FTTx的技術(shù)發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用綜述

FTTx是未來(lái)固定寬帶接入的發(fā)展方向。隨著市場(chǎng)需求、建設(shè)成本、國(guó)家政策等各方面因素的推動(dòng)，我國(guó)FTTx用戶獲得了快速發(fā)展。EPON和GPON是實(shí)現(xiàn)FTTx的兩種主要技術(shù)。與GPON相比，EPON具有產(chǎn)業(yè)鏈更完整成本更低的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商主要采用EPON技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)FTTx。北京聯(lián)通在前幾年內(nèi)主要采用FTTB方式，F(xiàn)TTH已成為當(dāng)今主流的應(yīng)用模式。從2005年至今，北京聯(lián)通在EPON實(shí)際應(yīng)用中遇到了一些問(wèn)題并采取了相應(yīng)解決辦法。未來(lái)xPON將向10Gbit/s更高速發(fā)展，容量和分光比進(jìn)一步提高，單位成本進(jìn)一步降低，F(xiàn)TTH將引發(fā)一場(chǎng)全球性技術(shù)革命。

1 引言

FTTx是指把光纖用于接入層網(wǎng)絡(luò)，使光纖靠近用戶的接入組網(wǎng)方式。光纖接入網(wǎng)采用光纖作為傳輸媒質(zhì)，具有傳輸容量大、傳輸質(zhì)量高、高可靠性、傳輸距離長(zhǎng)、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)固定寬帶接入的發(fā)展方向。從傳統(tǒng)的接入網(wǎng)來(lái)看，最后一公里是資源也是負(fù)擔(dān)，最后一公里接入網(wǎng)體現(xiàn)了用戶的接入控制權(quán)，也是電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的核心競(jìng)爭(zhēng)力的表現(xiàn)。

近年來(lái)，人們的需求已經(jīng)由單純的語(yǔ)音通訊向多媒體通訊邁進(jìn)，隨著IPTV，HDTV，體感游戲，數(shù)字家庭等業(yè)務(wù)的興起，傳統(tǒng)接入方式已經(jīng)無(wú)法滿足日益攀升的帶寬要求，F(xiàn)TTx接入速率可以高達(dá)20Mbit/s～100Mbit/s，憑借其無(wú)法比擬的帶寬優(yōu)勢(shì)而成為必然選擇。隨著技術(shù)的不斷成熟和商業(yè)化規(guī)模效應(yīng)，近幾年FTTx的成本降低已超過(guò)50%，2010年我國(guó)新建FTTx的綜合建設(shè)成本比2009年下降了25%，成本的大幅下降給FTTx大規(guī)模普及創(chuàng)造了條件。同時(shí)，隨著國(guó)務(wù)院2010年7月正式公布全國(guó)三網(wǎng)試點(diǎn)城市名單，我國(guó)三網(wǎng)融合已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段，F(xiàn)TTx作為實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)融合的首要技術(shù)選擇，迎來(lái)了大幅度發(fā)展的難得機(jī)遇。

由于市場(chǎng)需求、建設(shè)成本、國(guó)家政策等各方面因素的推動(dòng)，我國(guó)從2007年開(kāi)始規(guī)模部署FTTx，目前我國(guó)FTTx用戶已經(jīng)突破2000萬(wàn)大關(guān)，樂(lè)觀估計(jì)甚至已達(dá)到2300萬(wàn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了日本的1700萬(wàn)用戶，截至2009年我國(guó)就已經(jīng)成為全球最大的FTTx國(guó)家。

2 FTTx的技術(shù)發(fā)展

在所有已知的FTTx實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)技術(shù)以光纖為傳輸媒質(zhì)，具備高接入帶寬、全程無(wú)源分光傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，在管理運(yùn)維、帶寬性能、綜合業(yè)務(wù)提供、帶寬分配策略、組網(wǎng)靈活性等方面，相比其他光接入技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

PON系統(tǒng)由OLT，ONU和ODN組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，OLT(Optical Line Terminal，光線路終端)位于局端，是整個(gè)PON系統(tǒng)的核心部件，向上提供接入網(wǎng)與核心網(wǎng)/城域網(wǎng)的高速接口，向下提供面向無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的PON接口，以廣播方式向各ONU發(fā)送數(shù)據(jù)。ODN(Optical Distribution Network，光纖分布網(wǎng))是由POS(Passive Optical Splitter，無(wú)源光纖分路器)組成的光纖分配網(wǎng)絡(luò)，使得一個(gè)PON接口的光纖傳輸帶寬可以由多個(gè)ONU共享。ONU(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)位于用戶端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)的接入。

圖1 PON系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

PON技術(shù)的概念是20世紀(jì)90年代初提出的，經(jīng)過(guò)10多年的變遷，PON技術(shù)經(jīng)歷了從窄帶PON到APON，再到EPON和GPON的發(fā)展歷程。窄帶PON是基于TDM的，性價(jià)比不好已經(jīng)自然消亡。APON是基于ATM的PON技術(shù)，雖然標(biāo)準(zhǔn)非常成熟，但由于ATM協(xié)議復(fù)雜且設(shè)備價(jià)格較高，提供的接入速率相對(duì)較低，現(xiàn)在已不適合采用。目前，業(yè)界最主要的兩個(gè)PON標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是由IEEE制定的Ethernet PON (EPON)標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON(GPON)標(biāo)準(zhǔn)。EPON是在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，兼具了無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)和以太網(wǎng)的低成本優(yōu)勢(shì)。GPON是在傳統(tǒng)ATM封裝基礎(chǔ)上進(jìn)一步采用了GFP封裝，以提高效率增加對(duì)TDM業(yè)務(wù)的支持。

業(yè)界一直有EPON和GPON技術(shù)之爭(zhēng)，從表1可以看出，GPON相比EPON推出標(biāo)準(zhǔn)更晚、更完善，從技術(shù)層面而言，GPON在上、下行速率、分路比、網(wǎng)管功能、支持TDM業(yè)務(wù)更具優(yōu)勢(shì);但EPON的產(chǎn)業(yè)鏈更完整、更成熟、成本更低，同時(shí)EPON標(biāo)準(zhǔn)制定得更寬松，廠家在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)有更大的靈活性。有數(shù)據(jù)表明，對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，最后一公里接入網(wǎng)的投資占到了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的60%~70%。從運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)看，所采用技術(shù)應(yīng)具有盡可能低的成本、良好的帶寬提供能力和多業(yè)務(wù)提供能力，成熟可靠已有商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。因此，近年來(lái)國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商主要采用EPON技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)FTTx，GPON總體處于測(cè)試和試驗(yàn)階段。

表1 EPON/GPON技術(shù)對(duì)比

3 FTTx的實(shí)際應(yīng)用

從2005年開(kāi)始，中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通均開(kāi)始采用EPON技術(shù)進(jìn)行FTTx的測(cè)試和試點(diǎn)工作，北京聯(lián)通2005年8月開(kāi)始在海淀、朝陽(yáng)、昌平、密云4處進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用。經(jīng)過(guò)兩年多的市場(chǎng)培育和技術(shù)準(zhǔn)備，從2007年開(kāi)始基于EPON技術(shù)的FTT x進(jìn)入規(guī)模應(yīng)用階段。

目前ONU可以分為單口ONU、多口ONU和綜合型ONU三種，按照ONU在PON接入網(wǎng)中所處的位置不同，可以將光接入網(wǎng)劃分為光纖到戶(FTTH)、光纖到大樓(FTTB)、光纖到路邊(FTTC)幾種類型，統(tǒng)稱為FTTx。