FTTH光纤到户业务发展指导意见.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 FTTHFTTH 光纤到户业务发展指导意见光纤到户业务发展指导意见 企业发展部企业发展部 20112011 年年 5 5 月月 2828 日日 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 目目 录录 前前 言言 IV 第一章第一章 FTTHFTTH 光纤到户业务提出背景光纤到户业务提出背景 5 1 11 1 用户对宽带接入提出更高的需求用户对宽带接入提出更高的需求 5 1 21 2 光纤接入成本下降光纤接入成本下降 7 1 31 3 光纤接入技术发展迅速光纤接入技术发展迅速 8 1 41 4 FTTHFTTH 是宽带接入的理想方案是宽带接入的理想方案 8 1 51 5 国内光纤到户试点情况国内光纤到户试点情况 9 第二章第二章 FTTHFTTH 光纤到户技术研究光纤到户技术研究 10 2 12 1 各种光纤到户实现技术的分析各种光纤到户实现技术的分析 10 2 22 2 各种各种 PONPON 技术的分析技术的分析 12 2 32 3 GEPONGEPON 的关键技术的关键技术 17 2 32 3 FTTHFTTH 接入组网方案接入组网方案 20 2 42 4 FTTHFTTH 对现有网络的要求分析对现有网络的要求分析 21 第三章第三章 FTTHFTTH 光纤到户市场研究光纤到户市场研究 22 3 13 1 GEPONGEPON 与与 ADSL LANADSL LAN 比较比较 22 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 3 23 2 FTTHFTTH 近期的目标用户及规模近期的目标用户及规模 30 3 33 3 光纤到户可开展的增值业务光纤到户可开展的增值业务 31 3 43 4 FTTHFTTH 市场发展定位市场发展定位 31 3 53 5 FTTHFTTH 业务发展策略业务发展策略 32 第四章第四章 FTTHFTTH 光纤到户工程建设研究光纤到户工程建设研究 33 4 14 1 FTTH 技术对光缆的定义技术对光缆的定义 33 4 1 1 用户主干光缆 33 4 1 2 用户配线光缆 33 4 1 2 楼内光缆 33 4 1 2 用户尾纤 33 4 24 2 FTTH 光缆产品与技术光缆产品与技术 34 4 2 1 用户主干 配线 楼内光缆 34 4 2 2 用户尾纤 35 4 34 3 光缆接续配件光缆接续配件 36 4 3 1 室外光缆交接箱 36 4 3 2 楼内 ODF 架 作用与楼外光交接箱相同 37 4 3 3 楼道分纤盒 37 4 3 4 楼道微型用户终端盒 一般少用 37 4 3 5 用户智能终端盒 38 4 44 4 布线方案布线方案 38 4 4 1 别墅型住宅网络拓扑结构 38 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 4 4 2 多层楼房网络拓扑结构 39 4 4 3 小高层楼房网络拓扑结构 39 4 54 5 光功率预算光功率预算 40 4 5 1 计算依据 40 4 5 2 计算方法及原则 41 4 64 6 工程设计实施关键点和建议工程设计实施关键点和建议 41 第五章第五章 FTTHFTTH 光纤到户维护研究光纤到户维护研究 43 5 15 1 GEPONGEPON 网络的日常维护网络的日常维护 43 5 25 2 网管的建设网管的建设 43 5 25 2 服务保障服务保障 44 5 35 3 实现差异化服务的措施实现差异化服务的措施 45 结束语结束语 46 附录一附录一 GEPONGEPON 测试报告测试报告 I 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 前前 言言 随着用户对接入带宽的需求越来越大 现有的宽带接入方式 如 ADSL 和 LAN 接入 已越来越不能满足用户高带宽的需求 另外一方面 随着光接入技术的不断发展 光收发 模块 OLT 和 ONU 的设备成本不断下降 目前实现光纤到户的综合成本比以前有大幅度 的下降 光纤到户逐渐成为国内外通信行业的热点 可以预见在不久的将来 光纤到户将 会成为用户接入的重要手段 在最近召开的中国电信工作会议上 中国电信集团公司总经理王晓初提出中国电信要 由传统网络运营商向综合信息服务提供商转变 面对企业转型 分公司黄和生总经理在年 初的工作报告中 战略性地提出要开展 光纤到户试商用 为了给将来光纤到户业务大 规模发展提供业务指导 我部组织市场部 工建部 运维部 客户响应与资源管理中心 网络维护中心 数据分局等单位 对光纤到户在技术 市场 维护 工程建设等方面进行 研究 并在此基础上制定 光纤到户业务发展指导意见 企业发展部企业发展部 20052005 年年 5 5 月月 2828 日日 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 第一章第一章 FTTHFTTH 光纤到户业务提出背景光纤到户业务提出背景 1 11 1 用户对宽带接入提出更高的需求用户对宽带接入提出更高的需求 1 1 数据业务的发展对带宽提出了更高的需求 数据业务的发展对带宽提出了更高的需求 宽带业务已成为固定运营商主要推广的重点业务之一 固定运营商要发展好宽带业务 了解与把握宽带时代下的用户需求趋势就变得异常关键 进入宽带时代用户对功能的需求有了很大的提高 所要求满足的功能已经不仅是通信 功能 或者简单的内容需求 如浏览网页等 而是更高级的娱乐功能 教育功能 医疗 功能甚至具有自我价值实现意义的其它功能 简单说是 3C 综合需求 即通讯 消费电子 和电脑应用的集中 用户更希望得到丰富多彩 独具个性的内容和应用 由此用户更关注 业务的多样性和差异化 其中 多样性是指内容应用的种类丰富 例如包括娱乐 教育等 差异化则指针对不同的用户群体 个体 提供个性化 人性化的业务和服务 最大限度地 满足不同用户的个性化需求 另一方面随着 IPTV 视频组播 点播业务的全面展开 对接入承载网络提出了更高的 带宽需求 标清 IPTV 带宽至少需要 2Mbps 以上 高清 IPTV 带宽至少需要 6 8Mbps 以上 MPEG4 视频格式 如果一个家庭拥有多个 IPTV 终端 这时需要的带宽将成倍增加 考 虑到各类网络互动业务 如视频会议 视频聊天 网络游戏 BBS 贴图等需求 接入网的 上行带宽需求也会不断增长 因此 IPTV 接入承载网络的上下行带宽要求将会越来越高 未来几年业务的带宽需求 未来几年业务的带宽需求 20062006 年年20082008 年年20102010 年年 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 数据数据 业务业务 0 5M 简单的数据业务 以文字信 息为主 1 2M 以动画 图像信息为主 1 2M 以动画 图像信息为主 IPTVIPTV 业务业务 3 4M 以 SDTV 标准清晰数字电视 为主 8M 以 HDTV 高清晰数字电视为 主 8M 以 HDTV 高清晰数字电视为 主 互动互动 游戏游戏 1M 以简单的平面贴图互动游戏 为主 2 3M 以三维立体互动游戏为主 4M 以三维高清晰立体互动游 戏为主 视频视频 电话电话 0 5M 图像品质 图像流畅性要求 不高 1M 图像品质不高 但流畅性 较好 2 3M 图像品质 流畅性均较好 达到 SDTV 的品质 其它互动业务其它互动业务无 1 2M 远程互动教学 互动医疗 等 但效果一般 5M 远程互动教学 互动医疗 等 效果好 总体总体 需求需求 5 6M13 16M20 22M 从上表中可以看到 2006 年业务带宽的需求主要由 IPTV SDTV 标准清晰数字电视 来推动 业务主要以 单向数据业务为主 2008 年业务带宽的需求主要由 IPTV HDTV 高清晰数字电视 来推动 互动业务已经 有所提升 2010 年业务带宽的需求主要由互动业务来推动 互动业务将占据主导地位 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 2 现有宽带接入方式存在的问题分析 现有宽带接入方式存在的问题分析 A ADSL 宽带接入问题分析 1 应用受到传输距离的限制 ADSL ADSL2 的带宽严格受到传送距离的限制 较高的带宽只能在短距离实现 ADSL 在提供 3M 业务带宽时 0 32mm 线径的传输距离小于 2Km 0 4mm 线径的传输距离小 于 2 5Km 而目前国内多数城市都是采用较大的端局覆盖半径 5 6 公里左右甚至更远的 用户 要普遍实现对用户较短距离的接入是很难实现的 2 不能提供对称带宽 随着博客 BT 网格计算 即时通讯 宽带电话 视频电话 个人相册共享等应用的 快速增长 用户对上行带宽的需求也越来越大 而 ADSL 的非对称性制约了对这些业务的 支持 B LAN 宽带接入问题分析 1 多业务承载困难 话音 CATV TDM 接入 2 光纤资源占用大 3 多级有缘交换 管理 维护 扩容成本高 4 无法按需带宽分配 7 组播业务难以支持 什么样的接入技术才能满足用户高带宽 高服务质量以及各种层出不穷的增值业务承载的 需求 FTTH 光纤到户技术将是理想的选择 1 21 2 光纤接入成本下降光纤接入成本下降 目前 光通讯各项器件技术已发展相当成熟 价格也变得相当便宜 价格问题逐渐不 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 再成为光纤接入发展的主要障碍 有数据显示 与 2000 年相比 如今市场上的光纤 光 器件价格都出现了大幅度降低 以光纤价格为例 其最新的价格甚至降到了 2000 年光纤 价格的 1 10 光器件也降为原来的 1 3 这在很大程度上降低了光纤接入的门槛 消除了 运营商以及用户对光纤接入系统价格的 恐高症 图 光纤接入和铜线接入成本下降趋势比较 从图中可以看出 现在的光纤接入成本和铜线接入成本已相差无几 但由于光纤接入 可以提供更高的带宽 综合性价比较高 大规模部署光纤接入网络也就更有现实意义了 目前 FTTH 设备的供应商也已经不下 10 多家 美国的 FSAN 全业务接入网络协会和 FTTH 论坛组织都汇集了相当多的设备厂商 ITU 最新的关于 FTTH 设备的标准以及美国三 大运营商联手制定的设备标准都进一步促进了设备的成熟 同时适应 FTTH 施工需求的设 备 工具也陆续推向市场 光纤通信的从业人员也极大地增长 这些都为 FTTH 的发展奠 定了基础 特别还要指出的是随着互联网 尤其是宽带技术的发展 社会对于 FTTH 的需 求越来越现实 FTTH 已经有了基本的客户基础 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 1 31 3 光纤接入技术发展迅速光纤接入技术发展迅速 目前应用于宽带光纤接入网的技术主要有三种 它们分别是基于 SDH 的多业务传送 技术 MSTP 多业务的无源光网络技术 PON 和多业务点对点光端机 P2P 或称 MC 这几种光纤接入方式具有以下特点 1 MSTP 有很高的服务质量 但成本较高 适合对业务质量和安全性等要求非常高的 大用户 不适合普通家庭用户 2 多业务点对点网络光端机的星状网络拓扑与环形骨干网络配合非常有利 成本优势 突出 但需要占用大量光纤 适合大多数用户的普遍接入 在某些应用情况下比 PON 成 本更低 应该结合具体情况因地制宜采用 3 PON 的树状网络拓扑与环形骨干网络配合非常有利 是光纤进入用户驻地 FTTP 最有效的网络解决方案 由于节省大量骨干光纤资源 长远看是光纤化接入的理想选择之 一 适合大多数用户的普遍接入 未来潜在市场很大 其中 前两种技术在国内得到普遍应用 而 PON 技术作为理想的光纤化接入手段 被认为是实现 FTTH 的主要技术 具有非常大的发展潜力 1 41 4 FTTHFTTH 是宽带接入的理想方案是宽带接入的理想方案 总的来看 各种宽带光纤接入网都有其最佳使用场合和时机 宽带点到点有源光纤系 统最适合企事业用户 宽带点到点有源以太网光纤系统适合在低密度用户分散地区应用 宽带点到多点无源光纤系统最适合新建或改建的密集用户区应用 我国的发展趋势将可能 跨越 APON BPON 和 EPON 阶段 从宽带点到点以太网光纤系统和 GEPON 开始 乃至 很快过渡到 GPON 阶段 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 随着用户对带宽需求的进一步提高 光纤到户实现成本的下降 光纤接入技术的快速 发展 以及为了提高市场竞争力 FTTH 由于能够提供高带宽 高可靠性 低成本的接入 必将成为电信运营商为用户提供接入的重要手段 1 51 5 国内光纤到户试点情况国内光纤到户试点情况 因为目前光纤接入的价格相对仍然较高 EPON 和 GPON 的技术之争也尚未确定 很多国家对大规模部署光纤接入网络持谨慎的态度 但同时也在积极的进行着各种技术的 试验工 中国网通集团在 2001 年开始就已经在北京 长沙等地区对 EPON GPON 等各种 FTTH 技术进行了测试 中国电信集团对 GPON 技术也表示了极大的兴趣 并在有条件 的地区开始了各种 PON 技术的试用和商用 截止到现在中国电信分别在上海 武汉 广 东开展了 FTTH 试点 中国网通在北京 武汉 中国移动在山东也都不同程度的开展了 FTTH 的试点工作 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 第二章第二章 FTTHFTTH 光纤到户技术研究光纤到户技术研究 2 12 1 各种光纤到户实现技术的分析各种光纤到户实现技术的分析 目前实现光纤到户的技术主要有四种 它们分别是 基于 SDH 的多业务传送技术 MSTP 点到点有源以太网系统 无源光网络技术 PON 点对点光端机 P2P 或称 MC 我们将主要介绍前三种的技术 1 点到点同步数字系列 多业务传送平台系统 在接入网中应用点到点同步数字系列 SDH 的主要优势在于可以提供理想的网络性 能和业务可靠性 SDH 的最新发展趋势是支持以太网等业务接口的映射 于是 SDH 逐渐 发展成为多业务传送平台 MSTP 基本思路是将多种不同业务直接或经过处理后再通过 虚电路 VC 级联等方式映射进不同的 SDH 时隙 而将 SDH 设备与二层乃至三层分组 设备在物理上集成为一个实体 构成业务层和传送层一体化的 SDH 多业务节点 定位于 网络的边缘 具体实施时相当于将 SDH 复用器 数字交叉连接器 DXC WDM 终端 二层交换机乃至 IP 边缘路由器等多个独立的设备集成为一个 MSTP 网络设备 统一控制 和管理 当然 这种融合不是一步到位的 随着业务的发展和技术的进步 近期可以首先 实现物理融合 中长期再走向完全的功能融合 成为名副其实的融合节点 特别是集成了 VC 级联 通用成帧协议 GFP 动态链路容量调整机制 LCAS 三种标准功能的新一 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 代 MSTP 不仅能大大增强自身灵活有效支持数据业务的能力 而且可以将核心智能光网 络的智能特征扩展到网络边缘 增强整个网络的智能范围和效率 最新的发展则是将具有很好汇聚特性和优化数据接入能力的弹性分组环 RPR 功能 集成进来 最适合于城域网的接入层应用 特别是以太网业务带宽需求占绝对优势的场合 然而 由于 RPR 没有跨环标准 独立组大网的能力较弱 若利用与 MPLS 相结合的方法 可以使跨环业务流配置成同一个 MPLS 的标记交换通道 从而实现多个 RPR 环业务的互 通和端到端业务调度 利用 MPLS 还能提供基于全网的流量工程 实现空间重用和带宽保 证 提供有 QoS 保证的端到端的业务连接 加强了支持数据灵活联网的能力 应用范围 则可以扩展到网状网等复杂的拓扑结构 鉴于这种方案基于同步工作 抖动要求严格 设 备成本较高 而且灵活生成业务的能力不足 因此主要适用于局间或汇接点 POP 间 以及大型企事业用户的点到点通信 2 点到点有源以太网系统 传统以太网技术不属于接入网范畴 而属于用户驻地网 CPN 领域 然而其应用领 域却正在向包括接入网在内的其它公用网领域扩展 历史上 对于企事业用户应用环境 以太网技术一直是最流行的方法 目前已成为仅次于供电插口的第二大住宅和办公室公用 设施接口 采用以太网作为企事业用户接入手段的主要原因是 已有巨大的网络基础和长 期的经验知识 目前所有流行的操作系统和应用都与以太网兼容 性能价格比好 可扩展 性强 容易安装开通以及可靠性高等 对于公用网住宅用户应用环境 点到点有源以太网系统采用有源业务集中点来替代无 源点到多点系统的无源器件 使传输距离可以扩展到 160km 主要优点是 专用接入 带 宽有保证 每用户可以独享 100 Mbit s 的接入速率 局端设备简单 传输距离长 成本随 用户数的实际增长而线性增加 投资风险低 在低密度用户分散地区成本较低 缺点是光 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 纤设施专用 当需求快速增长且用户很密集时 空间需求和成本也随之迅速增加 因而不 太适合高密集用户区域 由于计费 质量 管理 安全等多种因素 以太网作为公用网接入方式尚需进一步改 进 主要是因为以太网技术的固有机制不提供端到端的包时延 包丢失率和带宽控制 难 以保证实时业务的服务质量 缺乏安全机制保证等 3 无源光网络技术 无源光网络 PON 是一种很有吸引力的纯介质网络 其主要特点是避免了有源设备 的电磁干扰和雷电影响 减少了线路和外部设备的故障率 提高了系统的可靠性 同时节 省了维护成本 并能比较经济地支持模拟广播电视业务 即具备三重功能 triple play 据美国贝尔运营公司报道 采用 PON 技术每年每线可节约 50 美元的维护费用 是电信维 护部门长期期待的技术 其次 PON 的业务透明性较好 原则上可适用于任何制式和速 率的信号 最后 由于其光发送机和光纤由用户共享 因而线路成本较其它点到点通信方 式低 特别是随着光纤向用户日益推进 其综合优势越来越明显 总的来看 各种宽带光纤接入结束都有其最佳使用场合和时机 宽带点到点有源光纤 系统最适合企事业用户 宽带点到点有源以太网光纤系统适合在低密度用户分散地区应用 宽带点到多点无源光纤系统最适合新建或改建的密集用户区应用 我国的发展趋势将可能 从宽带点到点以太网光纤系统和 GEPON 开始 乃至很快过渡到 GPON 阶段 2 22 2 各种各种 PONPON 技术的分析技术的分析 早期的窄带 PON 是基于 TDM 的 性能价格比低 已经自然消亡 ATM 化的无源光 网络 宽带无源光网络 APON BPON 可以利用 ATM 的集中和统计复用功能 再结合无 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 源分路器对光纤和光线路终端的共享作用 使性能价格比有很大改进 目前在美国和日本 等国已经开始商用 在日本已经敷设了约 50 万线 然而 目前实际 APON BPON 的业务适配提供却很复杂 业务提供能力有限 数据传 送速率和效率不高 成本较高 其市场前景由于 ATM 的衰落而变得很不确定 从长远的 业务发展趋势看 APON 的可用带宽仍然不够 以 FTTC 为例 尽管典型主干下行速率可 达 622 Mbit s 但分路后实际可分到每个用户的带宽将大大减小 按 32 路计算 每一个分 支的可用带宽仅剩 19 5 Mbit s 再按 10 个用户共享计算 则每个用户仅能分到约 2 Mbit s 显然 这样的性能价格比无法满足网络和业务的长远发展需要 近几年随着 IP 的崛起和发展 有人提出了以太网无源光网络 EPON 的概念 即在 与 APON 和 BPON 类似的结构和 G 983 的基础上 设法保留其精华部分 物理层 PON 而以以太网代替 ATM 作为链路层协议 构成一个可以提供更大带宽 更低成本和 更宽业务能力的新的结合体 EPON 这一思想在以太网界得到了积极响应 在 IEEE 802 3 的旗帜下已经形成了初步标准千兆以太网无源光网络 GEPON 在实际中 EPON 和 GEPON 的基本差别就是标准化 前者往往指非标设备 后者指符合 IEEE 802 3ah 规范 的设备 另外 GEPON 的传输距离和分路比均比 EPON 有所减小 从 EPON GEPON 的结构看 其关键优点是极大地简化了传统的多层重叠网络结构 主要特点有 消除了 ATM 和 SDH 层 从而降低了初始成本和运行成本 下行业务速率高达 1G bit s 允许支持更多用户 每用户带宽可以更高 并能提供 视频业务能力和较好的 QoS 硬件简单 无须室外电子设备 使安装部署工作得以简化 改进了电路的灵活指配以及业务的提供和重配置能力 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 IEEE 802 3ah 规范的 GEPON 技术的规范性好 上下行波长分别是 1 310 nm 和 1 490 nm 上下行速率为 1 25Gbit s 传输距离是 10 20km 分路比是 16 主要业务是数据和语 音 增加一个 1 550 nm 电视广播波长后 可提供语音 数据和电视三合一的所谓 triple play 宽带业务捆绑服务 而这将是未来家庭业务的 杀手锏应用 EPON GEPON 的主要缺点是效率低和难以支持以太网以外的业务 前者是由于采用 8B 10B 的线路编码 有 20 的带宽损失 而 APON 和 GPON 都采用不归零 NRZ 扰码 为线路码 因此没有带宽损失 再加上承载层 传输汇聚层 业务适配效率等原因 使得 EPON 总的传输效率很低 大约仅为千兆无源光网络 GPON 的一半 2001 年 在 IEEE 积极制订 EPON 标准的同时 全业务接入网络 FSAN 组织开始发 起制订速率超过 1 Gbit s 的 PON 网络标准 GPON 随后 ITU T 也介入到这一新标准 的制订工作中来 并于 2003 年 1 月通过两个有关 GPON 的新标准 G 984 1 和 G 984 2 速 率提高到 2 5G bit s 按照这一最新标准的规定 GPON 可以提供 1 244 Gbit s 和 2 488 Gbit s 的下行速率以及所有标准的上行速率 传输距离至少达到 20 km 具有高速高效传 输的特点 而且 GPON 还在传输汇聚层采用了一个全新的标准 GFP 这是一种可以透明 高效地将各种数据信号封装进现有网络的 开放的 通用的标准信号适配映射技术 可以 适应任何用户信号格式和任何传输网络制式 全面体现了业务提供商对业务提供的灵活要 求 而 APON BPON 和 EPON GEPON 对每种特定业务都需要提供特定的适配方法 由于 采用 GFP 映射 GPON 的传输汇聚层本质上是同步的 并使用标准 SDH 的 125 s 帧 因而使得 GPON 可以直接支持 TDM 业务 从提供的业务看 GPON 不仅可以提供 10 100 MBit s 1 Gbit s 的业务 而且可以提供 VLAN 业务和语音业务 事实上可以适应任何现有业务和未来新业务的适配要求 GPON 不是制造商驱动的技术标准 而是一种运营商驱动的标准 因此具有更周到的运营利益考 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 虑 速率更高 可达 2 4 Gbit s 具有通用的映射格式 可适应任何新老业务 具有丰富的 运行 管理 维护和配置 OAM P 特点 对各种业务均具有很高的传输效率 即便对 于 TDM 业务也能高效无开销地传送 以下为几种 PON 技术的对比 经过对以上 PON 技术的分析 近期 GPON 和 GEPON 技术将是各个运营商关心的重点 我们对这两种技术做如下的分析 GPON 是 ITU 提出的 G 比特级的无源光网络 ITU 在 2003 年正式通过并颁布了 GPON 标 准系列中的三个标准 G 984 1 G 984 2 和 G 984 3 由于 GPON 标准是 ITU 在 APON 标准 之后推出的 因此 G 984 标准系列不可避免的沿用了 G 983 标准的很多思路 GPON 与 GEPON 都是千兆比特级的 PON 系统 与 EPON 力求简单的原则相比 GPON 更注重多业务和 QoS 保证 因此更受运营商的青睐 但由于 GPON 标准复杂且开发较晚 技术尚不成熟 因此目前 GPON 产品还未到商品化阶段 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 目前 IEEE 提出的 GEPON 实现方案是 在与 APON 类似的结构和 G 983 的基础上 设法保 留 APON 的物理层 PON 而以 Ethernet 技术代替 ATM 技术作为数据链路层协议 构成一个 可以提供更大带宽 更低成本和更强业务能力的新的结合体 EPON 而 ITU 提出的 GPON 技 术的主要目标是实现 Gbit 速率 并能支持多种业务 对所有业务最优化 表 1 对 GEPON 和 GPON 两种千兆比无源光网络技术的主要参数进行了比较 为更加全 面 同时也将 BPON 列入其中 表 1 注 该带宽是根据不同大小的 IP 包分布模型算出的平均值 仅供参考 针对 GPON 和 GEPON 技术的不同特点 可以对这两种技术做出以下分析比较 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 1 GPON 和 GEPON 技术的比较 A GPON 支持多种速率等级 可以支持上下行不对称速率 上行不一定要支持 1 Gbit 以 上的速率 因此与 GEPON 只能支持对称 1 Gbit 的单一速率相比 GPON 在光器件的选择上 余度更大 从而可降低成本 B GEPON 只支持 Class A 和 B 的 ODN 等级 而 GPON 可支持 Class A B 和 C 因此 GPON 可支持高达 128 的分路比和长达 20km 的传输距离 C 单从协议上比较 因为 GEPON 标准是以 802 3 体系结构为基础 因此与 GPON 标准相 比其协议分层更简单 系统实现更容易 更鉴于目前以太网芯片的成熟性 其系统成本更 低 D ITU 在制定 GPON 标准过程中沿用了 APON 标准 G 983 的很多概念 与 EFM 制定的 GEPON 标准相比其标准更完善 但由于其增加了 TC 子层 因此也相应增加了一定的开销 这在一定程度上违背了希望能够借助 Ethernet 技术简单 经济的特点这一初衷 因此规 定一个高效率的 TC 层机制将成为 ITU 在制定 GPON 标准中的一个关键 E GPON 标准规定 TC 子层可以采用 ATM 和 GFP 两种封装方式 其中 GFP 封装方式适于承 载 IP PPP 等基于包的高层协议 但对于为了支持 ATM 业务而定义的 ATM 封装方式在以 Ethernet 为基础的 GPON 系统中是否合适 还有待商榷 F 在 Ethernet 上承载 TDM 业务的技术并不成熟 很难满足电信级的 QoS 要求 因此 GEPON 为了能够承载 TDM 业务和话音业务必须设计新的 MAC 机制并增加新的软硬件 而 GPON 由于其设计的 TC 子层结构和 ATM 封装方式 并采用了 125us 的帧长及定时机制 能 够比较容易的支持 TDM 业务和话音业务 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 GEPON 和 GPON 产品比较 由于 IEEE 的 GEPON 标准化工作比 ITU T 的 GPON 标准化工作开展得早 而且 IEEE 的 关于 Ethernet 的 802 3 标准系列已经成为业界的最重要的标准 因此目前市场上已有的 G 比特级 PON 产品更多的是遵循 GEPON 标准 严格遵循 GPON 标准的产品目前基本上还没 有 GEPON 产品较 GPON 产品更广泛的另一个重要原因是因为 GEPON 标准制定得更宽松 制造商在开发自己的产品时有更大的灵活性 从产业链的角度看 GEPON 系统最核心部分 PON 光发送 接收模块已经较成熟 核心 TC 控制模块已经规模生产 ASIC 化 而 GPON 系统的相应核心模块还不太成熟 其核心 TC 控制模块目前仅处于 FPGA 阶段 还难于实现规模商用 目前 GEPON 产品支持的 PON 端口速率等级一般为 1250kbit s 虽然 IEEE 在制定 GEPON 标准时主要考虑数据业务 基本上未考虑语音业务 但是鉴于目前运营商在布网规 划时更注重要求接入网络应能同时提供数据和语音业务 因此除了少数 GEPON 产品仅支持 数据业务外 许多 GEPON 产品在 IEEE 标准基础上 在提供数据业务的同时采用预留带宽 的方式提供语音业务 根据业务定位 GEPON 更适合以数据业务为主 语音业务要求不高的用户 以个人用 户为主 GPON 更适合对数据业务和语音业务要求都高的用户 以大客户和商业客户为主 鉴于 GEPON 技术成熟 成本较低 近期以 GEPON 为主 密切跟踪 GPON 产品的商用化程度 以及成本的下降幅度 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 32 3 GEPONGEPON 的关键技术的关键技术 1 测距 同步 测距技术是 TDMA 方案中的一个关键问题 它实质上是上行信号的同步问题 由于各 ONU 距 OLT 的光纤路径不同和各 ONU 元器件的不一致性造成 OLT 与各 ONU 间的环路时延不 同 而且由于环境温度的变化和器件老化等原因 环路延时也会发生不断的变化 因此必 须引入测距技术对上述原因引发的时延差异进行补偿 以确保不同 ONU 所发出的信号能够 在 OLT 处准确地按时隙复用在一起 避免由于上行时隙间的不同步而导致在 OLT 上发生信 号碰撞的现象 由于 EPON 没有采用 APON 中周期性的帧结构 因此不能采用帧定时完成信 号的同步 EPON 中采用的同步技术是绝对时标 ATS 技术 包括 ATS 的插入和提取等 OLT 有一个本地时钟计数器 该计数器对时间颗粒计数 当 OLT 发送 MPCP 帧时 它 就将本地时钟计数器的值 即绝对时钟插入到其时间标签域中 ONU 中也有一个本地时钟 计数器 这个计数器也是对时间颗粒计数 但是 ONU 无论何时接收到 OLT 发送的 MPCP 帧 就要将这个帧所携带的新的时间标签值来刷新自己的本地时钟计数器的值 当 ONU 发 送 MPCP 帧时 它也要将自己的时钟计数器的值映射到时间标签域中 OLT 将对接收到的 ONU 的时间标签进行检查 时间标签测距法就是通过时间标签在 OLT 与 ONU 之间的传递 计算接收的时间标签值和 OLT 本地时钟的之间的差来得到 ONU 的 RTT 值 OLT 只要接收到 了 ONU 的 MPCP 帧 就要进行测距 利用时间标签法进行测距的原理见下图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 TDOWN TUP TWAIT TR OLT Locattime t0 OLT Locattime t2 OLT ONU time time MPCP TS t0 MPCP TS t1 MPCP TS t0 MPCP TS t1 Set ONU locattime t0 ONU locattime t1 Tx Tx Rx Rx 图中 TR 为 ONU 总的响应时间 TDOWN 为下行传输延时 TUP 为上行传输延时 TWAIT 为 ONU 接收到 OLT 的 MPCP 消息 一般为 GATE 消息 到发送窗口开始之间的等待时间 OLT 在本地时间为 t0 时 给 ONU 发送一个 MPCP 帧 它携带的时间标签值为 TS t0 经 过 TDOWN 时间的传输延时后 这个 MPCP 帧到达 ONU ONU 将本地时间计数器的值更新为 t0 然后就等待 等待 TWAIT 时间后 这个 ONU 的发送窗口开始了 它就发送数据和 MPCP 帧 并将本地时钟计数器的值 t1 插入到 MPCP 帧的时标域 ONU 发出的 MPCP 帧经过 TUP 时间的传播延迟后到达 OLT 2 突发发送和接收 与所有的采用 TDMA 技术的 PON 一样 EPON 中也面临着上行信号的突发发送和接收 的问题 由于不同的 ONU 到达 OLT 的距离不相等 以及每一个 ONU 的光模块发出的光信 号的强度不同 造成了 OLT 的接收机接收到的信号功率在每一个时隙都不相同 当 ONU 距离 OLT 越远时 强度就会越低 如果 OLT 接收机逻辑 1 的判断电平调整为适合于距离 较近的 ONU 的高功率信号 就有可能将距离较远的 ONU 的逻辑 1 错误地判断为 0 相反 如果接收机调整为正确接收远距离 ONU 的弱信号 它就有可能将强信号的逻辑 0 误读为 逻辑 1 因此 OLT 的接收机必须要能在规定的时间内来调整接收判决电平 这个时间通 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 常成为 OLT 同步时间 包括调整判决幅度的 AGC 时间和调整判决抽样点的 CDR 时间 在 OLT 能够正确接收某一个 ONU 的信号之前 要首先完成与这个 ONU 的信号同步 这段时 间内 此 ONU 只能发送 IDLE 码 供 OLT 同步用 3 用户安全 由于 EPON 下行是一个共享网络 因此用户安全也是 EPON 中比较受到关注的一个问 题 烽火的 EPON 产品支持 AES128 加密功能 可以对下行数据流进行加密 ONU 将定时 产生新的密钥 并发送到 OLT OLT 根据一定算法将 ONU 产生的密钥转换成真正的加密图 样 对下行数据流进行加密 4 动态带宽调整 QoS 由于以太网中的数据流具有很强的突发性 如果采用静态的带宽分配方案 就会产生 带宽利用率低下或带宽分配不公平的现象 因此 在 EPON 中应该采用动态的带宽分配机 制 采用 DBA 的好处在于不但可以提高带宽利用率 还可以采用带宽调度算法来保证某些 优先级高的业务的 QoS 目前烽火公司的 EPON 设备支持 DBA 所采用的带宽调度机制能确 保用户所签订的服务等级合同 包括最小带宽 最大带宽 和延时敏感性 得到公平的执 行 在签订 SLA 时可以规定业务的优先级和可以规定用户的优先级 高优先级的业务或用 户可以优先获得网络资源 在确保所有的业务或者用户的最小带宽得到保障的情况下 可 以动态的分配剩余带宽 供突发性较强的业务使用 5 MPCP 多点控制协议 MPCP 是一种多点控制协议 指明了主单元和从单元之间的控制机制 这些 从单元连接到点到多点的段 使得以太网数据的有效传输 其功能如下 A 控制网络启动导入过程 B 到终点站的带宽分配 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 C 询问来自终点站 ONU 的带宽请求 MPCP 是在在 MAC 控制层实现的 原来 IEEE802 3 第 31 条指出 MAC 控制提 供实时控制和 MAC 子层操作的处理 MPCP 多点控制协议的主要的手段 增加新 的控制消息 新的控制消息如下 门 GATE 报告 REPORT 指定和需求带宽 注册请求 REG REQ 和注册证实 REG ACK 控制启动导入过程 2 32 3 FTTHFTTH 接入组网方案接入组网方案 采用 GEPON 实现住宅用户的 FTTH 接入 根据 FTTH 个人用户接入的数量 OLT 可位于 局端或小区机房 OLT 上行提供多个上联接口 实现业务的分离 ONU 位于个人家庭中 ONU 设备具有多个下行百兆电接口 提供高速上网 IPTV 等数据增值业务 ONU 还提供了 多路模拟语音接口 提供基于 VOIP 的语音业务 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 2 42 4 FTTHFTTH 对现有网络的要求分析对现有网络的要求分析 光纤到户技术的规模应用必将对现有的 IP 城域网的接入 汇聚 骨干和出口带宽提 出更高的要求 同时对现有 IP 城域网设备处理能力 现有 IP 城域网全程 QOS 保障提出了 更高的要求 IP TV 等组播类型业务的大规模发展要求现有 IP 城域网具备支持组播的功 能 FTTH 的开展还将对现有的接入光纤资源进行扩容 对现有的城域网和接入网带来巨 大的挑战 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 第三章第三章 FTTHFTTH 光纤到户市场研究光纤到户市场研究 3 13 1 GEPONGEPON 与与 ADSL LANADSL LAN 比较比较 目前各运营商提供的宽带接入业务主要是 ADSL 和 LAN 接入两种 此外 随着带宽 需求的不断增加 VDSL 也逐渐成为一种选择 其它的接入方式 如 Cable Modem 电力 线接入等由于市场占有量不大并且受行业资源限制 在此不做讨论 1 与 ADSL ADSL2 的比较 ADSL 经过近几年的大力发展 目前已经成为最普及的宽带接入手段 通信信息研究 所的一项调研显示 至今年年底 我国的 ADSL 用户将达到 2000 万 在宽带用户中所占 的比例接近 80 ADSL 利用传统的电话线的高频部分传送宽带数据 充分利用了固网运营商已有的铜 线资源 对中国电信和中国网通这样的运营商来说 是发展宽带接入的一种必然选择 目 前国内提供的 ADSL 业务主要为 512Kbps 到 2Mbps 的下行带宽 主要应用为公众上网 然而随着各种新业务 尤其是视频业务的兴起 用户的带宽要求越来越高 新的宽带业务 需求随之而起 目前 各 ADSL 设备制造商都已开始提供基于 ADSL2 2 标准的新版本产品 和普通 ADSL 相比 ADSL2 的传送速度增加了一倍 近距离时速率超过 26Mbps 可轻松承载 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 视频等高带宽业务 ADSL2 的最远传送距离增加了一公里左右 有效解决目前局方普遍 头痛的超长距离用户的覆盖问题 这在一定程度上解决了新业务所要求的带宽问题 然而 ADSL 的带宽严格受到传送距离的限制 较高的带宽只能在短距离实现 而目 前国内多数城市都是采用较大的端局覆盖半径 5 6 公里左右甚至更远的用户 要普遍实 现对用户较短距离的接入是很难实现的 一种办法是增加端局的密度 但这会造成极大的 设备 空间投入和运营开销 重新布线的开销也是巨大的 不建议采用 另一种办法即是 采用新的技术去满足对带宽和距离的同时需求 比如 GEPON 此外 随着博客 BT 网格计算 即时通讯 宽带电话 视频电话 个人相册共享 等应用的快速增长 用户对上行带宽的需求也越来越大 而 ADSL 的非对称性制约了对这 些业务的支持 虽然 P2P 的应用导致了运营商对这些业务的控制 计费能力的一定程度的 失控 运营商并不鼓励这样的业务大规模的占用带宽 但是越来越激烈的竞争环境使得运 营商不得不去支持这样的用户需求 否则就可能会失去大量由这样需求的用户 而这些用 户同时也是运营商的很多新的增值业务的已有或潜在用户 ISP Planet 最近的分析表明 每个宽带用户本身所具有的价值对运营商来说即是一笔宝贵的财富 近期宽带运营商之间 的收购表明 一个宽带用户本身的价值约为几百到几千美元 这些用户的流失对运营商将 是巨大的损失 而从全球的发展趋势看 用户流失已成为传统固网运营商所面对的主要问 题 因此 提供对称的高带宽已成为用户的现实要求 运营商必须面对这样的需求 在带宽方面 真正实现语音 数据 视频的 Triple Play 需要大概需要十几兆到二十几 兆的带宽 GEPON 在这方面具有天然的优势 相对来说 每条 GEPON 线路可以支持 1Gbps 的对称带宽给 32 用户 这样每用户可 以得到平均 30Mbps 左右的带宽 GEPON 可以支持动态带宽分配 DBA 可以定义用户 的保证带宽和最高带宽 比如保证 10Mbps 最高可到 100Mbps 一般来说 GEPON 可以 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 支持最远 20 公里的传送距离 并且具有足够的带宽 使得运营商的业务可以轻松覆盖到 全部用户 由于实现了大规模的部署 ADSL 的设备费用逐年降低 目前已经降到了约 500 元一 线的水平 并且由于线路是已有的 不存在部署铜线的问题 所以整体的设备成本比较低 但随着用户数量的增长 运营商在运营方面的成本却越来越高 根据 FCC 的数据和最近 的一份咨询公司的报告 美国 SBC Verizon BellSouth 三大固网运营商虽然通过不断的 裁减人员 采用自动化的客户服务系统等手段以降低运营成本 但其平均每线路运营成本 仍然在逐年增加 1999 年以来 平均每线运营成本以每年 4 的速度增长 相对 1999 年 已增长了 17 SBC BellSouth 的每线运营成本已经由 1999 年的 120 130 增长到 140 150 分析认为 运营成本的增加与固网电话用户流失以及 ADSL 业务的维护等因素相关 此外 铜线本身的一些特性也决定了必须通过大量的人工操作满足用户的业务需求 到场 维护工作量非常大 在业务提供方面 ADSL 还存在出线率的问题 也会造成大量的人工 操作成本 ADSL 造成的很多维护操作和故障排除都需要经过培训的技术人员来进行 这 就进一步增加了人工成本 相对 ADSL GEPON 在 CAPEX 方面的支出比较高 包括前期的设备费用和光纤铺 设费用 但由于采用无源光网络技术组网 基于光纤的 PON 技术在运营维护方面的费用 要大大低于 ADSL 和铜线 目前 FTTH 已进入一个发展期 现在光纤的费用已经很低 设备的费用也在不断降低 特别是基于以太网技术的 GEPON 由于以太网器件的普遍使 用 价格方面相比 A BPON GEPON 具有明显的优势 UT 斯达康公司的 GEPON 产品目 前已经大批量供货 订单量已超过 400 万线 设备价格相比于以前的 PON 产品大幅度降 低 目前已达到每线接近 2000 元 CO CPE 的水平 并且随着市场的增长 价格还将 继续降低 随着光纤价格的不断降低以及通过各种管道布放光纤的技术的发展和工程设备 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 精品文档 价格的降低以及工程经验的增长 城市中光纤布放的成本也在不断降低 通过 GEPON 组 网的平均每用户光纤成本基本在 1000 元以内 综合以上分析 GEPON 每用户的材料成本 大约在 3000 元人民币左右 相对 ADSL 还是比较贵 但通过后期运营维护成本的降低以 及更高对称带宽和更远传送距离带来的业务能力和收入水平的增长可以相对抵消在设备和 线路成本上的投入 此外 运营商通过部署 GEPON 可以增强在包括宽带接入在内的全面 业务方面的竞争力 由此带来的用户流失方面的减少甚至流失用户的回流都会为运营商带 来更多的业务收入 并且由此带来的未来提供更多新业务的能力将使运营商长期受益 2 与 LAN 接入的比较 LAN 接入是目前除 ADSL 之外最普遍的宽带接入形式 被包括中国电信 中国网通 这样的传统运营商以及中国移动 中国联通 中国铁通 长城宽带等固网领域的竞争运营 商所普遍采用并形成了激烈的竞争格局 前几年 LAN 接入 跑马圈地 带来了大量的重复建设和资源浪费 LAN 设备放置在 写字楼或小区内部 通过 5 类线连接用户 这就涉及了楼内的布线工程开销 经验表明 前期的设备和布线占据了