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网络工程技术应用论文：FTTH技术与应用分析【摘 要】本文阐述了什么是光纤到户及在实际中的应用分析。 【关键词】FTTH;EPON;ONU Analysis of FTTH Technology and its Application【Abstract】 This paper describes what is optical access and FTTH technology in the practical application of analysis. 【Key words】FTTH;EPON;ONU 1. 引言 随着技术的多次更新换代后,光纤到户的成本已大大降低,不久可降到与DSL 和HFC 网相当,这使FTTH 的实用普适化成为可能。据报道,早在1997 年日本NTT 公司就开始发展FTTH,2000年后由于成本降低而使用户数量大增;美国在2002 年前后的12 月中FTTH 的安装数量增加了200%以上。 在我国,光纤到户也是势在必行。光纤到户的实验网也已经在武汉、成都等城市开展,预计在2012年前后,在我国从沿海到内地,从东到西将兴起光纤到户建设的高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点,512四川汶川大地震后,中国电信已明确在重建固定电话网络时将采用“光进铜退”的技术政策。FTTH在我国的发展是不可阻挡的。 尤其是2008年上半年除了各种相关展会活动层出不穷之外,市场也在高速发展。各地FTTH小区数目规模迅速扩大,行业用户数量也大幅度提高。烽火通信等主要厂商纷纷加大力度,在提高技术和扩大生产方面投入巨资,在产能大幅度提升的情况下,仍然不能满足FTTH市场快速增长的需求。随着IPTV、在线游戏、话音业务等宽带业务的进一步开展,FTTH市场在未来的一段时间内仍然存在巨大的发展空间。 据预计2009年年底全球的FTTH光纤宽带用户将会高达1380万户,其中有82%的用户集中在亚太地区;而到2011年的时候,全球光纤用户可达8600万户。 2. 什么是FTTH及主要特点 2.1 FTTH(Fiber To The Home ),顾名思义就是一根光纤直接到家庭。具体说,FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处,是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽,而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性,放宽了对环境条件和供电等要求,简化了维护和安装。 2.2 FTTH的主特点。 FTTH的优势主要是有5点:第一,它是无源网络,从局端到用户,中间基本上可以做到无源;第二,它的带宽是比较宽的长距离正好符合运营商的大规模运用方式;第三,因为它是在光纤上承载的业务,所以并没有什么问题;第四,由于它的带宽比较宽,支持的协议比较灵活;第五,随着技术的发展,包括点对点、1.25G和FTTH的方式都制定了比较完善的功能。 在光接入家族,还有FTTB(Fiber To The Building)光纤到大楼,FTTC(Fiber To The Curb)光纤到路边,FTTSA(Fiber To The Service Area)光纤到服务区等等。 将光纤直接接至用户家,其带宽、波长和传输技术种类都没有限制,适于引入各种新业务,是最理想的业务透明网络,是接入网发展的最终方式。 虽然现在移动通信发展速度惊人,但因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求性能相对占优的固定终端,也就是希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它具有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。 就世界范围看,绝大多数电信公司是以ADSL为主发展宽带接入的,然而,ADSL是建立在铜线基础上的宽带接入技术,铜是世界性战略资源,随着国际铜缆价格持续攀升(近几年年均20%30%的增幅),以铜缆为基础的xDSL的线路成本越来越高,而光纤的原材料是二氧化硅,在自然界取之不尽,用之不竭。事实上,当前光纤的市场价格已经低于普通铜线,并且其寿命还远高于后者。在新铺用户线路或者老电缆替换中,光纤已经成为更合理的选择,特别是主干段乃至配线段。其次,作为有源设备,xDSL电磁干扰难以避免,维护成本越来越高。作为无源传输介质的光纤可以避免这类问题。 3. FTTx与LAN、DSL的结合应用 由于目前FTTH的综合建网成本很高,远高于DSL和FTTN+LAN等方式,所以短期内与DSL、LAN结合使用,将是EPON、GPON技术的主要发展方式。目前,FTTx与LAN结合使用正成为新建商业楼宇的主流接入方式,FTTx与ADSL2+结合使用在解决农村信息化和新建接入点方面有一定的应用。 图1 图2 3.1 FTTx与LAN、DSL结合应用的场景。 FTTx与LAN的结合使用,减少了网络级联层次,为商业用户分布密集的写字楼、工业园区、网吧用户和5类线入户的小区用户提供了FTTB和FTTO接入,主要用于: (1)用户分布较密集(10个及10个以上)的商业楼宇接入; (2)满足用户数十兆比特每秒至100 Mbit/s的带宽需求; (3)利用EPON的高带宽和综合业务能力,提供语音、上网、视频会议等Triple-Play业务; (4)满足网吧用户的高带宽和Triple-Play业务需求。 FTTx与DSL的结合使用,推进了“光进铜退”,缩短了铜缆距离,可满足用户和业务的高带宽需求,主要用于: (1)DSL带宽提速的网络改造; (2)为光纤资源短缺的农村地区提供宽带接入和Triple-Play业务; (3)为新建小区提供宽带接入和Triple-Play业务。 3.2 FTTx与LAN、DSL的结合方式。 FTTx与LAN、DSL的结合主要有两种方式:一种是LAN或DSL作为独立的LAN接入交换机或DSLAM(数字用户线接入复接器)设备级联至EPON、GPON设备;另一种是EPON、GPON设备的ONU内置LAN交换机或小型DSLAM设备,提供EPON+LAN或DSL接入。 方式1由于LAN接入交换机或DSLAM设备与EPON和GPON的ONU是独立的,其设备性能相互不受影响,适用于用户规模较大或已有接入网带宽提速网络改造的场合。 方式2由于ONU内置,既可以节约机房投资,又可通过对ONU的管理实现对LAN交换机或DSLAM设备的管理,在用户规模不大的新建小区或节点是主要的发展模式,如对于5类线入户的新建小区,可考虑采用ONU内置LAN交换机的EPON+LAN模式提供FTTB接入;在中高档小区,通过ONU内置LAN交换机或小型DSLAM设备,提供EPON+LAN或DSL接入。 4. FTTH组网方式 4.1 对于住户比较密集的小区办公场所采用光纤直接入户,实现三网合一,可开展语音+数据+IPTV+CATV业务;20公里覆盖面积,实现少局所,广覆盖;丰富的ONU类型,满足开展不同业务类型的需要。组网方式如见下图:4.2针对别墅小区的FTTH组网,用不是很户密集时,采用集中分光;用户比较分散,需要在小区管道内敷设的光纤较多,建议采用二级分光减少小区管道内光缆布放的数量。组网方式如见下图: 5. FTTH的发展 5.1 FTTH在国外的发展情况。 多家国际研究咨询机构均对FTTH的前景保持相当乐观的态度,均认为2005年2008年是FTTH技术快速应用和推广的几年。总的来说,FTTH在国外发展的好坏有很强的地域性。日本发展最好,北美次之,欧洲则相对滞后。 日本是目前FTTH应用开展最积极的国家,由于市场竞争激烈以及政府政策鼓励,日本各大运营商相继大规模推广FTTH应用,目前提供FTTH服务的运营商主要有NTTEast、NTTWest和SoftBank等。日本FTTH开展的业务可分为高速数据、高速数据+语音和高速数据+语音+视频(tripleplay)三种类型,体现了FTTH业务发展的趋势三网合一。在技术选择方面,日本宣布放弃早期采用的MC方式转而大力推广使用PON尤其是APON和EPON技术。 在ADSL/VDSL非常普及的韩国,根据其政府“IT839战略规划”在2003年宣布将逐步发展FTTH替代现有的DSL网络,计划2005年推广30万FTTH用户,到2007年使FTTH家庭普及率超过70%。韩国成为世界上唯一一个DSL用户数下降的国家。 美国是世界上最大的宽带接入市场,根据RenderVanderslice和Associates的数据,从2005年9月底到2006年3月31日,有35万美国家庭新接入了光纤网络。其中最为激进的要数Verizon,2004年其FTTH用户为100万户,而2005年则激增到300万户,用户带宽达到了30M/户。 欧洲发展FTTH态度非常缓慢,这主要归结于欧洲经济的不景气以及主要运营商的运营近况不佳,而政府也没有相应的配套政策出台。欧洲2004年敷设了约50万用户,大多数FTTH项目都属于试验或小规模试商用阶段。 5.2 FTTH在我国的发展情况。 FTTH目前在国内还处于市场启动阶段,离大规模商业部署还有一段距离。从目前的发展情况来看,主要有以下几种发展模式:政府介入,房地产开发商实施;用户驻地网运营商与房地产开发商或物业合作实施;电信运营商主导并实施;设备制造商推动的商用试验。 我国在国家“863”高科技计划的推动下,在“十五”期间开展了对EPON技术的研究。2003年开始了对FTTH的宣传,2004年随着“863”EPON项目的完成,国家分别在武汉、成都等地建立了FTTH试验网。同时,各大运营商、开发商对FTTH态度积极,许多城市也给予了相应的政策支持,目前已有20多个城市建设了FTTH的试验网。中国电信在武汉、北京、上海和广州等城市开展了试点工作,中国网通开始在北京等地的商务中心以及高档住宅区开展布点试验。驻地网运营商,如泰龙等在已建试验网的基础上,还努力拓展和探索新的业务提供和运营模式。房地产开发商也将FTTH作为高档房产热销的卖点,借以提高销售附加值,加快销售速度。所有这一切,都有利地促进了我国FTTH接入技术的推广。 从国内外开展FTTH应用的经验来看,我国发展FTTH面临以下几个问题:缺少“杀手级应用”;成本须进一步降低;给城域网带来巨大的带宽压力;线缆所有权问题。这些问题在很大程度上制约了FTTH在我国的发展。 我国的FTTH市场还需要培育,对FTTH既要有信心也要有耐心。从电信运营的角度分析,将FTTH应用于实际网络环境之中,需要切实考虑诸多因素,如技术因素、成本因素、管制政策因素等等