[圖]FTTX技術及其應用
訊石光通訊網(wǎng)
2007/5/29 9:11:59
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摘要 對幾種光纖接入技術進行比較分析，并簡要介紹了國外運營商在部署FTTX的情況。
關鍵詞 FTTX 以太網(wǎng) 無源光網(wǎng)絡 網(wǎng)絡部署
O、引言
面對傳統(tǒng)語音業(yè)務營收的不斷下降，提供寬帶業(yè)務正迅速變成每個運營商商業(yè)模式的一個基石，光纖接入是任何成功的寬帶策略所必須的。近來，固網(wǎng)運營商均積極轉(zhuǎn)向提供整合語音、數(shù)據(jù)、視頻的Triple-play業(yè)務，以期能提高APRU值，而現(xiàn)有寬帶接入網(wǎng)升級將成為當務之急。各大運營商都紛紛投入光纖的部署。在剛剛結(jié)束的2006美國OFC／NFOEC大展上，F(xiàn)TTX的發(fā)展和部署成為與會專家討論的焦點，就連光纖到戶（FTTH）發(fā)展比較遲緩的歐洲在“FTTH歐洲論壇年會”上也提出了“很明顯，光纖時代已經(jīng)到來”的口號。
雖然，市場需求、價格和政府的政策是影響FTTX發(fā)展的主要因素，但選擇正確的技術、FTTX結(jié)構(gòu)和商業(yè)模式是運營商進行大規(guī)模部署FTTX時首要考慮的問題。
1、光接入技術
1.1 點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)
FTTH網(wǎng)絡中的點到點接入技術是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號進行長距離的傳輸，上下行帶寬都可以達到100Mbit/s甚至1000Mbit/s。采用點到點方式實現(xiàn)FTTH具有產(chǎn)品成熟、結(jié)構(gòu)／技術簡單、安全性較好的特點，在日本和美國已廣泛應用。其主要優(yōu)點如下：
a）帶寬有保證，每用戶可以在配線段和引入線段獨享100Mbit/s乃至1Gbit/s帶寬；
b）集中在小區(qū)機房配線，易于放號、維護和管理；
c）設備端口利用率高，可以根據(jù)接入用戶數(shù)的增加而逐步擴容，因而在低密度用戶分布地區(qū)成本較低；
d）由于用戶可獨立享有一根光纖，因此信息安全性較好；
f）傳輸距離長，服務區(qū)域大。
但這種技術最大的缺點是需要鋪設大量的光纖和光收發(fā)器，在大規(guī)模應用情況下網(wǎng)絡鋪設困難，設備成本也很難再下降，甚至會上升。另外，有源以太網(wǎng)并沒有一個統(tǒng)一的標準，從而產(chǎn)生多種不兼容的解決方案。還有一個可能影響選擇以太網(wǎng)技術的因素是傳統(tǒng)視頻業(yè)務的提供方式，因此被認為是實現(xiàn)FTTH的過渡技術。
1.2 點到多點無源光網(wǎng)絡系統(tǒng)
1.2.1 APON和BPON
APON是20世紀90年代中期由FSAN開發(fā)完成的，并提交給ITU-T形成了G.983.x標準系列。其下行速率為622Mbit/s，上行速率為155Mbit/s，由于采用了ATM技術，因此可承載64kbit/s語音業(yè)務、ATM業(yè)務和IP業(yè)務等各種類型業(yè)務，并可提供強有力的QoS保證。
BPON是在APON上發(fā)展起來的，最早在日本興起的標準。1998年NTT就和南方貝爾共同制定了第一個BPON標準，并開始了BPON的商業(yè)運營。美國的運營商也因為歷史的原因，傾向于使用BPON標準來構(gòu)建FTTH網(wǎng)絡。但APON/BPON的業(yè)務適配提供很復雜，業(yè)務提供能力有限，數(shù)據(jù)傳送速率和效率不高，成本較高，其市場前景由于ATM的衰落而黯淡。
1.2.2 EPON
EPON由EFM工作組提出并在IEEE 802.3ah標準中進行規(guī)范，它在PON層上以Ethernet為載體，上行以突發(fā)的Ethernet包方式發(fā)送數(shù)據(jù)流。EPON可提供上下行對稱1.25Gbit/s傳輸速率，下行10Gbit/s的傳輸速率正在研究中。
在多種基于PON的技術中，EPON由于其技術和價格方面的優(yōu)勢已逐漸成為最受歡迎的FTTH技術。由于采用Ethernet封裝方式，因此非常適于承載IP業(yè)務，符合IP網(wǎng)絡迅猛發(fā)展的趨勢，這也是EPON技術能夠獲得業(yè)界青睞的重要原因。但Ethernet封裝方式也給EPON技術帶來了一個致命的缺點——難以承載語音或電路方式數(shù)據(jù)等TDM業(yè)務，雖然目前國內(nèi)外均對TDM over Ethernet技術進行了積極的研究并取得了一定的成果，但并不十分成熟，要完全達到TDM業(yè)務要求的嚴格QoS更是面臨相當大的困難，這給EPON的應用帶來了很多限制。
從結(jié)構(gòu)上看，EPON的最大優(yōu)點是極大地簡化了傳統(tǒng)的多層重疊網(wǎng)結(jié)構(gòu)，主要優(yōu)點如下：
a）消除了ATM和SDH層，從而降低了初始成本和運行成本；
b）下行業(yè)務速率可達1Gbit/s，允許支持更多用戶和更高帶寬；
c）硬件簡單，無須室外電子設備，使安裝部署工作得以簡化；
d）可以大量采用以太網(wǎng)技術成熟的芯片，實現(xiàn)較簡單，成本低；
e）改進了電路的靈活指配、業(yè)務的提供和重配置能力；
f）提供了多層安全機制，諸如VLAN、閉合用戶群和支持VPN等。
EPON的主要缺點如下：
a）由于IEEE 802.3ah只規(guī)定了MAC層和物理層，MAC層以上的標準靠制造商自行開發(fā)，因而帶來靈活性的同時也造成了設備互操作性差；
b）EPON的總效率較低；
c）沒有基于標準的運營維護信道進行監(jiān)測、診斷和配置OLT：
d）EPON的設計沒有考慮直接支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務，多業(yè)務支持能力較差。
1.2.3 GPON
2003年ITU-T通過2個有關GPON的新標準——G.984.1和G.984.2。GPON是BPON的繼承和發(fā)展。按照這一最新標準的規(guī)定，GPON可以提供1.244、2.488Gbit/s的下行速率和ITU規(guī)定的155、622Mbit/s以及1.255Gbit/s等多種標準上行速率，即可以靈活地提供對稱和非對稱速率。
GPON的主要優(yōu)點如下：
a）相對其他PON技術，GPON在速率、速率靈活性、傳輸距離和分路比方面有優(yōu)勢。傳輸距離至少達20km，分路比最大為1:64；
b）適應任何用戶信號格式和任何傳輸網(wǎng)絡制式，無需附加ATM或IP封裝層，封裝效率高、提供業(yè)務靈活；
c）可以直接高質(zhì)量、靈活地支持實時的TDM語音業(yè)務，延時和抖動性能很好；
d）在運營維護和網(wǎng)管方面，比EPON有更大改進。
GPON的主要缺點是技術成熟度不如EPON，難度較高，使設備成本較高。
總的來看，GPON和EPON面臨的共同挑戰(zhàn)有以下幾點：
a）怎樣才能在Ethernet/GFP上有效承載TDM業(yè)務并能提供電信級的服務質(zhì)量；
b）由于GPON和EPON是點對多點的星形或樹形網(wǎng)絡，需要通過一個1+1并經(jīng)過不同路由的光網(wǎng)絡來實現(xiàn)電信級的保護恢復，網(wǎng)絡成本將非常高；
c）目前GPON和EPON設備成本主要受限于突發(fā)光發(fā)送／接收模塊以及核心的控制模塊／芯片，這些模塊要么尚未成熟，要么是價格昂貴還難以適應市場需要；
d）GPON和EPON的一次性投入成本較高，不太適合逐步投資擴容的傳統(tǒng)電信建設模式，最適合完全新建或改建的密集用戶區(qū)域。
2、FTTX在各國的部署
根據(jù)光纖到用戶的距離來分類，F(xiàn)TTX可分成光纖到交換箱（FTTC）、光纖到節(jié)點（FTTN）、光纖到駐地（FTTP）及FTTH等4種模式。
目前，國內(nèi)外各大運營商已部署的FTTX大致有2種模式。一種選擇是FTTP/FTTH。NTT采用這種模式已經(jīng)有幾年了，并與2005年宣布一項新的計劃，到2010年將突破3000萬用戶。在美國，Verzon在2004年開始其FTTP計劃。其他在歐洲和北美的運營商、市政當局和開發(fā)者也開始實施他們的計劃。另一種選擇是FTTC/FTTN并用高速銅線技術連接到用戶。采用這種模式的有美國的SBC和Bell-South、韓國的KT和歐洲的幾個主要的PTT。
2.1 FTTN/FTTC模式
2.1.1 FTTN
FTTN是FTTX中光纖使用比例最小的解決方案。由于干線光纖提供了大的傳輸容量，所以可以充分利用已有的銅纜。一些運營商都把它作為向FTTH的過渡方案。 |
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SBC在2005年啟動總投資為40億美元的“光速”計劃，3年內(nèi)投資40億-60億美元，對于原來已經(jīng)有基礎設施的區(qū)域，建設FTTN+ADSL2+/VDSL2寬帶接入設施，而對于原來基礎設施空白的區(qū)域，實施FTTP。到2007年覆蓋1900萬個家庭用戶（1800萬FTTN+ADSL2+/VDSL2，100萬FTTP），覆蓋目標用戶達到90%以上。
BellSouth采用FTTN+ADSL2+/VDSL的方式。預計2009年FTTH用戶達150萬-300萬。 2.2 FTTP/FTTH模式 |
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2.2.1 FTTP
2004年7月Verizon啟動了名為FIOS的高速光纖網(wǎng)絡服務計劃。FIOS就是通過FTTP為用戶提供達30Mbit/s數(shù)據(jù)網(wǎng)絡連接，從而為提供包括IPTV在內(nèi)的基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）的服務提供網(wǎng)絡基礎。Verizon FTTP網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖1所示。 2.2.2 FTTH
日本對于FTTH的研究由來已久，1996年NTT建設了第一個BPON實驗網(wǎng)絡，1998年NTT和BellSouth聯(lián)合制定了第一個BPON標準，并且開始了BPON商用網(wǎng)絡的運營。日本的許多家運營商都在2005年針對FTTH市場發(fā)起進攻，F(xiàn)TTH市場成為日本網(wǎng)絡接入市場中的熱點。
FTTX的各種模式互相滲透，不是互不相容的。FTTN和FTTC沒有投資風險，同時，這2種方案又能充分利用已有的銅纜接入網(wǎng)，也能提供足夠的回路容量，可以比FTTP更早地提供FTTP現(xiàn)在能提供的業(yè)務。為了立刻獲得收入以及為最終目標FTTP籌措資金，運營商可以采用FTTN和FTTC作為過渡方案來減小有線電視提供商的威脅。
3、結(jié)束語
運營商在大規(guī)模的部署FTTX前，應充分了解FTTX的市場特點，既不能忽略FTTX的技術風險，盲目追求高帶寬，全業(yè)務接入，也不因FTTX網(wǎng)絡建設的高投入，而無所作為。要用發(fā)展的眼光分析其投資效益，選擇合理的建網(wǎng)方案。 來源：中國聯(lián)通網(wǎng)站 | |
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