FTTx的技術(shù)發(fā)展和實際應(yīng)用綜述
FTTx是未來固定寬帶接入的發(fā)展方向。隨著市場需求、建設(shè)成本、國家政策等各方面因素的推動,我國FTTx用戶獲得了快速發(fā)展。EPON和GPON是實現(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,近年來國內(nèi)運營商主要采用EPON技術(shù)來實現(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實際應(yīng)用中遇到了一些問題并采取了相應(yīng)解決辦法。未來xPON將向10Gbit/s更高速發(fā)展,容量和分光比進一步提高,單位成本進一步降低,F(xiàn)TTH將引發(fā)一場全球性技術(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、抗電磁干擾等優(yōu)點,是未來固定寬帶接入的發(fā)展方向。從傳統(tǒng)的接入網(wǎng)來看,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),也是電信運營商網(wǎng)絡(luò)的核心競爭力的表現(xiàn)。
近年來,人們的需求已經(jīng)由單純的語音通訊向多媒體通訊邁進,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)無法滿足日益攀升的帶寬要求,F(xiàn)TTx接入速率可以高達20Mbit/s~100Mbit/s,憑借其無法比擬的帶寬優(yōu)勢而成為必然選擇。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50%,2010年我國新建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,隨著國務(wù)院2010年7月正式公布全國三網(wǎng)試點城市名單,我國三網(wǎng)融合已進入實質(zhì)性階段,F(xiàn)TTx作為實現(xiàn)三網(wǎng)融合的首要技術(shù)選擇,迎來了大幅度發(fā)展的難得機遇。
由于市場需求、建設(shè)成本、國家政策等各方面因素的推動,我國從2007年開始規(guī)模部署FTTx,目前我國FTTx用戶已經(jīng)突破2000萬大關(guān),樂觀估計甚至已達到2300萬,遠遠超過了日本的1700萬用戶,截至2009年我國就已經(jīng)成為全球最大的FTTx國家。
2 FTTx的技術(shù)發(fā)展
在所有已知的FTTx實現(xiàn)技術(shù)中,無源光網(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、全程無源分光傳輸?shù)奶攸c,在管理運維、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。
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,向下提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的一點對多點的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,無源光纖分路器)組成的光纖分配網(wǎng)絡(luò),使得一個PON接口的光纖傳輸帶寬可以由多個ONU共享。ONU(Optical Network Unit,光網(wǎng)絡(luò)單元)位于用戶端,實現(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)備價格較高,提供的接入速率相對較低,現(xiàn)在已不適合采用。目前,業(yè)界最主要的兩個PON標(biāo)準(zhǔn),一個是由IEEE制定的Ethernet PON (EPON)標(biāo)準(zhǔn),另一個是由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)展起來的,兼具了無源光網(wǎng)絡(luò)獨特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢和以太網(wǎng)的低成本優(yōu)勢。GPON是在傳統(tǒng)ATM封裝基礎(chǔ)上進一步采用了GFP封裝,以提高效率增加對TDM業(yè)務(wù)的支持。
業(yè)界一直有EPON和GPON技術(shù)之爭,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;但EPON的產(chǎn)業(yè)鏈更完整、更成熟、成本更低,同時EPON標(biāo)準(zhǔn)制定得更寬松,廠家在開發(fā)產(chǎn)品時有更大的靈活性。有數(shù)據(jù)表明,對電信運營商來說,最后一公里接入網(wǎng)的投資占到了整個網(wǎng)絡(luò)的60%~70%。從運營商的角度來看,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,近年來國內(nèi)運營商主要采用EPON技術(shù)來實現(xiàn)FTTx,GPON總體處于測試和試驗階段。
表1 EPON/GPON技術(shù)對比
3 FTTx的實際應(yīng)用
從2005年開始,中國電信和中國網(wǎng)通均開始采用EPON技術(shù)進行FTTx的測試和試點工作,北京聯(lián)通2005年8月開始在海淀、朝陽、昌平、密云4處進行試點應(yīng)用。經(jīng)過兩年多的市場培育和技術(shù)準(zhǔn)備,從2007年開始基于EPON技術(shù)的FTT x進入規(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。