FTTH的相关研究1228Word文件下载.docx

1、各国电信运营商把关注的目光投向了FTTH，计划利用光纤这一迄今为止最好的传输媒质来突破接入的“瓶颈”，FTTH被视为下一代宽带接入技术的代表，是未来“最后一公里”的最终形式。对中国市场，一直以来人们认为大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备，可能需要等待一段时间。而2007年，随着铜材价格上涨，相对光纤接入的成本正逐步下降，各地接入网的光纤化进程也逐渐开始升温。技术之争，并不是FTTH当前发展中真正面临的问题。经过十多年的发展，FTTH新技术不断涌现，从有源到无源，从点对点的方式到点到多点的方式，技术竞争愈演愈烈，近期讨论最多的当属EPON与GPON之争。事实上，EPON和GPON在业务提供

2、能力上几乎没有差别，两种技术本身并不存在孰优孰劣的问题，只是目前EPON的产业链相对成熟，其商用成熟度要高于GPON。在价格因素的驱动下，目前运营商自然更青睐EPON技术。但GPON的业务潜力巨大，当GPON发展足够成熟时，EPON与GPON的对决才会真正上演。毫无疑问，产品性价比将是决定其胜负的关键因素。目前，运营商大都固守铜缆阵地，不愿意过早全面实施FTTH。原因很简单，对于现有的语音、数据、视频业务而言，DSL完全可以满足带宽需求。从成本上看，DSL每线成本约300700元。而FTTH单纯的数据接入就要1000元以上。如果用FTTH去实现DSL就足以应付的业务，无异于杀鸡用牛刀，运营商自

3、然不愿意承担这一部分成本。那么，如何才能促使FTTH向全面实施阶段大步迈进呢？个性化的新业务无疑将成为开启这扇大门的钥匙。高带宽业务能够充分发挥FTTH的带宽优势，而个性化服务则能够迅速扩大用户群。在FTTH发展的初期，成本相对较高，但当用户数量达到临界点后（预计在2010年中国FTTH用户将突破百万），市场规模的扩大将带来成本的良性下降，单用户成本将变得非常低廉。FTTH接入方式比现有的DSL宽带接入方式更适合一些已经出现或即将出现的宽带业务和应用，这些新业务和新应用包括电视电话会议、可视电话、视频点播、IPTV、网上游戏、远程教育和远程医疗等。个性化新业务对带宽的需求将远远超过DSL所能提

4、供的范围，而差异性的服务，将对用户产生巨大的吸引力。由此可见，极具竞争力的高带宽业务将是实现FTTH的最大驱动力。由于成本的因素，FTTH的应用在近期还是应当锁定高端市场。在整个FTTH的发展过程中，政府在推动产业链的形成和民族企业的发展上都有着不可替代的作用。政府应从法规、政策的制订上为FTTH的发展扫清障碍。中国FTTH发展，更需要政府营造出一个良好的环境。对于资金问题，运营商可以通过业务的开展进行筹措，但如果没有相关法规、政策的保障，中国FTTH的发展将举步维艰。以IPTV业务为例，IPTV被认为是目前推动FTTH发展的关键业务，但这涉及到电信与广电行业之间的行业管制、版权保护和内容监管

5、等问题，如果仅仅依靠运营商自身的努力，这些问题是很难解决的。只有政府的参与，才能打开一个突破口。政府通过法规、政策的制订能够消除行业壁垒，促进电信运营商与广电运营商的合作，使得全业务运营更好地开展。四、无源光网络PON技术的分析无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA（时分多址接入）或WDMA（波分多址）方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构（典型结构为树形结构）。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光

6、分路器等无源器件组成，因此无需租用机房、无需配备电源，大大降低了管理维护的成本，同时也节省了大量光缆资源等建置成本。 目前市场上的PON产品按照其采用的技术，主要分为APONBPON（ATM PON/宽带PON）、EPON（以太网PON）和GPON（千兆比特PON），其中，GPON是最新标准化和产品化的技术。不同PON技术有着不同的优缺点，如表1所示。APON技术在支持多业务多速率、确保业务质量方面有着天然的优势，但也存在系统相对复杂，可提供带宽有限，网络升级困难等诸多不利因素。EPON/GEPON技术最明显的优势就是网络结构简单、易维护、成本低、速率高，且由于采用的是IP/Ethernet的

7、协议，与应用广泛的以太网局域网互连时无需再进行协议转换，但其缺点也很明显，以太网存在的问题EPON也存在，如业务质量、网络安全问题，还存在一些如数据突发接收问题等等，还需要完善；另外EPON在以太网络封包的传输上是三者中效能最低的。EPON/GEPON技术主要面向对带宽要求高、对业务质量和网络安全要求不是太高、对成本敏感的以太网业务为主的中小型企事业单位的接入。如果成本能进一步下降，也可以作为FTTH的主要手段接面向个人用户。GPON技术是一种新兴的技术，提供的传输速率是最高的，同时采用了“通用成帧协议”使其能将各种类型和速率的业务进行透明传输，使GPON在常规语音及数据传输上均优于APON和

8、EPON/GEPON；它还具备较强的网络安全性，向用户提供的是电信级的服务，这个优点是EPON/GEPON暂时不具备的。缺点是成本相对较高，目前几乎无可选产品。它适合于少数对带宽要求高、需要提供电信级服务质量，且对成本不敏感的多业务需求的企事业单位的接入。 由于IEEE的EPON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EPON标准，严格遵循GPON标准的产品目前基本上还没有。EPON产品较GPON产品更广泛的另一个重要原因是因为EPON标准制定得更宽松

9、，制造商在开发自己的产品时有更大的灵活性。 EPON系统简单，且技术、产品相对GPON更加成熟，已成为覆盖最后一公里的宽带光纤接入技术首选，因此采用EPON技术具有节省机房投资、降低用户端设备成本、提高设备安全性、建网速度快、综合建网成本低等优点。五、FTTH解决及实现方案（1）.解决方案在前面我们提到FTTH（光纤到户）是指将光网络单元（ONU）安装在住家用户或企业用户处，光纤连接ONU主要有两种方式，一种是点对点形式拓扑（Point to Point; P2P），从中心局到每个用户都用一根光纤；另外一种是使用点对多点形式拓扑方式（Point to Multi-Point; P2MP）的无源

10、光网络（Passive Optical Network; PON）。 . 点到点的FTTH解决方案 采用点到点的结构，从中心局到每个用户都用一根光纤。图1是最新建议草案G.ptp 100 Mbit/s基于以太网的点到点的系统配置。对于具有N个终端用户的距离为M km的无保护FTTH系统，如果采用点到点的方案，需要2N个光收发器和NM km的光纤。Ethernet + Media Converter就是一种过渡性的点对点FTTH方案，此种方案使用媒体转换器（Media Converter；MC）方式将电信号转换成光信号进行长距离的传输。其中MC是一个单纯的光电/电光转换器，它并不对信号包做加工，

11、因此成本低廉。这种方案的好处是，对于已有的电信Ethernet设备只需要加上MC即可。对于目前已经普及的100 Mbps Ethernet网络而言，100 Mbps的速率也可满足接入网的需求，不必更换支持光纤传输的网卡，只需要加上MC，这样用户可以减少升级的成本，是点对点FTTH方案过渡期间网络的解决方案。图1. 点到多点的FTTH解决方案 如上例，如采用点到多点的方案，则需N+1个光收发器、一个或多个（视N的大小）光分路器（OBD）、主干光纤，在这一点上，点到多点有着明显的成本优势；采用点到多点的方案，大大地降低了光收发器的数量和光纤用量，并降低了中心局所需的机架空间。 虽然点对点直接光纤连

12、接具有容易管理、没有复杂的上行同步技术和终端自动识别等优点。另外上行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩展。但是这些优点并不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势，而且母局也不会有足够大的空间来容纳数量庞大的光收发器。因此，对于用户数量较少或用户分布过远时，可考虑采用点到点的FTTH解决方案，而在大量密集的光纤入户时，采用点到多点的光纤接入手段。被认为是实现FTTH的主要技术，具有非常大的发展潜力。（2）.实现方案从产业链的角度看，EPON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

13、块目前仅处于FPGA阶段，还难于实现规模商用。 虽然IEEE在制定EPON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EPON产品仅支持数据业务外，许多EPON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。 FTTH在传输层的设计中分为三类，分别是双纤双向回路，单纤双向回路和单纤三向回路。其中双纤回路是在OLT端和ONU端之间使用两路光纤连接，一路为下行，信号由OLT端到ONU端；另一路为上行，信号由ONU端到OLT端，双纤回路中上下行都使用1310 nm波段传送信号。单纤

14、回路又称为Bidirectional，简称BiDi，这种方案只使用一条光纤连接OLT端和ONU端，并利用WDM方式，以不同波长的光信号分别传送上行和下行的信号。这种利用WDM方式传输的单纤回路和双纤回路相比可减少一半的光纤使用量，但是使用单纤方式时在光收发模块上要引入分光合光单元，架构比使用双纤方式的光收发模块复杂一点。采用单纤回路波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力。 EPON还可采用三个波长的系统设计。三个波长的EPON系统可用于提供有线电

15、视服务（CATV）或者密集波分复用。这种结构中，1490nm和1310nm波长分别用于下行和上行，而1550nm用于下行CATV信号的传输。采用这种设计，PON可以覆盖20km以内16个以上的光节点。三个波长EPON中也可以采用DWDM设计。这种设计采用光纤中1490nm下行、1310nm上行。1550nm窗口（1530nm到1565nm）允许DWDM信道在PON中透明传输，增加VOD、数字视频和带宽等功能。另外，考虑到大多数国内有线电视运营商采用1310nm的波长来传输有线电视信号，一些EPON设备也支持用1310nm的波长传输CATV信号，这样可大大降低网络的建设成本。 一个EPON系统由

16、无源网络设备和有源网络设备组成：无源网络设备包括单模光缆、无源光分路器/耦合器、适配器、连接器和熔接头等。无源网络设备十分简单、稳定可靠、寿命长、易于维护、价格极低。有源网络设备包括中心局机架设备、光网络单元和设备管理系统（EMS）。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块（NIM）以及交换模块（SCM）。中心局机架设备提供EPON系统与服务提供应商核心的数据、视频和话音网络的接口。中心局机架上界面通常将与以下设备接口相连接： * 数字交叉连接（DCS），它传送未交换的或未本地交换的TDM流量到电话网络，普通的DCS界面包括DS1、DS3、STS-1和OC-3；* 语音网关，它传送本地交换的

17、TDM/话音流量到公众交换电话网络（PSTN）；* IP路由器或ATM边缘交换机，它将数据流量引到核心数据网络；* 视频网络设备，它传送视频流量到核心视频网络。光网络单元（ONU）给用户提供数据、视频和电话网络与PON之间的接口。EPON独一无二的特征是：ONU中除了终接和转换光信号外，还提供2-3层交换功能，它允许在ONU中内置企业级路由器。EPON同样也适合用第三个波长传送模拟CATV信号或者IP视频。因为ONU在FTTH应用中，放置于用户节点处，而且成本不与众多用户共享，所以ONU的设计和成本成为EPON系统被接受和采用的关键，通常ONU在在FTTH应用中占成本的大约80%。设备管理系统

18、管理PON中的不同设备，并向服务提供商核心运营网络提供接口。它的管理职责包括全程的查错、配置、记费、运行和安全（FCAPS）功能。光网络终端（ONT）是一种与国际电信联盟（ITU）G.983兼容的设备，并适用于住宅电话网络。该设备可支持三段光纤波长；两段波长为1490 nm与1550nm的下行波段，以及一段波长为 1310nm的上行波段。借助OLT的支持以及网络光预算解决方案，我们可在同一PON上最多安装32个ONT。ONT能支持一至四个单独可寻址的POTS端口。此外，ONT还可支持单个10/100BaseT以太网端口，能够提供不间断的高速因特网服务。为了提供完整的全业务接入网（FSAN）功能

19、，ONT可通过同一根光纤传输有线电视服务。而后再将有线电视服务转换至大部分家庭都已安装的75Ohm同轴网络。为了支持视频点播及其他先进的有线电视服务，ONT必须将有线机顶盒回程信道（return channel）转换成PON分组流（packet stream），以便通过上行光纤波长进行传输。OLT一般放置在运营商的端局机房，通过光纤连接到小区后再经过光分路器分路到多个ONU。每个GEPON系统需要一根端局到小区的光纤，可以连接32户用户。举例来说，一般小区规模按800户左右计算，如果FTTH用户覆盖率为10%到20%左右，即一个小区需要接入的用户数量为80到160户，这样，3到5个GEPON系

20、统（支持96到160户）就可以为整个小区的光纤到户用户提供业务。在这种情况下，需要从端局引3到5根光纤到小区。如果把OLT放在小区内，通过1或2个千兆上联端口连接到端局的汇聚交换机，主干光纤的需求量与以上方案基本相同。但还需要在小区内提供机房并解决供电及环境保证。另外，由于设备远离端局，运行维护不方便，会造成运维方面支出的提高。此外，一个小区的用户数量可能与OLT的支持数量不匹配，如果把OLT放在小区机房内，很可能会造成一些OLT端口的闲置，造成设备合投资的浪费。如果把OLT放置在端局机房，则可以通过OLT连接多个小区，充分利用OLT的端口。从未来宽带业务的特点看，通信端局将起到越来越大的作用

21、。未来的端局将是一个宽带交换中心，其作用不仅仅在于接入的汇聚，宽带交换中心也是一个重要的业务提供点，很多业务可以在这个位置直接提供，而不需要将用户的所有业务都送到一个集中的业务节点，从而极大的节省城域网的带宽开销。六、投资分析（1）测算场景国际丽晶小区：政务区祁门路，合电第一个FTTB小区；小区规模：共17幢小高层住宅，共1182户、33个单元。（2）对比模式八种建设模式：铜缆+DSLAM、FTTN:VDSL2+、FTTN:DSLAM、FTTN:中心交换机+LAN、FTTN:EPON+LAN、FTTB:EPON+IAD+盒式DSLAM、FTTB:EPON+IAD+LAN、FTTH；（3） 配置

22、原则根据估算的终期需求，配置各种模式的设备及管线需求，详见下表：序号类别铜缆+DSLAMFTTN:VDSL2+DSLAM中心交换机+LANEPON+LANFTTB:EPON+IAD+盒式DSLAMEPON+IAD+LANFTTH1交换设备（AG）按住户数的40%配置2VDSL2+设备按户数的3分之1配3VDSL2+家庭终端4家庭网关（含ONU）5DSLAM设备6DSLAM家庭终端7中心交换机在小区机房设1台8楼道电口交换机（16口）每个单元一台9光电转换器每个光口2台104口ONU每幢楼1台111:16分光器在小区内设1台1232分光器每32户1套13ONU+IAD+盒式DSLAM（16口）每

23、个单元1台综合设备14ONU+IAD+LAN设备（16口）15小区主干铜缆按200对主干新设500m无16小区配线铜缆按户数的0.3倍进行配线复接，共400对17小区主干光缆按4芯光缆新设500米每个分光器2芯18小区配线光缆100米以内电口级联每幢楼4芯光缆每个分光器4芯19五类线共1182户20三类线21户线光缆（含光纤插座）22多媒体箱15层以上的单元设2个，共有9个单元23土建及配套3000元/平米40平米=12万，加电源、ODF、走线架等共20万不设机房24管道全程1根波纹管末端1根波纹管、主路由2根波纹管（4） 投资比较本测算的投资为终期投资，投资单价均为当前的预算价，其中母局端的设备（如交换机、路由器、OLT等）均未计列。单价（元）单位210线51280040010001600户230150个3000台19603314001500套25603886206942设备投资（万元）25.95 82.