四川电信FTTH技术及建设思路探讨

FTTH技术及建设思路探讨 中国电信四川分公司 2009年 11月 汇报提纲 光纤接入，机遇大于挑战 FTTH技术原理介绍 FTTH网络建设思路探讨 宽带用户迅速发展，带宽需求持续升级 现有的宽带技术很难满足未来几年的带宽需求，光纤接入势在必行！ 典型的 FTTH与铜线接入的业务开展能力对比 FTTH可支持目前可见的所有业务，性能良好； ADSL对业务的支持能力相对有限。 FTTH成本迅速下降 业界对 FTTH发展的预期 国际国内的 FTTH发展迅速 北美 FCC对 FTTH免除 unbundling义务 受新竞争对手提供话音业务的竞争威胁 地方市政基础设施建设 2004年开始 FTTH建设，主要提供新建用户区 已覆盖 1M家庭，在线用户 20万 主要采用 BPON， EPON和 GPON逐渐被看好 日本 政府推动： e-Japan计划 竞争激烈： NTT、 KDDI、Yahoo BB等 主要采用 BPON、 MC，现在向 EPON迁移，对 GPON观望 中国 各运营商广泛开展试点，已经具备商用条件 欧洲 意大利已有 14.5万FTTH用户 瑞典已有 24.5万用户 荷兰正在实施 60万用户的 FTTH工程等。 澳大利亚 Telstra澳洲昆士兰的商用 FTTP试验网络将在现有在线游戏，音乐，点播电视等宽带业务基础上进一步增加 HDTV等业务。 汇报提纲 光纤接入，机遇大于挑战 FTTH技术原理介绍 FTTH网络建设思路探讨 FTTH技术分类 点对多点光纤接入技术 PON的通用特性 点对点方式：需要 2N个收发模块，光纤总长度为 N*(D1+D2)。 点对多点方式：需要 N+1个收发模块，光纤数量为 (D1+N*D2)。 假设有 32个用户， D1的距离为 5000m， D2的距离为 50m，则： 点对点方式需要 64个光模块，点对多点方式仅需要 33个光模块，节约近 50； 点对点方式需要（ 5000 50） 32 176000m光纤，点对多点方式仅需要 500050 32 6600m光纤，节约光纤超过 96。 总体来看， PON技术的关键是在线路中引入了无源的分路器，这使得系统设备的理论成本和线路成本均可以较传统的 P2P技术有较大幅度的优化，还可以增强 OAM能力和 QoS水平；另外，由于分路器是无源器件，维护简单，环境适应能力强。 熔锥型 光波导型 点对多点光纤接入技术 PON网络的光纤分路技术 两种常用的无源光分路器（ Splitter）： 器件功能：将一路输入光信号进行光功率分割，分成多路输出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比） 典型的分路器实现 1： 2到 1： 32的分光 器件特点：无源器件，不需要供电，环境适应能力较强 点对多点光纤接入技术 PON的技术发展 相同的拓扑 无源 P2MP BPON EPON GPON 封装协议不同 FSAN提出， ITU-T标准化； ATM封装； 目前标准化最完善； 没有得到市场认可。 IEEE EFM工作组标准化，编号 802.3ah； 以太网封装； 标准完善； 产品开始在市场上迅速应用。 FSAN提出， ITU-T标准化； ATM、 GEM封装； 标准较完善； 支持厂家极少。 在这些 PON之前，还有 ITU-T窄带 PON标准，有相当数量的产品在国内应用。 BPON的众多技术被其它 PON所直接继承引用。 EPON的原理 信号复用 EPON系统采用 WDM技术，实现单纤双向传输（强制）。 为了分离同一根光纤上多个用户的来去方向的信号，采用以下两种复用技术： 下行数据流采用 TDM技术 ； 上行数据流采用 TDMA技术。 1490nm 1310nm 广播方式 EPON的原理 下行数据 在 ONU注册成动后分配一个唯一的 LLID； 在每一个以太网帧前添加一个 LLID，替代以太网前导符的最后两个字节（不改变原有帧结构）； ONU接收数据时，仅接收符合自己的 LLID的帧或者广播帧。 EPON的原理 上行数据 TDMA方式 原则：任一时刻只能有一个 ONU发送上行信号，系统才能正常工作 不同的 ONU分配不同的时间片，轮流发送上行数据；每个 ONU发送上行数据的时间片可以是动态的，时间片的大小和多少在宏观上表现为带宽的大小 由于数据速率非常高，因此细微的由 ONU的距离不同而产生的时延应该在发送上行数据的时候予以考虑 需要测距 EPON的原理 OLT和 ONU的工作职责 ONU的操作 ONU通过下行控制帧的时间戳同步于OLT； ONU等待发现帧（ gate） ONU进行发现处理，包括：测距，指定物理 ID和带宽。 ONU等待授权， ONU只能在授权时间发送数据 OLT的操作 产生时间戳消息，用于系统参考时间 通过 MPCP帧指配带宽 进行测距操作 控制 ONU注册 EPON的原理 MPCP OLT和 ONU之间的一种控制机制，用于协调数据的有效发送和接收。 MPCP的两种操作模式： 自动发现模式 用来检测新连接的 ONU，测量环路延时和 ONU的 MAC地址 普通模式 给所有已经初始化的 ONU分配传输带宽 GATE（ OLT发出） REPORT（ ONU发出） REGISTER_REQ （ ONU发出） REGISTER （ OLT发出） REGISTER_ACK （ ONU发出） 五种类型的 MPCP帧 EPON的初始化阶段 ONU自动注册和测距 自动化注册 不必等序列号登记 认证以后才使能数据通路 补偿因 ONU距离不同而产生的时延差异：RTT（ Round Trip Time） 在注册过程中， ONU对新加入的ONU启动测距过程 OLT使用 RTT来调整每个 ONU的授权时间 静态测距和动态测距 RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2 EPON的增强特性 DBA动态带宽分配 DBA的实现方式不在 EPON规范内要求 DBA的两种实现机制 Report方式 Idle帧检测方式 DBA是由 OLT全局控制的，不同于以太网的带宽争用机制 加密 采用 AES-128加密效果较好 采用 churning方式较简单 OAM OAM信息由 OAM协议数据单元（ OAMPDU）承载， OAMPDU包含的控制和状态信息可用于管理、测试和诊断已激活 OAM功能的链路。 EPON的 OAM主要包括：远端故障指示、远端环回、链路监控等 GPON技术分析 GPON采用 125s定长的帧结构，每秒 8千帧（承载 TDM业务是强项） GEM（ GPON Encapsulation Method）是 GPON技术优势的集中体现，它直接采用了 GFP的技术（ ITU-T G.7041）。 GPON的很多技术细节借鉴 BPON，但是不兼容 BPON。 GPON的技术基本定型，但是目前缺乏商用的芯片和符合要求的器件来开发商用系统。 EPON是当前最合理的 FTTH选择 成本低，速率高，多业务能力强； 业界已经有较为丰富和成熟的产品可选择； 汇报提纲 光纤接入，机遇大于挑战 FTTH技术原理介绍 FTTH网络建设思路探讨 FTTH目标市场分析 高端居民用户 商业楼宇 /CBD 网吧集中接入 高端的居民用户，尤其是新建高档小区，成为 FTTH发展起步阶段的重点目标市场 经济承受能力强，追求领先时尚；成片开发，规划、施工和维护较为方便 率先开展 Triple Play业务， FTTH是理想的选择 商业楼宇 /CBD的宽带用户较为集中， ARPU值较高，对综合业务有着明显的需求 可以考虑开展视讯、数据、专线、语音等综合业务 FTTH是理想选择 很多城市都有分布较为集中的网吧，带宽需求较大，分布密集 传统的接入方式不能很好地满足需求，光纤接入成为潮流 网吧用户的集中接入过程中， P2P方式逐渐暴露出较多的问题，PON方式成为理想选择 FTTH的建设投资模式分析 电信运营商独力承建 建设模式与现有宽带建设模式类似 一次投资，长期分摊 电信运营商与房地产开发商合作 成本计入房产 运营商负责维护，收入分成 适合新建高端住宅小区 独立的驻地网运营公司承建 政府推动模式 驻地网运营商负责维护，运营商负责出口带宽的提供 业务提供可以由多方合作 可以有效解决视频业务开展中的问题 即所谓的“ FTTH为房地产增值” FTTH的组网模式相对 ADSL的变化 机房设施和节点数量庞大 如果要提升带宽提供新业务，需要进一步缩短铜线半径 维护工作量大， OPEX难以降低 OLT覆盖范围大，大幅度减少了机房设置困难 彻底解决了接入带宽瓶颈 线路部分全部为无源网络，降低维护成本 ADSL FTTH FTTH应用模式下 OLT的应用模式分析 目前的模块局覆盖半径一般为 3 5km，覆盖 3万左右的用户 建议将 OLT放在模块局或者端局，可以兼顾成本和距离 FTTH应用模式下 Splitter的应用模式分析 针对新建小区 设置 Splitter时需要综合考虑的因素：成本、维护便捷性、多运营商选择 建议放置在小区内（相对集中放置