光纤接入及FTTH的技术应用解析

　　与点对点光以太网接入技术相比，采用无源光分支器的EPON和GPON技术，标准化程度高，业务透明性好，可以节省OLT(光线路终端)光接口和光纤，系统扩展性好，便于维护管理，是光纤接入的主要实现方式。从技术发展走势看，EPON和GPON技术也会领先发展于点对点光以太网接入技术。宽带PON技术的不足之处在于，与点对点系统相比，其用户带宽共享、用户数据无法实现物理层的隔离，用户的独立性和安全性稍差一些。

　　●GPON的上行吞吐量与EPON系统比，没有什么优势，接近或略大于1Gbit/s;

　　从前面的分析可以看出，到2010年，需要满足用户上行在6Mbit/s以上、下行在20Mbit/s以上的带宽需求。目前的ADSL和ADSL2+很难满足这样的带宽需求，基于铜缆的VDSL2技术虽然理论上可以提供几十兆比特每秒的双向带宽，但必须将铜缆距离控制在1km距离范围内，所以，为了满足未来用户和业务的高带宽需求，必须加速“光进铜退”进程。另一方面，基于EPON和GPON的FTTH可以为用户提供高达100 Mbit/s的双向对称带宽，但由于设备和运维成本的限制，目前对于普通大众用户规模推行FTTH是不现实的。FTTx与LAN、DSL、WiMAX结合使用是近期内EPON和GPON技术的主要应用模式。

　　目前受业界广泛关注和认可的EPON和GPON(吉比特无源光网络)技术已取得较大进展。EPON技术已较成熟，从芯片到设备的产业链较为健全，国内外有较多的厂商提供EPON设备，成本不断下降，在国外有超过百万线的规模应用，是目前宽带光纤接入及FTTH的主要实现方式之一。在我国，EPON技术已在芯片和设备方面经过了互通测试，预计2007年将有一定规模的商用。

　　为探索宽带光纤接入网及FTTH应用的可行性和业务模式，我国的部分电信运营商从2005年开始启动了有关FTTH的现场试验，在部分省市利用EPON技术试验了FTTH、FTTO、FTTB等多种组网方式的经济性及其承载高速上网、VoIP、IPTV等Triple-Play(三重播放)和TDM业务的能力。试验情况表明：

　　3.1EPON和GPON技术的应用

　　●FTTH目前成本较高，尚不具备大规模商用的经济条件;EPON+LAN/DSL方式建设成本较低，接近ADSL和现有的FTTB+LAN建设成本。

　　目前EPON技术已基本成熟，且系统运行相对稳定，能够满足IPTV、宽带上网、VoIP等宽带业务的发展需求。虽然GPON技术在传输能力、速率灵活性和分路比等方面有优势，OAM功能和保护机制也相对完善，支持TDM业务承载，但其技术实现复杂，研发进度明显落后于EPON系统，目前芯片和设备厂商均较少，所以，目前宽带光接入及FTTH的实现应主要选择EPON技术。

　　1、国内宽带业务与带宽需求

　　(1)FTTH试验情况

　　2、基于PON技术的FTTx应用场景

　　●GPON系统支持TDM(时分复用)业务的上下行传输时延与EPON系统比没有明显优势，且不具备通过E1业务通道传递2Mbit/s时钟信号的能力;

　　宽带光纤接入技术指的是利用光纤作为传输媒质提供宽带接入的技术，主要包括点到点有源光以太网接入技术和点到多点的宽带无源光网络技术。

　　根据对用户业务需求的广泛调研和对行业相关宽带业务规划的深入分析，在“十一五”期间，我国的宽带业务需求呈现以下特征：

　　与点到多点的宽带PON系统相比，点到点光以太网系统技术实现简单，避免了复杂的上行同步技术和终端自动识别技术，用户可以独享100/1000Mbit/s的对称接入带宽，数据安全性高、传输距离长、组网灵活，成本随用户数的实际增长而线性增加，在用户分散地区成本较低、投资风险小。其不足之处在于为光纤设施专用，对光纤资源消耗量大，建设成本高，OAM&P能力弱，可扩展性差，存在供电、维护、QoS等问题。目前由于业界关注度不够，其技术成熟度也是一个较大的问题。

　　点到点光以太网接入技术的早期主要通过“媒质转换器(MC)+传统以太网交换机”方式实现，用于FTTH小区接入和部分企业客户专线接入。为了改善传统MC方式的点对点光以太网的网络管理能力弱的问题，国际标准组织IEEE、ITU-T分别推出了点对点光以太网接入技术标准。其中，IEEE推出的802.3ah标准由于较为完善、适用范围广、OAM能力和可扩展性较强，正成为点对点光以太网的主流标准。但目前符合802.3ah标准的P2P设备尚不成熟，还处于研发阶段，能提供测试的设备厂商也较少。特别是由于业界对宽带PON技术的高度关注，主流设备厂商都不愿意在点到点光以太网接入上进行过多投入，这将在很大程度上限制标准的点对点光以太网接入技术的商用进程。

　　(2)点对点光以太网接入技术及最新进展

　　●近期(2007～2008年)，家庭上网业务不再满足于以文字为主要表示形式，更注重内容的交互和多媒体方式的呈现。音视频成为网上聊天的主要方式，因此对视频质量的要求越来越高，要求达到标清程度。企业逐渐更多地使用视频会议，以减少成本。IPTV业务用户逐渐增多，对体验要求越来越高，图像逐步达到高清程度。部分特殊行业如宾馆，开始使用IPTV的增值业务。VoIP逐渐普及。

　　●设备尚不具备互通能力。

　　基于G.984标准的GPON技术近一年取得了较大发展，有较多的厂家提供了GPON试商用和测试设备。从我国国内组织的相关GPON系统测试情况来看，GPON技术和设备在总体上还不够成熟，在基本功能与性能、业务承载能力、网络管理能力、互通性、稳定性和可靠性等方面还有待完善，尚不具备规模商用的能力。存在的主要问题有：

　　(3)宽带PON技术及最新进展

　　●远期(2009～2010年)，信息家电和家庭远程监控开始普及。网上聊天更注重交互性和便捷性，开始使用主叫号码进行识别和呼叫。普通用户家庭有了两台电视机同时使用IPTV的需求，人们开始不满足简单的节目收看，有了对节目定制的互动体验要求。普通用户家庭有了两部VoIP电话的需求。

　　(4)点对点光以太网接入与宽带PON技术比较

　　●网管功能和ONU(光网络单元)远程管理功能——OMCI(ONU管理和控制接口)有待进一步完善，各厂商开发的GPON网管系统功能不完善，对于G.984.4中定义的OMCI功能，多数厂商没有完全实现，ONU远程管理的能力仍然较弱，有待进一步加强;

　　虽然EPON技术较GPON技术成熟，但具有传输速率高、业务承载效率高、OAM功能和扩展能力强等特点的GPON技术似乎更值得期待。国外有较多运营商选择GPON技术作为未来实现FTTH的主要方式;而我国国内对未来FTTH大规模的应用，是选择EPON技术还是GPON技术目前还没有定论，不过，可以肯定地讲，EPON和GPON技术的最终抉择，将取决于设备成本、业务支持能力和互通性等多方面因素。

　　●基于EPON的FTTH网络，可满足包括高速上网、VoIP、IPTV等Triple-Play业务的需求。EPON系统承载E1业务的时延、抖动、误码率等指标能够满足标准规定，利用PWE3技术在EPON上传输E1业务是可行的。

　　●GPON产业链不健全，目前市场上尚没有完整的商用芯片解决方案;

　　3、FTTH相关技术及最新进展

　　随着用户和业务对带宽需求的不断增加，带宽高、扩展性好、运维成本低的宽带光纤接入技术正成为电信领域的热点，受到国内外运营商的广泛关注，尤其是在日本，EPON(以太网无源光网络)技术得到了快速发展，有上百万线的商用。中国国内对宽带光纤接入技术也十分关注，进行了较多的研究和试验工作。本文将从国内“十一五”期间宽带业务与带宽需求出发，对光纤接入及FTTH技术与应用进行较为深入的分析。

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