。因为OLT的高价格、分摊OLT成本需要大量ONT和ONT服务区域受到限制，所以部署PON的成本会有很大的波动。
首先，因为OLT很昂贵，为第一个PON用户提供服务的成本非常高。PON的每用户成本随着分享OLT的ONT数量的增长下降很快。然而，一旦ONT数达到了最大值，就要投资部署新的OLT，每用户成本又戏剧性的大幅上升了。有源以太网的第一个用户的成本要比PON的低得多。增加新用户时，成本的变化也较小。从最初的几个用户到成千上万个用户，有源以太网的每用户成本是线性变化和可预测的。
PON的每用户成本还受分路器位置的很大影响。当分路器离OLT较远时，ONT的服务半径就较小。这种情况虽然充分利用了光纤馈线，但是需要在ONT服务区内有高密度的潜在客户。而当分路器离OLT较近时，ONT的服务半径就较大。这种情况下，虽然ONT能覆盖更多的潜在客户，但光纤馈线的利用率又下降了。
由于PON的地理限制，要经济高效地部署OLT和ONT是很困难的。为了让每个OLT能获得最多的用户，需要精确地规划分路器的位置，这是极具挑战性的工作，因为很多因素都会影响用户的行为。
因为PON的地理限制，发展客户的成本也变得无法预测，在等待用户发展到最合适的数目之前，会产生大量的沉没成本。
有源以太网的资本支出与发展用户是同步的。也就是投资可以马上创造收入。还有，因为用户可以不受地理限制地连入120km以内的任何以太网汇聚点，所以部署有源以太网不需要太多的事先规划。

每用户带宽
在PON中，因为所有用户终端共享OLT和光纤，所以每个用户终端的可用带宽也是共享的。可共享的总带宽取决于PON技术的种类和分路比。在有源以太网中，每个用户都有上下行对称的100Mb/s连接。远远超过最快的PON（图2）。同样的有源以太网也能为用户提供对称的1Gb/s甚至10Gb/s连接。只有标准的以太网才能有如此的灵活性并能充分利用低价的以太网器件。



各种PON和有源以太网的每用户带宽

有源以太网比PON有更高的带宽和更大的服务范围，再加上发展用户的成本是线性增加的，所以应该选择这个技术。PON能以较低的分路比来提高每用户的带宽，但这又增加了每用户的成本。例如，EPON的分路比从1:32降到1:16，可使每用户的带宽增至60Mb/s，但是每用户均摊的OLT的成本也翻番了。

运营成本
PON厂商断言在OLT和ONT之间使用无源分路器而不是有源器件将为网络运营商节约运行成本，因为无源器件不需要供电和维护。但是需要注意的是OLT和客户端的ONT实际上都是有源器件。
即使在最坏的情况下，以太网中包含有源器件的业务汇聚点的数量也只占总布点数的1%。以太网布局上的优势远远超过维护有源器件增加的成本，而PON就做不到这一点。
在PON中，ONT和OLT之间只有一条路径。如果OLT出现故障或者OLT与无源分路器之间的光纤断裂，所有的ONT都无法继续工作。有源以太网除了经过多年的检验故障率很低外，还能以任何拓扑形式部署，包括环形拓扑。环形拓扑提供了备用路径以预防光纤和电子器件故障，所以非常可靠和灵活。
有源以太网承诺要重塑接入网市场。既然光纤和光器件的价格已经低到不用再考虑无源器件了，那么更多的运营商将有机会转向使用完全标准化的技术——以太网技术——提供接入线路。

Barry Kantner：World Wide Packets产品开发和市场营销副总裁
译自www.lightwaveonline.com上的《The FTTP battlefield: Active Ethernet vs. PON》或《Lightwave》04年7月7页


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