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摘要 本文介绍了PON与xDSL融合组网的背景，分析了融合组网的优势，提出了融合组网的几种主要应用模式。
1、引言
目前，中国电信宽带接入主要采用xDSL（如ADSL、ADSL2+等）、LAN、WLAN等技术，其中基于铜缆接入方式的xDSL所占的比例最大，达80%以上，其次是LAN接入方式，而无线接入仅是有线接入的补充手段。
数字用户线接入复用器（DSLAM）是xDSL系统的主要设备，通过铜缆与用户端的调制解调器相连，为用户提供宽带业务接入。目前电信网中的DSLAM设备基本放置于局端，通过IP网或ATM网或光纤直联的方式上联到宽带远程接入服务器（BRAS）。目前电信运营商已不再对城域ATM网进行扩容，并转向建设IP宽带城域网，基于ATM方式的DSLAM已越来越难以适应实际组网的需要，因而IP DSLAM将成为DSLAM应用和发展的方向。
现网中的xDSL接入主要有512 kbit/s、1 Mbit/s、2 Mbit/s等几种下行速率，上行速率为512 kbit/s。随着IPTV等业务的发展，对xDSL接入速率提出了更高的要求。
xDSL的可接入速率与铜线的长度直接相关，由于现网中的铜线接入距离普遍较长，对xDSL升速造成较大困难，很大比例的用户无法得到开展视频等业务所需要的带宽。对于IPTV业务，目前的标清电视需要3 Mbit/s左右的带宽，高清电视则需要至少6 Mbit/s的带宽，此外还有高速上网、视频会议、网络游戏、VoIP等其他业务也需要占用一定的带宽。解决用户铜线接入距离过长的最直接的方法就是通过光纤的延伸使DSLAM下移。
光纤到户（FTTH）是固定宽带接入网的发展方向，PON技术将是FTTH采用的主要接入技术。但考虑到目前FTTH的成本相对xDSL来说还较高，因此短期内不可能取代xDSL技术，但应积极推进FTTx（如FTTC、FTTP、FTTB等），缩短铜缆的长度，以便提高宽带接入网的可接入速率。
在当前FTTH还不能一步到位的情况下，PON与xDSL融合组网是一种较好的应用形式，这种组网模式可以利用PON和xDSL的技术特点，提供一种全新的宽带接入方式，满足用户的多业务带宽需求。
2、融合组网技术
目前，ADSL2+技术已成熟，并开始在现网中规模化应用。ADSL2+在传统的ADSL基础上对性能和功能方面进行了较大改进，提高了数据速率和对线路的适应能力，是目前新增ADSL设备的主要选择技术。
VDSL（超高速用户数字线路）可以提供短距离高速非对称业务和中等距离的对称或接近对称业务。VDSL2技术结合了ADSL2+和VDSL的特点，支持更高的传输速率。但目前VDSL2技术标准还有待完善，芯片还不太成熟，互通性及兼容性较差。
目前EPON（GEPON）技术比较成熟，并已在电信现网中应用，可支持1 Gbit/s的上下行对称以太网速率，可以承载数据、IPTV、VoIP等多种业务。GPON可以支持2.5 Gbit/s的上下行对称速率，但GPON标准复杂且制定较晚，目前主流的设备及芯片厂商均在进行相关产品的研发，市场上尚无完整的GPON解决方案，预计一两年后GPON技术及产品也将成熟。
因此，目前融合组网所采用的PON技术应是EPON技术，所采用的xDSL技术主要是ADSL2+技术。PON与xDSL融合组网模型如图1所示。
图1 PON与xDSL融合组网模型
图1中SR指业务路由器。PON系统主要由OLT、ODN（光分配网络）、ONU组成，其中ODN由光分路器和光纤线路等组成。ONU与DSLAM可能是分离的，也可能是集成的。
PON与xDSL融合组网方式综合应用了xDSL和PON技术，具有以下一些优势。
●提高了用户可接入带宽。融合组网方式使DSLAM向用户端靠近，缩短了铜缆接入长度，因而提高了用户的可接入带宽。
●节约设备端口资源。随着用户接入带宽的不断提高，未来BRAS的业务端口将主要是GE接口，相对于现网中采用的DSLAM光纤直联BRAS方式，融合组网可以使DSLAM经PON系统汇聚后再上联BRAS，因而可多台DSLAM共享GE端口，从而节约了昂贵的BRAS端口资源。
●节约光纤资源。PON系统的上下行业务流在一根光纤中传送，融合组网方式将减少对光纤资源的消耗。DSLAM下移后，DSLAM的数量将明显增加，传统的光纤直联等方式无疑将消耗更多的光纤资源。目前不少地方，特别是大型城市，管道资源相对紧张，光缆资源难以扩容。
●提高运营商投资效益。相对于FTTH的接入网升级改造，融合组网方式投资成本低，网络改造难度小。融合组网可以充分利用用户端现有的铜缆资源，而且无需对用户端进行布线改造。
●融合组网具备较强的业务支持能力。PON系统能提供GE/FE、E1/T1、STM-1、POTS等多种接口，并能提供不同的业务优先级，以满足多种业务承载的需要。而且PON系统还具备较完善的组播业务复制、控制能力，为将来最终实现组播业务在DSLAM上的复制和控制准备了条件。
●维护方便。相对于采用交换机汇聚DSLAM方式，融合组网采用无源光分路器对多台DSLAM进行汇聚后连至端局的OLT设备，汇聚线路中无需机房及供电等配套设施，从而减小了维护工作量。
3、应用模式
PON与xDSL融合组网的应用模式多种多样，本文根据PON系统的ONU设备在融合组网中的位置，阐述3种组网应用模式。
3.1 ONU置于端局
ONU置于端局的组网模式如图2所示，其特点是，PON系统的光分路器、ONU与DSLAM放置于一般端局，OLT放置于业务接入节点局，光分路器一般采用1:4（或1:8）的光分支器件。DSLAM通过FE/GE端口连接ONU，一般端局的多个ONU各自通过GE光口上联，经ODN连接至OLT，OLT通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络。
图2 ONU置于端局的组网模式
这种组网模式将一般端局的多台IP DSLAM设备通过PON系统汇聚后再上联BRAS/SR等业务接入设备，可以节约该端局至BRAS/SR所在局的中继光纤资源。
这种模式主要用于一般端局IP DSLAM的汇聚上联和端局周边xDSL宽带用户的接入。如果端局的DSLAM是ATM上联接口，则不能应用该模式，除非对其改造或更换为IP上联的DSLAM。
3.2 ONU置于小区机房
ONU置于小区机房的组网模式如图3所示，其特点是，PON系统中的OLT放置于业务接入节点局，光分路器放置于一般端局，ONU与DSLAM放置于小区机房。DSLAM通过FE/GE端口连接ONU，ONU通过GE光口上联，经ODN连接至OLT，OLT通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络。ONU至端局的光纤距离可以是数km，甚至是十几km。
图3 ONU置于小区机房的组网模式
由于DSLAM下移到小区，用户端的铜缆接入距离短了（一般在1.5 km以下），可以向用户提供较高的接入带宽。
这种应用模式可以将端局下面的多个用户小区的DSLAM设备汇聚上联至BRAS/SR所在的业务接入节点局，并节约用户小区至BRAS/SR所在局的中继光纤资源和接入网光纤资源。
IPTV等高带宽业务的发展，对宽带接入速率提出了新的要求。目前电信网中的DSLAM基本放在端局，离端局较远的用户（如3 km以上）将难以开展这些高带宽业务，这就需要DSLAM设备下移。这种模式一般将下移的DSLAM放置于用户小区机房，如果小区内没有设置机房的条件，则可以在小区附近的电缆交接箱旁设置路边机箱（机柜），将DSLAM设备置于其中。
下移到用户小区或小区附近的DSLAM可以向用户提供10 Mbit/s左右的高接入速率，以满足用户未来几年开通IPTV等业务的带宽需求。
3.3 ONU置于用户楼内
ONU置于用户楼内的组网模式如图4所示。这种模式的特点是将PON系统的ONU放置于用户楼内，DSLAM（有几个至几十个用户端口）内置在ONU中（目前已有设备厂商在开发这样的产品），ONU至用户端的铜缆长度短（在几百米内）。ONU经ODN上联至OLT，OLT通过多个GE/FE接口上联不同的业务网络。
图4 ONU置于用户楼内的组网模式
在这种模式中，每个DSLAM下的用户数不多，一个小区中将有多个甚至几十个这样的DSLAM。由于内置DSLAM的ONU放置于楼内，所以无需在小区设置机房。
这种融合组网模式既可以解决用户对超高接入速率的需求（20 Mbit/s左右），又可以解决DSLAM下移工程中可能碰到的机房问题。
几年后VDSL2技术及应用将走向成熟，VDSL2在几百米的铜缆长度范围内相对于ADSL及ADSL2+等DSL技术来说，具有明显的带宽优势。如果ONU内置的DSLAM采用VDSL2技术，可以为用户提供高达数十兆的上下行对称接入速率。
另一方面，可以预见，随着高清电视、视频通信、高速上网等高带宽业务需求的增多，需要为用户提供超高宽带接入速率（如20 Mbit/s甚至更高）。在普遍应用FTTH作为宽带接入方式的条件还不成熟的情况下，应用这种融合组网模式可以很好地满足业务需求。
4、运营与维护
PON具有业务透传、L2交换及业务汇聚、组播复制与控制等功能，支持业务的QoS、DBA（动态带宽分配）、VLAN Stacking、VLAN Trunk，为PON与xDSL融合组网的现网运营提供了条件。
在目前宽带业务量尤其是IPTV的业务量还不是很大的情况下，业务的认证、组播业务的复制与控制工作可以仍由BRAS来完成。但这种情况下的业务服务响应时间长，控制节点集中，单点故障将造成较大的影响。
随着IPTV业务（组播、点播）等高带宽业务的普及与发展以及对业务质量要求的提高，将要求尽量在接近用户的地方进行业务复制，以便减少网络带宽压力和缩短服务响应时间，并避免集中的单点故障问题。
目前PON系统的OLT及ONU基本具备组播业务复制及控制功能，也有厂商已开发出采用PON技术上联的DSLAM设备，该设备支持IGMP snooping、IGMP proxy、IGMP router等功能，支持组播VLAN功能，能实现基于不同VLAN的组播复制功能，支持CAC（频道访问控制）、PRV（频道预览）、CDR（呼叫详细记录）、SMS（业务管理子系统）业务管理等组播管理功能。在实际业务开通时，为区分用户和业务类型、业务优先级等，需合理配置相应的PVC及VLAN，并根据网络条件和业务需要，配置和启用系统的相关功能。
由于融合组网系统涉及传输、数据、交换、宽带接入等多个领域，维护质量要求高，维护技术相对复杂，这就给系统的维护带来了挑战，需要打破传统的条块分割式维护模式，建立清晰的维护界面和维护流程，完善运维支撑系统和网络监控系统，进行集中综合维护，并培训和组建一支综合维护队伍以适应网络及业务发展的需要。
5、结束语
PON与xDSL融合组网是在电信宽带业务不断发展，带宽需求不断增加，xDSL技术不断发展和成熟，普遍的光纤到户还有待时日以及“光进铜退”的背景下提出来的一种组网方式。融合组网方式具有节约光纤资源等多种优点，采用融合组网方式，既可以充分利用用户端现有的铜缆资源，增强电信运营商的投资效益，又可以很好地满足今后几年宽带业务的接入宽带需求。
