宽带接入技术的研究毕业设计论文.doc

通信系2013届毕业设计论文 题 目： 宽带接入技术的研究 专 业： 通信技术 班 级： 通信1036(监理) 学生姓名： 导师姓名： 起止时间：20 12 年 12 月 5 日 至20 13 年 5月 15 日25通信系2013级毕业设计（论文）任务书论文题目宽带接入技术的研究指导教师电 mail办公室1-310时间要求论文初稿电子版上交指导教师邮箱，时间截止：2013年4月1日；论文终稿纸质版上交指导教师本人，时间截止：2013年5月15日。要求：1、 宽带接入网技术简介 2、 宽带接入网组网原则3、 某地区宽带接入网的实际概况 4、 宽带接入网的发展前景 *论文字数不少于8000字！参考资料： 毕业设计的封面、任务书、成绩评定表以及格式要求等相关资料，须在陕邮职院通信系网站进行下载，格式必须按照要求书写、打印、装订，如不符合要求的将按不合格处理；在毕业设计中严禁出现相互抄袭、雷同的情况，如有发现，将按照零分处理。陕邮职院通信系2013届毕业设计论文成绩评定表学生姓名性别男系别通 信 系专业通信技术课题名称宽带接入技术的研究班级通信1036起止时间 20 年 月 20 年 月 指导教师课题任务完成情况论文 1.2452(千字)； 图纸 0 (张)；其它(含附件)：表 0 (张)，流程图 0 (张)指导教师意见评阅成绩： 评阅/指导教师(签字)： 年 月 日学生实得成绩(百分制)评 阅 成 绩 评 定 级 别 （级别为“优秀”、“合格”、“不合格”三档）宽带接入技术的研究目录摘 要1第1章 引 言2第2章宽带接入网技术简述32.1 宽带接入网的定义32.2宽带接入网的定界42.3宽带接入网的功能结构与接口52.4 宽带接入网的技术类型72.5 宽带接入网的优势8第3章宽带接入网的组网原则93.1组网基本原则93.2宽带接入网络结构9第4章上海宽带接入网的概况114.1发展历程及现状114.2上海电信宽带接入网的发展策略124.3.未来发展：最终实现ftth12第5章宽带接入网的发展前景145.1目前全球宽带接入发展情况145.2各种宽带接入概况、技术特点及适用对象155.3各种宽带接入的市场份额和发展趋势165.4 ftth的发展17结 论23致 谢24参考文献25摘 要本文首先对宽带接入网的定义、定界、功能结构与接口、主要技术类型及其主要优势作了探讨，接下来又对宽带接入网的技术的组网原则进行了说明，还对某地区宽带接入网的实际概况做了讨论，最后对宽带接入网发展前景做了分析。关键词 宽带接入；接入网；pon技术；接入网定义 接入网界定。第1章 引 言自美国政府1993年提出建设国家信息基础设施nii，即信息高速以来，讨论和建设信息高速公路的浪潮已推进到欧洲、亚洲、并席卷全世界。韩国和日本是发展最迅猛的国家，这与其政府的大力推动是密不可分的。韩国经过三年的大发展，宽带用户总数突破1000万，宽带普及率达到世界第一，占家庭用户的70，互联网用户的90，市场规模达到40亿美元。日本政府也通过各种措施（包括ejapan、ujapan等一系列国家项目）大力推动宽带技术的发展，目前宽带用户总数为1500万，其中光纤到户（ftth）达到120万，在2005年宽带用户总数已经提高到3000万，其中ftth达到1 000万。一些国家投入大量的人力、物力、财力建设信息高速公路。近两年我国宽带接入网的发展也十分迅速。据初步统计，2003年底我国宽带上网用户达到了1740万，宽带注册用户数为1010万。20012003年，我国互联网宽带用户从200万增加到1740万，年均增长率为38.5，宽带用户增长率是上网用户增长率的5.7倍，我国宽带用户增长进入快速发展期。我国原邮电部已建成了八纵八横的光纤通信主干线，atm实验网也在多个城市建成，广东省优先建成了带宽多媒体通信网，已在广州，深圳开展vod业务，并将在广东九城市开通两万用户的vod网。广电总局也正在全国铺设光缆，实施全国有线电视联网工程，各地有线电视台正积极进行catv网和hfc技术改造，并已有深圳、广州、青岛等地有线台利用catv网开展internet接入等多媒体信息服务。1所有这些都表明，信息高速公路的建设正在世界各国如火如荼地进行着，同时也可看到，各国在建设信息高速公路中都是以宽带网络的建设为基础的。信息高速公路的建设在技术方面就是要解决如何将图像、高速数据和话音等多种业务综合传送到用户的问题，这其中涉及到的主要是宽带网络技术。宽带网络技术由传输技术、交换技术和接入技术三大部分组成。传输技术主要解决干线的大容量，长距离的可靠传输问题，目前采用的物理传输线路是光纤和数字微波，传输体制多采用光纤同步数字传输技术sdh。交换技术要求能提供高速大容量的交换，能支持各种业务，目前主要是atm和ip技术。接入技术解决怎样将多媒体信息送到用户家中，即要建设宽带用户接入网的网体，这是整个信息高速公路建设中的关键，被称为信息高速公路最后一公里的问题。宽带接入网的主要技术有铜双绞线接入（xdsl），光纤同轴混合接入（hfc）以及光纤接入（ftth）等。下面首先简要介绍一下宽带接入网的定义和主要技术，以及其主要优势。第2章宽带接入网技术简述2.1 宽带接入网的定义接入网是在铜线用户环路的基础上发展演变而来的；且将继续演变发展下去。早期的用户接入线也被称为用户环路系统。接入网（an）是由业务节点接口（sni）和相关用户网络接口（uni）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输设施）所组成的为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由网管接口q3进行配置和管理。图2-1给出了接入网在整个电信网中的位置分布图。其中：用户是指用户终端设备（如计算机、电话机等）和用户驻地设备（如用户交换机等）；核心网是指本地局与市话局、市话局与长途局、长途局与长途局之间的所有区段。可见，接入网是用户与核心网之间的中介网，也可以看成是公共通信网的末端网。图中还给出了接入网与用户之间的接口uni（称为用户-网络接口）、接入网与核心网之间的接口sni（称为业务节点接口）。利用这些接口，也可以定义接入网是指uni和sni之间的所有机线设备。接入网将来自用户的所有业务流组合后通过公共传输通道送往业务节点（如：本地交换机等），反过来则将来自业务节点的业务流分开后送往各个用户，其中需要完成uni信令和sni信令的转换，但接入网本身并不解释和处理信令的内容，即对用户信令透明。按照线路的转接配置，端局到用户之间的线路连接结构如图2-2所示。其中：端局本地交换机（le）和交接箱之间用大径多芯（几百至几千对芯）馈线连接，交接箱和分线盒之间用小径多芯配线连接，分线盒和用户终端之间是用细径双芯引入线连接。交接箱的作用是完成馈线和配线之间的交叉连接，分线盒的作用是完成配线和引入线之间的分路/合路。通常馈线长几公里，配线长几百米，引入线长几十米。传统的电缆接入网就是这种结构。图2-1 接入网在整个电信网中的位置分布图配线馈线引入线le交接箱分线盒用户终端用户终端用户终端用户终端端局图2-2 端局到用户之间的线路连接结构接入网的目的是综合考虑本地交换局、用户环路和终端设备，通过有限的标准化接口将各种用户的需求接入业务节点。接入网的引入给通信网带来了新的变化，使整个通信网络结构发生了根本的变化。由于受传输损耗、传输带宽及噪声等的限制和影响，现行铜线接入网已越来越难以满足电信新业务发展的需求，并逐步成为宽带综合业务数字网的瓶颈所在。作为交换局与用户终端之间的连接纽带，接入网的数字化、宽带化理所当然地被提到议事日程，成为当前电信网发展的焦点之一。近来，随着技术成本的持续下降、电信市场的日益开放以及以ip为代表的数据业务的爆炸式增长，网络的带宽与容量再次成为热门话题和紧缺商品。以美国为代表的发达国家的骨干网正向超高速和超大容量的方向发展，高达160gbps(1610gbps)的波分复用系统已投入应用,同时，为了适应这一新的形势，接入网的宽带接入技术也呈现了新的发展态势。2.2宽带接入网的定界网络侧：通过sni与业务节点（sn）相连；用户侧：通过uni与用户终端设备（te）或用户驻地网（cpn）相连；管理方面：通过q3接口与电信管理网（tmn）相连，通常需经中介设备（md）。接入网由tmn进行配置和管理，完成电信业务的交叉连接、复用和传输。 2.3宽带接入网的功能结构与接口2.3.1接入网功能结构接入网有5个主要功能：用户端口功能（upf）、业务端口功能（spf）、核心功能（cf）、传送功能（tf）和系统管理功能（smf）。a. 用户端口功能（upf）作用是将特定的uni要求与核心功能和管理功能相适配。主要功能有终结uni、a/d转换和信令转换、uni的激活/去激活、处理uni承载通路及容量、uni的测试和upf的维护、管理和控制功能。b. 业务端口功能（spf）作用：一是将特定sni规定的要求与公用承载通路相适配，以便核心功能进行处理；二是选择有关信息，以便在an系统管理功能中进行处理。主要功能有终结sni、将承载要求、时限管理和操作运行映射进核心功能组、特定sni所需要的协议映射、sni的测试和spf的维护、管理和控制。c. 核心功能（cf）位于upf和spf之间,作用是将各个用户端口承载要求或业务端口承载要求适配到公共传送承载体之中，包括对协议承载通路的适配和复用处理。主要功能有接入承载通路的处理、承载通路的集中、信令和分组信息的复用、atm传送承载通路的电路模拟、管理和控制。d. 传送功能（tf）为接入网中不同地点之间公共承载通路提供传输通道，并进行所用传输媒质的适配。主要功能有复用功能、交叉连接功能（包括疏导和配置）、管理功能、物理媒质功能。e. an系统管理功能（smf）主要作用是对upf、spf、cf和tf功能进行管理，如配置、运行、维护等等，进而通过uni与sni来协调用户终端和业务节点的操作。主要功能有配置和控制、业务协调、故障检测与指示、用户信息和性能数据的采集、安全控制、通过sni协调upf和sn的时限管理与运行要求、资源管理。接入网的系统管理功能通过q3接口与电信管理网（tmn）进行通信，从而实现tmn对接入网的管理和控制。另外，为了实时控制的需要，接入网的系统管理功能还通过sni与业务节点系统管理功能（snsmf）进行通信。2.3.2接入网接口a. 用户网络接口（uni）接入业务不同，接口类型和信号方式亦不同。uni包括：模拟话机接口（z接口）、isdnbr 的2b+d(144kb/s)u接口、isdnpr的2mb/s基群接口、各种专线接口（64kb/s数据接口、话带数据接口v.24及v.35等）。uni分为独立式uni和共享式uni。unisniteteanunisni（1）独立式uni（2）共享式unib.业务节点接口（sni）（1）业务节点节点类型仅支持一种专用接入类型。支持多种接入类型，支持相同的接入承载能力。支持多种接入类型，支持不同的接入承载能力。（2）业务节点接口类型模拟接口（z接口）；数字接口（v接口）。v接口经历v1v5的发展。itut开发和规范了两个新的综合接入v接口，即v5.1和v5.2接口。 （3）业务节点业务类型：本地交换机、ip选路器租用线，或者特定配置下的点播电视和广播电视业务节点等。c.q3接口 q3接口是tmn与电信网各被管理部分连接的标准接口。接入网的管理应纳入tmn的管理范围之内，an应通过q3接口与tmn相连，以便统一协调不同网元（如an和sn）对upf、cf、tf和spf进行管理，形成用户所需要的接入和接入承载能力。2.4 宽带接入网的技术类型2.4.1 有线接入a.铜线接入铜线接入网采用普通电话线（双绞铜线）作为传输介质，铜线接入技术包括线对增容技术和数字用户线（xdsl）技术；adsl是目前得到普遍应用的xdsl技术之一。b. 光纤接入网光纤接入网采用光纤作为传输介质，利用光网络单元（onu）提供用户侧接口。根据onu放设的位置不同，可分为光纤到大楼（fttb）、光纤到路边（fttc）或光纤到小区（fttz）、光纤到户（ftth）或光纤到办公室（ftto）。c. hfc接入网混合光纤同轴电缆（hfc）接入网采用光纤和同轴电缆作为传输介质，是电信网和有线电视（catv）网相结合的产物。2.4.2无线接入无线接入网是由业务节点接口（sni）和用户网络接口（uni）之间的一系列传送实体组成，为传送电信业务而提供所需传送承载能力的无线实施系统。无线接入网可以全部或部分地替代有线接入网，具有组网灵活、使用方便和成本较低等特点，无线接入技术也是实现个人通信的关键技术之一，无线接入技术是无线通信技术与接入网技术的结合。在无线通信中，频率影响着数据传送量和传送速率，传输功率决定有效信号的可传输距离，并保持信号的可被理解性。对于各种接入技术，对于不同的国情，不同的应用场合，应比较各种技术的优缺点，灵活选择。目前世界各地所采用的接入技术就是五花八门的，但总的来说目前实际应用的宽带网络中，提供宽带业务的宽带接入网络主要有三种：光纤接入网，hfc网和铜线接入网。许多专家学者和工程技术人员相继发表文章陈述各种技术的利弊，激烈的争论和技术本身的飞速发展使得广大技术人员感到有些无所是从，在一定程度上影响了接入网的建设，改造。本文主要对ftth宽带接入网的技术问题进行了分析讨论，重点研究了ftth接入技术的国际标准，协议，回传通道的噪声问题，以及为解决噪声问题而采用的集中分配式ftth网络和s-cdma电缆调制解调器等，最后对宽带接入网建设的一些问题进行了讨论，综合我国的接入网状况，提出了适合我国现状的宽带接入方案。2.5 宽带接入网的优势宽带接入网的技术实现手段有多种，包括铜线上的dsl和以太网技术，同轴电缆上的hfc技术，光纤上的各种有源和无源技术，以及无线上的宽带接入技术等。当前各种宽带接入技术都在发展和应用，从世界范围看，电信公司是以adsl为主发展的。根据atm论坛的统计，2004年第一季度全球已有7340多万adsl宽带用户，其他宽带接入技术的用户量都不是很大。目前的adsl技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术，然而铜是世界性战略资源，所以随着国际铜缆价格的持续攀升，以铜缆为基础的xdsl的线路成本会越来越高；其次，作为有源设备，电磁干扰难以避免，维护成本也会越来越高；最后，随着全网的光纤化进程继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制将越来越集中在接入段，目前adsl上行1mbit/s和下行8mbit/s的连接速率已无法满足高端用户的长远需求。尽管adsl2和adsl2技术有望缓解这一压力，但其速率和传输距离的继续大幅度提高是受限的，不能指望有本质性突破。显然，随着光纤在长途网、城域网乃至接入网主干段的大量应用，逻辑的发展趋势将是继续向接入网的配线段和引入线部分延伸，关键是推进速度有多快。这将取决于多种因素，包括市场的需求、竞争的需要、应用的刺激、技术的进步、成本的下降以及配套运维系统的开发，等等。我国举办2008年奥运会和2010年世界博览会这两大事件将在一定程度上推进宽带光纤接入网的发展。下面将重点从技术角度来分析几种主要宽带光纤接入技术的特征、问题和发展趋势。第3章宽带接入网的组网原则3.1组网基本原则宽带光纤接入网规划应结合现有光缆网络结构，以近中期相结合为原则。现在宽带城域网的建设正处于初级阶段，因各地区和城市内各区域发展不平衡，对业务需求不一，并且用户比较分散，呈现不确定性。考虑到占领市场和投资的经济性，组建的原则应是统一规划分布实施。由于宽带光纤接入网工程建设目前尚未形成既定的技术标准和规范根据，汇接节点设置选址主要遵循以下原则：（1）一个汇接节点覆盖范围以500m为半径组成的小区或515幢多层建筑群；（3）汇接节点尽量与其他电信设施合用，以解决节点设备的机房问题；（4）汇接节点的位置应便于光缆和电缆的出入；（5）汇接节点的位置应避免有腐蚀性气体、易遭雷击、高压输电线下、强干扰区、潮湿地区、低洼地、防洪堤坝附近等易遭破坏的地方，设备必须放在室内。从目前宽带用户的实际流量考虑，在规划过程中，核心节点之间分配一个1000mbit/s带宽，汇接节点按需要增加相应的接口板或交换机，以提供足够的用户接入端口，当用户流量达到一定规模以后，采用中继流量的负荷分担。近期规划（1年），1ombit/s的端口总数量应该和收容用户数量相当，楼道交换机上行接口速率至少应按接入速率总和的1/5收敛配置，即每个宽带用户至少分配2mbit/s带宽。对于住宅小区，按20%宽带接入网率分配带宽。对于党政机关、金融证券、智能大厦、宾馆酒店、学校医院和企业科研用户，考虑其内部已有局域网、上行可分配100m1000mbit/s带宽。3.2宽带接入网络结构在规划中，光缆敷设应采用一步到位方式。宽带按入网网络结构的选择应结合宽带接入网分布的特点、路由情况及业务要求，综合考虑，适当选择。既要充分考虑到网络的经济性和技术性，又要顾及发展的需要，同时还要考虑宽带接入网的窄带需求，以及网络的运行和调配灵活性，如扩容、调度及应急等因素。宽带接入网光缆网络结构，主要考虑以下两种方案。1.星型方式母局汇接节点到汇接节点按星型点到点连接、构成有源星型或双星型网络结构。该结构的优点是结构简单，容易规划，光缆的投资相对较小；缺点是占用管孔多，每个用户是单路由，安全可靠性差。对一些用户密度疏、近期变化大，且离局较远的地区不失为一种行之有效的方式。2.环型与总线型结合方式母局汇接节点采用从本节点出来的光缆双向进纤方式，汇接环由大芯数主干光缆构成，环上光缆采用不递减方式，每个汇接环上一般接46个汇接节点。汇接节点至楼道交换机采用星形点到点连接。该结构的主要优点是汇接环光缆占用管孔少，纤芯使用率高，易于调度，安全性高。对一些在母局汇接节点间总线上的其他重要汇接节点，为解决单一物理路由的不安全性，每个光节点可采用通向两个母局汇接节点方向的进纤方式，形成对该汇接节点的双向接入方式。当其中一个母局汇接节点出现故障时，可通过另一母局汇接节点疏通，增加了接入业务的可靠性，同时，当用户光缆有富余时可作为局间中继用。但该方式增加了汇接节点设备负载，同时使网络构造复杂，不宜大量使用。对于环网综合型接入方式，对网结构、光缆铺设等都有一系列细则要求，其中对自愈环网中主要节点的节点数的要求为48个为宜。（1）主要与光传输容量有关以使用的ut斯达康公司生产的omux-400为例，在自愈环网中，对交换局或靠近交换局的节点设置成局端点（cot），其余节点设置成远端点（rt），假设图1中a局端（cot）节点传输系统为32个2mbit/s系统，b、c、d、e远端（rt）节点考虑其上、下线业务量相同，各节点传输系统定为8个2mbit/s系统，如果rt节点数增加，其节点内的传输系统数将减少，不能满足节点内上、下线业务量的需求。（2）与光传输设备的性能有关用于监控、倒换、数据业务、帧同?增多，无疑使这些控制信息复杂化，并引起传输容量相对下降及倒换时延增加。（3）光纤自愈环保护对环路中两个节点间全部断纤形成的环路保护其可靠性相似于在设备段经常使用的1:n（这里n为节点数），即当发生多个节点间光纤中断时，只能保护其中的一个。如果自愈环节点数增多，那么，自愈环的保护可靠性就相对降低。另外，组成环形网至少要有3个节点以上，所以，要求节点下限是4个为宜。另外，需说明的是，光纤辅设的多少不影响传输设备容量：在每一个接入点，其传输容量（能力）仅与设备本身的性能有关，如光端机输出4个e3数据流，在实际工作中有些人理解为辅设光纤进入接入网点的数量越多，传输容量就越大。这种观点是不正确的。第4章上海宽带接入网的概况4.1发展历程及现状上海电信从2000年开始进行宽带接入网的规模性建设，历经几年的发展，网络已基本覆盖全市范围，目前上海电信的宽带接入用户已达300多万户。 在建设初期，上海电信宽带网络主要使用的是adsl技术来实现用户的接入，dsalm设备都是基于atm内核，通过atm网络实现收敛之后，上联至bras设备实现业务接入;同时在部分小区采用fttz+lan方式作为宽带接入的补充手段。 20042005年期间上海电信逐步开始战略性地引入ipdslam设备，而对于atmdsalm基本不再扩容，主要是考虑宽带业务发展迅速，再通过atm网收敛，建设成本较大，而且采用atmdsalm不能实现多播复制功能，对今后的多播类业务的开展有制约作用。同一时期，adsl2+技术趋于成熟，具备了规模商用的条件，因而上海电信局端建设开始采用支持adsl2+的设备构架宽带接入网。 20062007年期间，为了配合iptv业务的开展，上海电信对宽带接入网络做了比较大的调整工作，对ipdsalm上联链路进行了改造，增加dslam汇聚交换机，经交换机收敛后，将iptv业务和上网业务实现路径分离，确保了iptv业务的传输质量;同时针对iptv业务启用dhcp地址分配方式，多播复制点下移至dslam，降低对核心设备的组播复制压力。目前上海电信的宽带接入网络形成了以adsl2+为主、lan接入为辅的总体网络格局。相比原来的adsl，adsl2+技术采用更有效的调制方式，提高初始化状态机的性能，采取更先进的信号处理算法，具有更佳的传输性能;同时增强了抗线路损伤等方面能力，提供低功耗模式和速率的自适应能力。adsl2+扩展了adsl2的频谱，可以显著提高近距离下的下行速率，在远距离下可以在一定程度上延长线路的传输距离。在区分服务方面，上海电信目前通过专用的设备在接入层面实现重要用户的承载分离，通过不同的接入收敛设备对iptv业务实现分离，从而在迅速发展宽带业务的同时对重要的用户、重要的业务实现了质量上的保障。4.2上海电信宽带接入网的发展策略这几年正值电信企业的转型关键时期，为了实现综合信息服务的目标，实现三网合一，运营商需要对宽带接入网进行优化工作。上海电信计划在“十一五”期间，进一步提高网络覆盖率，使宽带接入网络具备为普通宽带用户提供8mbit/s下行带宽、为高端用户提供20mbit/s下行带宽的接入能力，使网络能够有效承载高带宽需求的综合性业务。 为实现上述的目标，在今后的12年内，上海电信还是以发展xdsl方式为主，适度发展无线宽带接入的方式，并关注光纤接入技术的发展步骤，同时通过技术更新、局端设备下移等措施进行宽带接入网络的优化工作。 近两年vdsl2技术规范日趋成熟，芯片设计逐步趋于完善，已基本具备规模部署的条件。vdsl2在短距内可提供100mbit/s对称传输速率，因而在近期的建设中，上海电信在保证系统兼容性的前提下将加强对支持vdsl2的dslam设备的建设力度。同时为了满足带宽接入需求，上海电信对ipdsalm的上联带宽都将扩展至ge链路。 上海电信的宽带接入网络局端主要以adsl2+设备为主，一般来说，在无串扰情况下adsl2+(annexm)上行速率为2.5mbit/s左右，下行速率可达14mbit/s左右，可以满足当前业务的带宽需求水平。但是局点距离用户侧较远，部分超过了3km，而且基于铜线的传输技术均会受到电磁干扰、线路质量的制约，这些因素将严重影响adsl2+的实际可开通速率。同时，考虑到vdsl2只能在较短距离内才能发挥其高带宽的优势，因此，上海电信根据“光进铜退”的原则，按照fttx+xdsl的建设思路，逐步推进局端设备下移工作，采用支持adsl2+/vdsl2/shdsl同框混插的dslam设备，将dslam设备布放至远端模块节点，严格控制铜缆的接入段长度，使dsalm设备到用户侧距离尽量保持在12km内。fttb+lan的接入方式在建设同期需要进行五类线的布放，综合成本相对较高，而且由于lan固有的一些缺陷在企业降低成本的要求下就越显得突出，对运营商的日常维护带来很大的挑战。因此，在今后的12年内，fttb+lan方式将不作为上海电信宽带接入网的重点发展方向。4.3.未来发展：最终实现ftth 从接入网的长期发展趋势来看，实现ftth是最终的目标。通过ftth，运营商可以在较长距离提供高带宽服务，提高主干光缆的利用率，对于三网合一、多种业务承载都能进行良好的支持，而且局端到用户之间基本可做到无源连接，可以降低日常的维护成本。 单从技术层面来说，目前ftth的技术日益成熟，可管理性、扩展性方面都可以达到网络运营的要求，但在实际部署中还是存在各种的问题，这也是目前ftth推进中的重大障碍。 第一是成本因素，adsl2+单位造价在400元左右，而ftth单位造价虽在近几年有较大幅度的下降，但仍为20003000元，两者之间的差距依然较为显著;第二是资源，从电信已有的资源情况来看，铜缆网络结合固话业务的推广，已经经历了长期建设历程，铜线资源相对比较充足，而如果要实现ftth，目前的光缆资源还无法满足百万/千万级别用户的发展需要，最后一公里的光缆建设还需要花费一定时日;第三是业务驱动，相对ftth可以提供的高带宽，目前运营商尚缺乏相应杀手级的业务，iptv尚处于起步阶段，公众用户对于高带宽的依赖性并不很强，ftth相对来说还缺乏应用的基础。 推进“光进铜退”，最终达到ftth将是一个长期的过程，在今后较长的一段时间内上海电信仍然应该按照fttx+adsl2+/vdsl2的建设模式进行宽带接入网络建设。pon技术在早期可针对部分有高带宽业务需求的高端用户，或者中小企业较为密集的地区提供，作为xdsl的补充，弥补xdsl在这些领域的不足。通过循序渐进的建设过程，引发普遍的高带宽需求和建设成本的下降之后，上海电信再考虑针对公众用户提供ftth的接入方式。网络的建设、发展都是以技术和市场需求相结合为导向，宽带接入网的建设也并不例外。虽说光纤接入网代表了宽带接入网的长远发展计划，但宽带接入网的光纤化、接入速率的提升还将涉及到骨干网络建设、支撑体系变化等，因而运营商在具体实施中还应当稳妥地缓步推进，妥善处理好技术和市场之间的关系。第5章宽带接入网的发展前景5.1目前全球宽带接入发展情况进入二十一世纪，全球宽带接入市场迎来了前所未有的发展契机，主要表现在：全球宽带用户总量的迅速增长、多种宽带接入技术的快速市场化、宽带增值业务类型增加且增值收入的稳步提高。 据computer industry almanac统计，截止到2005年全球共有宽带用户达到2.15亿，宽带已成为历史上增长最快的电信业务之一。预计到2009年底，全球宽带接入用户将超过4亿。我国宽带业务自1999年开始起步，2003年宽带接入市场进入快速成长期，并在短时间内形成了规模用户市场。2005年，中国宽带接入用户达到3750.4万户，2004年增加1262.9万户。 中国正在迅速成长为宽带大国，截止2005年底，中国的宽带用户已达到3750.4万，其用户规模仅次于美国。预计到2006年，中国宽带用户数将历史性的超越美国，成为世界第一宽带大国。根据mii公布的数据及预测，到2010年中国宽带接入用户将达到1亿900万。 目前，宽带接入涉及的接入技术包括xdsl接入、lan接入、光纤接入、cable modem接入和电力线上网接入。从全球范围来看，xdsl依然领先于cable modem，是世界上应用最广泛的宽带接入技术。 伴随着宽带接入的迅猛发展，宽带增值业务也在稳步增长。以2004年初的发展水平估计，全球宽带增值业务的收入大约为50亿美元。 从整个大环境来看，宽带接入的市场需求的扩展是不可逆转的趋势，宽带业务开始成为全世界所有电信运营商普遍服务的目标。 图5-1中国宽带接入总量及增量预测5.2各种宽带接入概况、技术特点及适用对象 宽带接入涉及的接入技术包括xdsl、lan接入、光纤接入、cable modem接入和电力线上网接入。从全球范围来看，xdsl依然领先于cable modem，是世界上应用最广泛的宽带接入技术。截至2004年3月底，在全球宽带线路总数中，xdsl占66%，cable modem和其它宽带线路占34%。 2006年，中国继续保持着全球最大的dsl市场的地位。在中国，adsl已成为宽带接入市场的主流，所占比例已从2002年底的55%上升到2005年底的接近80%。未来几年内，adsl接入用户总量仍将稳步增长，但增长速度放缓。 随着宽带业务应用的多元化及带宽需求的不断提高，从2004年起，全球范围内掀起了光纤接入的热潮。2004年，光纤接入技术（fttx）取得了明显进展，美国、日本等国家的一些著名的电信运营商开始大规模建设光纤接入网。在国内，随着运营商和设备厂家共同推进的ftth试点项目在武汉、杭州、北京等地展开，基于epon技术的ftth/fttb应用已从试验阶段进入到试商用阶段。 我们以中国为例，讨论一下各种宽带接入技术的特点，cable modem虽然在国外拥有广泛的应用，但在国内使用很少，在此不做讨论。目前在国内市场中，所采用的成熟的宽带接入技术包括以下几种：adsl、adsl2+、vdsl、lan和epon。前3种是基于铜线接入的，lan接入基于光纤+五类线，epon基于光纤，各种宽带接入技术比较如下表所示。 表5-1各种宽带接入技术比较 相比较而言，铜线接入在价格方面具有很大的优势，但由于其带宽、传输距离、安全性、稳定性、维护等多方面的局限，无法满足多种宽带应用的需求。 而光纤接入技术在长距离传输的情况下仍能提供高带宽，且具有qos保证，同时深入用户终端的管理方式为网管人员提供了更为便捷的管理手段。从维护的角度来说，由于光纤接入不存在选线率的问题，且故障类别少，因此光纤接入的维护相对简单一些。 通过对宽带应用发展的研究得知，面向未来的宽带应用包括语音（voip和视频电话）、数据（高速internet业务）和视频（iptv）三大类。由于每一类宽带应用对接入带宽的需求不同，因此需要选择不同的宽带接入方式。目前国内绝大多数宽带接入用户的主要目的是高速互联网接入，选择xdsl或lan即可满足绝大多数普通用户需求。 当宽带用户不仅仅满足于互联网接入的应用，还需要利用宽带接入实现其他各种宽带应用，包括各种视频服务（广播电视、hdtv、vod等）、视频会议、视频电话、交互网络游戏等。而epon光纤接入方式可提供更高带宽，为此类高端用户轻松提供充足的带宽享受各类宽带应用。 综上所述，光纤接入是有线接入技术的终极方式，其技术上的优势是铜线接入无可比拟的。因此，我们说光纤接入是接入技术发展的必然趋势。5.3各种宽带接入的市场份额和发展趋势 整体来看，宽带接入正处于业务上升期，目前的宽带接入以铜线接入为主，尤其adsl为最。截至2004年9月底，在全球宽带线路总数中，xdsl占63.4%，cable modem占29.1%，ftth占7.3%，其它宽带线路占0.2%。 图5-2 2004年9月底全球各种宽带技术份额 在中国，2005年3月底，宽带接入用户达到3750.4万户，其中xdsl用户2635.9万户，lan用户968.2万户，wlan用户3.4万户。 图5-3 2005年中国各种宽带技术份额 xdsl在宽带接入市场的主导地位在短期内不会改变，但是随着近年来各设备生产厂家和电信运营商的共同发掘和推动，使得fttx成为宽带接入的又一热点，由于其在带宽方面的巨大优势，引起了宽带接入的一次革命。 在全球范围内，日本、美国、欧洲等发达国家已进入大规模的ftth建设阶段，很多国家也在跟进此项技术，纷纷进行技术测试和试点项目建设。 根据日本总务省的统计，2006第一季度日本ftth用户突破五百万，全日本用户已达到546万户，市场占有率从2005年的20.7%增长至23.4%，ftth稳居日本第二大的宽带接入市场，而在用户增长方面，与2005年第一季度的290万户相比，一年间新增用户256万，增长率高达88%。日本自2005年第一季度起，已连续第五个季度ftth新增用户数超过dsl，ftth成为驱动日本宽带用户增长的新动力。 图5-4日本ftth用户数 美国是继日本之后的全球第二大ftth市场。据ovum-rhk公司的研究，到2006年6月，美国ftth的用户数已达到46.3万户。2006年第二季度美国ftth的用户数量比第一季度增长了34%。 在欧洲，很多新的建设项目开始采用pon技术，如丹麦、西班牙以及法国电信的几千个家庭的用户试验都采用了gpon技术。调查表明，到2005年6月欧盟18国共有fttx用户数64.6万，其中97%的fttx用户集中在瑞典、意大利、丹麦、荷兰和挪威五个国家。5.4 ftth的发展 5.4.1市场和技术的驱动力和阻碍因素 a.ftth发展的驱动力来自于市场和技术两方面。 （1）市场驱动力 首先，电信竞争的加剧（包括固网与移动运营商的竞争、固网运营商之间的竞争）是ftth发展的市场驱动因素，运营商都在利用光接入这种终极接入手段争夺市场，提供差异化的服务。在房地产竞争的市场，ftth甚至也成为房地产开发商提供差异化宽带品质的竞争手段之一。 其次，光纤及光器件成本下降是ftth迅速发展的另一个重要市场驱动力。光纤光缆价格的不断下降，为光纤接入的大规模发展创造了条件。以长度为1公里、直径为o.4毫米（最常用的通信电缆直径规格）的通信电缆为例，1对线缆使用2.237公斤铜，按照2006年8万元/吨的铜价计算，一对铜线成本为179元。而当前1公里的光纤均价大约为85元。而光纤的带宽完全不是几百对的铜线电路可以比拟的。随着铜价的大幅攀升，铜线和光纤的价格差将越来越大。另外，许多光通讯元器件的价格大幅下滑，令光纤到户时代到来的步伐大大加快。2005年onu的光突发模块从最初的近100美元下降到近45美元使得光纤接入项目的整体成本大幅降低。 （2）技术驱动力 iptv/triple play、多媒体信息服务、p2p视频服务、高清晰视频监控等视频应用的需求以及高速上网等来自业务方面的需求必然要求宽带接入能够提供更高的接入速率。由于xdsl接入很难达到以上业务的应用要求，而光纤对于带宽近乎无限发展可能的满足具有先天优势，因而ftth是宽带接入的终极技术，是实现语音、数据、视频三网合一的最佳保证。 b.ftth发展的阻碍因素 在ftth技术发展初期，运营商都将每一个ftth项目进行详细的可行性研究和科学的投资收益分析。而目前，ftth项目建设的每线的价格仍然是5-10倍于每线adsl的价格，甚至更高。在目前的企业运作模式下，ftth项目的建设是需要慎重考虑的。 5.4.2产业链的各个环节对ftth发展的影响 ftth发展是多方面因素共同作用而形成的产物，在ftth产业链发展中的各个环节都对该技术的发展产生不同程度的影响。接下来具体考察ftth产业链的各个环节，包括终端用户、设备提供商、运营商、政府以及其他。 图5-5 tth产业链的组成a.终端用户：作为终端用户，关心的是接入带宽，他们并不在乎运营商或者房地产开发商所选用的宽带接入的方式，因此用户对于ftth发展的影响较小，甚至为零。 b.设备生产商：作为设备生产商，研发新产品、拓展新市场、满足新需求、获取经济效益是他们的宗旨。生产商们在ftth技术问世之初就开始技术跟踪并投入大量的人力财力进行产品的研发，希望能够在该业务发展过程中占据主动，有效的抢占市场，最大化其商业利益。因此在整个ftth的发展过程中，设备提供商具有重要的影响力。通过设备生产商对于ftth的市场拓展，并结合运营商的项目实施，能够有效的推进ftth。 c.运营商：运营商是ftth发展环节中的最重要一环。在绝大多数国家中，ftth项目的实施是通过运营商进行的，运营商对于ftth的态度和决策，从根本上决定了ftth的发展。 d.政府：一般来说，政府不会直接干预电信市场的发展，通常只提供指导性意见，但是政府可以通过政策引导运营商进行新技术的施用。从世界各国推广ftth的经验来看，政府的政策导向对ftth具有重大影响。 e.房地产开发商：在房地产竞争的市场，ftth有时候也成为房地产开发商吸引用户的竞争手段之一。在一些高端房地产项目运作过程中，开发商往往通过对“光纤接入”的市场炒作来提升该项目的品牌价值。因此房地产开发商也间接的推进了ftth的发展。 综上所述，运营商对ftth的发展起决定因素，设备生产商和政府对ftth具有重要的影响，房地产开发商的某些市场行为会间接的推动ftth发展，而终端用户对于ftth的发展影响很小。5.4.3政策对ftth的影响及相关环境 从世界各国推广ftth的经验来看，政府的政策导向对ftth具有重大影响，这已在ftth发展最快的日本、韩国和美国得到证实。日本的e-japan和u-japan计划，韩国的e-valley工程，美国fcc的“松绑”等，对它们国家ftth的推动力都是巨大的。 日本继2004年12月推出“u-japan政策”、2006年1月制定“it新改革战略”后，于2006年6月又特别针对宽带网络的建设，提出“新一代宽带战略2010”规划。另外，日本的开放竞争政策也促使更多的运营商加入到光纤接入市场中来。 同样，在美国，光纤接入网的发展普及也是与政府的积极扶持分不开的，美国政府出台的免除“非绑定”义务的政策促进了光纤接入网的发展。2004年，美国政府表示将大力推进宽带的进展，呼吁制订更好的国家宽带策略，并将宽带普遍接入列为2007年的目标。 韩国政府制订了2005年在所有中心城市建立光纤通信网的计划。该国信息通信部计划到2007年为1000万个家庭提供家庭网络设施和服务。 欧盟15个成员国为了实行国家宽带发展计划，以市场导向为目标，提高使用率并刺激市场需求。2005年出台的“电子欧洲”行动计划意在推动宽带普及。 中国在ftth的发展方面是比较缓慢的。不论是主流电信运营商，还是新兴接入提供商，对ftth还没有进入真正的实施阶段。政府相关主管部门也还未就ftth的发展与推广制定系统的政策措施。但事物是有两面性的，正因为现在的相对落后，反而预留出今后更为广阔的发展空间。未来4-5年内，中国ftth的发展将有很大空间的。 5.4.4 ftth市场前景预测 未来5-10年，全球的光纤接入市场将迅速增长，全球用于ftth的资本支出将从2005年的50多亿美元增加到2013年的228亿美元。未来几年全球ftth用户数也将迅速增长，并且在全球宽带接入中所占的比率将逐步提高。根据预测，全球的ftth用户数将从2006年的11oo万户上升到2011年的8600万户。 图5-6 2001年全球ftth用户数及用户普及率预测 从区域发展的角度来看，受经济迅猛发展的影响以及日本ftth的带动，亚太地区将是全球发展最快的地区，同时也将成为全球最大的ftth市场。据信产部研究院预计，2013年亚太地区与光纤接入技术有关的资本支出为120亿美元，占全球总投资的52.8%。预计到2011年底，亚洲的ftth用户数将增长到5900万户，占全球用户数的近70%。 同时，在市政及电信双重投资作用的影响下，美国ftth市场也将持续高速增长，ftth最终将成为美国主流的宽带接入技术。 专家预测，从2006到2008年，欧洲的ftth网络建设将逐步升温，到2008年覆盖的家庭将达到31%，采用ftth的宽带用户将超过200万。良好的竞争环境和运营状况、用户对先进业务的需求增加、有利的管制政策，将加快欧洲光纤接入网的发展速度。 图5-7 2011年全球ftth用户区域分布（预测） 从目前的发展和应用趋势来看，gpon和epon将成为ftth的主流技术。2005年、2006年apon/bpon设备占年北美pon光线路终端收入的77%，2006年以后gpon产品可能进入市场大规模商用。2005年epon约占亚太pon收入的70%。未来几年，epon技术将主要用于亚洲地区，gpon技术将主要用于北美、欧洲等地。 图 5-8 欧洲ftth用户预测 综上所述，从全球范围来看，宽带接入的市场需求的扩展是不可逆转的趋势。在新一轮的宽带接入市场竞争中，ftth由于其在带宽方面的巨大优势，已成为宽带接入的又一热点。尽管目前ftth的发展仍受到高建设成本的制约，但随着光纤光器件成本和ftth劳务成本的进一步下降，ftth的建设成本拥有非常大的下降空间。笔者相信，ftth将是新一轮全球宽带发展的主角，5年内ftth的增长率将超越xdsl，其市场占有量也将在15年内超越xdsl，成为新一代宽带接入的主导技术。5.4.5 接