現(xiàn)有的FTTH技術探討分析
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首先，隨著用戶對寬帶接入提出越來越高的要求，現(xiàn)有的寬帶接入方式，如ADSL和LAN接入，由于存在傳輸距離短、接入帶寬有限、安全性不高、QoS沒有很好的保證等問題，已越來越不能滿足用戶的需求。第二，光接入技術快速發(fā)展，從有源光接入技術（PDH、SDH、MSTP、點到點以太網(wǎng)系統(tǒng)）到PON無源光接入技術（APON、BPON、GPON、EPON、GEPON）。最后，由于光纖本身的成本，光收發(fā)模塊、OLT和ONU的設備成本，以及現(xiàn)有光纖到戶的配套成本不斷下降，使得目前實現(xiàn)光纖到戶的設備成本和線路成本比以前有了大幅度的下降。因此，光纖到戶接入方式逐漸成熟，目前也逐漸成為國內(nèi)外通信行業(yè)的熱點。在不久的將來必將成為用戶接入的重要手段。然而在目前眾多的光纖接入技術中，哪種光纖接入技術比較適合FTTH的大規(guī)模發(fā)展呢？
2、有源光纖接入技術
2.1 PDH
PDH技術以其成熟性在光接入領域得到廣泛應用，其安全可靠性和高QoS保障性能，使其在一段時間內(nèi)仍然是電信運營商重要的光纖接入技術方式。但是傳統(tǒng)PDH技術在接入應用中不可避免存在一定局限性，主要體現(xiàn)在：
（1）缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡管理；
（2）組網(wǎng)能力欠缺；
?。?）對業(yè)務的保護能力差；
?。?）對急劇增長的IP數(shù)據(jù)業(yè)務缺乏有效的承載手段；
?。?）擴容升級缺乏靈活性；
?。?）接口單一，設備層疊，外部線纜連接比較多，故障點增多，給維護帶來困難。
PDH光接入技術主要應用于點對點小容量專線企業(yè)用戶。
2.2 SDH
在目前企事業(yè)客戶光纖接入中應用得比較多的SDH，與PDH相比，有如下明顯優(yōu)點：
?。?）統(tǒng)一的比特率，統(tǒng)一的接口標準，便于設備間的互聯(lián)；
?。?）網(wǎng)絡管理能力大大加強；
?。?）具有自愈保護功能。
SDH主要缺點在于是為傳輸TDM信息而設計的。該技術缺少處理基于TDM技術的傳統(tǒng)語音信息以外的其他信息所需的功能，不適合于傳送TDM以外的ATM和以太網(wǎng)業(yè)務。
SDH光接入技術主要應用于點對點大容量專線企業(yè)用戶、局間或匯接點（POP）間通信。
2.3 MSTP
基于SDH、同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的MSTP，具有如下優(yōu)勢：
?。?）提供多種物理接口，滿足新業(yè)務快速接入。在保證兼容傳統(tǒng)TDM業(yè)務的同時，能夠提供多業(yè)務靈活接入。典型的業(yè)務主要有：IP、ATM、SDH、FR。
?。?）由于它是基于現(xiàn)有SDH傳輸網(wǎng)絡的，可以很好地兼容現(xiàn)有技術，保證現(xiàn)有投資。
（3）MSTP采用VC虛級聯(lián)技術，有效地利用帶寬并實現(xiàn)了較小顆粒的帶寬管理。
（4）MSTP采用LCAS技術，保證了在不中斷數(shù)據(jù)流的情況下動態(tài)地調(diào)整虛級聯(lián)的個數(shù)。
?。?）MSTP技術支持網(wǎng)狀、樹型、星型、多環(huán)切接等組網(wǎng)方式，這樣可以提高網(wǎng)絡的可擴展性，便于靈活高效地配置系統(tǒng)環(huán)境。
?。?）傳輸?shù)母呖煽啃院妥詣颖Ｗo恢復功能。MSTP繼承了SDH的保護特性，小于50ms的自動保護恢復，保證用戶對服務的滿意程度。
MSTP的缺點主要有：
?。?）帶寬利用率較低；
?。?）最大提供的帶寬有限；
（3）主要實現(xiàn)二層功能，以及較為簡單的三層功能；
?。?）靈活提供業(yè)務能力不足。
?。?）光纖的占用較多
MSTP的應用場合主要定位于局間或匯接點間通信以及大型企事業(yè)用戶的點到點通信。
2.4 點到點以太網(wǎng)系統(tǒng)
點到點以太網(wǎng)系統(tǒng)是最直接的以太網(wǎng)光纖接入技術。每個用戶通過一根/對光纖直接連接到局端以太網(wǎng)交換機的一個用戶光接口。在點到點以太網(wǎng)系統(tǒng)方式中，通過擴充的以太網(wǎng)OAM協(xié)議，可以通過局端交換機對用戶端設備進行遠程管理，從而提供電信級可運營、可管理的以太網(wǎng)接入方式。
2.4.1 優(yōu)點
?。?）接入帶寬高，網(wǎng)絡升級方便；
?。?）網(wǎng)絡層次簡單，接入網(wǎng)和用戶以太網(wǎng)無縫連接；
?。?）以太網(wǎng)交換機放在大樓、小區(qū)或者局端機房，局端和用戶端之間直接通過光纖連接，整個接入網(wǎng)絡結構簡單；
?。?）業(yè)務開通率高，投資回收快；
?。?）通過局端交換機可以對用戶端設備進行遠程管理，在局端就可以輕松進行線路檢測、故障定位，降低了維護難度。
2.4.2 缺點
?。?）需要重新鋪設光纖線路；
?。?）每個用戶占用一根/對光纖，光纖數(shù)量多，施工較困難；
（3）因為以太網(wǎng)技術的固有機制不提供端到端的包時延、包丟失率和帶寬控制，難以保證實時業(yè)務的服務質(zhì)量，提供TDM業(yè)務比較困難；
?。?）維護成本很高；
?。?）缺乏安全機制保證；
2.4.3 應用場合
用戶很密集時，機房空間需求和成本也隨之迅速增加，因而不太適合高密集用戶區(qū)域，比較適合分散用戶接入。
3、無源光纖接入技術
無源光網(wǎng)絡（PON），是指在OLT（光線路終端）和ONU（光網(wǎng)絡單元）之間的光分配網(wǎng)絡（ODN）沒有任何有源電子設備。其典型的拓撲結構為點對多點的星型結構（如圖1所示）。在光分支點不需要節(jié)點設備，只需要安裝一個簡單的無源光分路器，因此具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機房投資、安全性高、綜合建網(wǎng)成本低、維護成本低、可靠性高等優(yōu)點。
圖1 無源光網(wǎng)絡（PON）拓撲圖
PON光纖接入技術的缺點：
?。?）初期投資成本太高；
?。?）其拓撲結構使用戶不具有保護功能或保護成本太高。
PON光纖接入技術的應用場合主要適合于分散的小企業(yè)和居民用戶，特別是那些用戶區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。
目前基于PON的光纖接入技術有APON、BPON、GPON、EPON和GEPON等5種，由于APON和BPON是基于ATM，而ATM不是發(fā)展方向，而且其速率有限，設備復雜，滿足不了用戶高帶寬和低成本的要求，因此，APON和BPON不是發(fā)展方向。本文主要介紹EPON/GEPON和GPON光纖接入技術。
3.1 EPON/GEPON
EPON/GEPON是IEEE提出的基于以太網(wǎng)的PON技術，已形成標準802.3ah，該標準主要是設備商推動的。
3.1.1 優(yōu)勢
?。?）消除了ATM層，降低設備復雜度和實現(xiàn)難度，從而降低成本。
?。?）速率更高，上下行帶寬高達1Gbit/s。
?。?）標準和設備成熟。
3.1.2 缺點
?。?）難以支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務，特別是實時性要求要的TDM業(yè)務。
?。?）傳輸效率低，由于線路編碼、承載層、傳輸匯聚層、業(yè)務適配效率等方面的原因，使得傳輸效率很低，僅為GPON的一半。
3.1.3 應用場合
主要定位于為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務接入，以商業(yè)用戶和個人用戶為主。
3.2 GPON
GPON是ITU-T提出的基于ATM和GFP的PON技術，已形成標準G.984.1和G.984.2，該標準主要是運營商推動的，因此具有更周到的運營利益考慮，速率更高，可達2.4Gbit/s；具有通用的映射格式，可適應任何新老業(yè)務；具有豐富的運行、管理、維護和配置（OAMP）特點；對各種業(yè)務均具有很高的傳輸效率，即便對于TDM業(yè)務也能高效無開銷地傳送。
3.2.1 優(yōu)勢
?。?）速率更高，達到2.5Gbits/s；
（2）傳輸效率更高；
?。?）能夠有效承載TDM業(yè)務。
3.2.2 劣勢
?。?）硬件實現(xiàn)難度大，成本高；
?。?）設備和標準不太成熟。
3.2.3 應用場合
主要定位于為高端用戶提供數(shù)據(jù)、語音業(yè)務和專線接入，以大客戶和商業(yè)用戶為主。
4、GEPON關鍵問題和技術
4.1 測距、同步
測距技術是TDMA方案中的一個關鍵問題。它實質(zhì)上是上行信號的同步問題。由于各ONU距OLT的光纖路徑不同和各ONU元器件的不一致性造成OLT與各ONU間的環(huán)路時延不同，而且由于環(huán)境溫度的變化和器件老化等原因，環(huán)路延時也會發(fā)生不斷的變化。因此必須引入測距技術對上述原因引發(fā)的時延差異進行補償，以確保不同ONU所發(fā)出的信號能夠在OLT處準確地按時隙復用在一起，避免由于上行時隙間的不同步而導致在OLT上發(fā)生信號碰撞的現(xiàn)象。GEPON中采用的同步技術是絕對時標（ATS）技術，包括ATS的插入和提取等。
OLT有一個本地時鐘計數(shù)器，該計數(shù)器對時間顆粒計數(shù)。當OLT發(fā)送M
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