FTTH的應(yīng)用研究及發(fā)展趨勢(shì)

周春梅

【摘 要】光纖到家庭（FTTH）是多年來(lái)人們不斷追求的夢(mèng)想和探索的技術(shù)方向，但由于成本、技術(shù)、需求等方面的障礙，至今還沒(méi)有得到全面推廣與發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)游戲等高帶寬業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，以ADSL為主的寬帶接入方式已經(jīng)很難滿足用戶的要求。在此情況下，F(xiàn)TTH以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)重新得到了社會(huì)的關(guān)注，并且的到飛速的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】FTTH；光纖到戶

0.前言

在光纖接入這一領(lǐng)域，全世界最大的市場(chǎng)是日本，美國(guó)排在第二位。當(dāng)今韓日、歐洲、以及北美對(duì)于光纖到樓光纖到戶的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)較大范圍的發(fā)展和普及。在國(guó)內(nèi)也逐漸得到重視，這一技術(shù)可能是發(fā)展新型通信的關(guān)鍵，同時(shí)它的發(fā)展將帶動(dòng)整個(gè)光纖通信產(chǎn)業(yè)，甚至整個(gè)國(guó)家或社會(huì)的轉(zhuǎn)型或經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。

1.FTTH的發(fā)展趨勢(shì)

FTTH基于其獨(dú)特的寬帶及信息服務(wù)優(yōu)勢(shì)，正在世界各地得到推廣，在中國(guó)，F(xiàn)TTH也是勢(shì)在必行，在2012年前后，在中國(guó)從沿海到內(nèi)地，從東到西已經(jīng)興起光纖到戶建設(shè)的高潮。在接入網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)上，光纖替代銅質(zhì)纜線是必然趨勢(shì)，但一夜之間光纖就徹底替代銅質(zhì)纜線是不現(xiàn)實(shí)的，任何技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用都是循序漸進(jìn)的，F(xiàn)TTH也不例外。因此在FTTH發(fā)展和推廣初期，光纖與銅質(zhì)纜線共存是必然的。由于光纜壽命可以達(dá)25-40年，而銅質(zhì)纜線一般為10年左右，因此當(dāng)銅質(zhì)纜線因壽命出現(xiàn)通信質(zhì)量下降時(shí)，不需再鋪設(shè)任何纜線，只需升級(jí)光纖設(shè)備，就可以提供原銅質(zhì)纜線提供的業(yè)務(wù)，享受FTTH新技術(shù)的便捷和高帶寬。目前選擇光纖與銅質(zhì)纜線共存，采用EPON的FTTH實(shí)現(xiàn)Internet寬帶接入、CATV和傳統(tǒng)固定電話仍然采用同軸電纜和雙絞線接入，能有效避免FTTH運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。[1]

2.FTTH的應(yīng)用研究

2.1 FTTH系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）點(diǎn)到點(diǎn)（P2P）光接入技術(shù)，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)到點(diǎn)光接入技術(shù)是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸，從中心局到每個(gè)用戶（或住宅建筑）均使用一對(duì)（或一根）光纖，上下行速率都可以達(dá)到100Mbit/s甚至1000Mbit/s。點(diǎn)到點(diǎn)（P2P）光接入技術(shù)具有產(chǎn)品成熟、結(jié)構(gòu)技術(shù)簡(jiǎn)單、安全性較好的特點(diǎn)。但這種技術(shù)最大的缺點(diǎn)是需要鋪設(shè)大量光纖和光收發(fā)器，在大規(guī)模應(yīng)用情況下網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)困難，設(shè)備成本也很難再下降甚至?xí)仙?，運(yùn)營(yíng)維護(hù)工作量大，因此被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)FTTH的過(guò)渡技術(shù)，比較適合網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期用戶數(shù)較少的階段。（2）點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）光接入技術(shù)，P2MP的連接方式通常采用PON的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即利用Splitter（l：8，1：32，1：64甚至更多），在下行方向?qū)⒕侄斯庑盘?hào)分配給每一個(gè)ONU，在上行方向?qū)⒏鱾€(gè)ONU的信號(hào)進(jìn)行復(fù)接（采用TDM，WDM等方式）。這種方式能極大節(jié)省局端光模塊和光纖，且建設(shè)容易，便于維護(hù)，適合于用戶數(shù)量較多，光纖資源緊張的場(chǎng)合，但協(xié)議比較復(fù)雜，技術(shù)上難度要大些[2]。

2.2 FTTH配套設(shè)備選擇

（1）光配線架：光配線架的作用是對(duì)光纜進(jìn)行固定與保護(hù)，方便終接和調(diào)線，以及存貯光纜，此外它還可集成光分路器模塊，并提供集中分光功能，將內(nèi)線光纖分成多路后輸出，而對(duì)內(nèi)線光纖與外線光纖進(jìn)行連接和調(diào)度。在用戶接入節(jié)點(diǎn)上的光配線架，還可實(shí)現(xiàn)快速接續(xù)光纖。（2）光纜交接箱：當(dāng)光纜分配點(diǎn)位于室外時(shí)，可使用光纜交接箱完成饋線光纜與配線光纜的交接分配；對(duì)于點(diǎn)到多點(diǎn)的FTTH光纜網(wǎng)絡(luò)，光纜交接箱內(nèi)應(yīng)考慮光分路器的放置。光分路器宜采用活動(dòng)連接方式，以便于線路維護(hù)和線路檢測(cè)。（3）光纜分纖箱（盒）：光纜分線箱（盒）應(yīng)提供光纜固定、光纖的連接和分纖功能。光纖的連接可采用固定方式或活動(dòng)連接方式。對(duì)于點(diǎn)到多點(diǎn)FTTH光纜網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)采用多級(jí)分光方案時(shí)，根據(jù)光纜線路工程要求，在光纜分纖箱（盒）中可能放置光分路器。（4）接頭盒/分歧接頭盒：通常，每個(gè)分歧接頭盒可以對(duì)2～8根光纜提供保護(hù)性連接、光纖分配。分歧接頭盒在實(shí)現(xiàn)直通光纜分歧時(shí)，只需切斷需要分歧的部分。經(jīng)過(guò)盒內(nèi)固定和盤繞后直通，把需要分歧部分的光纖切斷，與穿入分歧光纜內(nèi)的光纖熔接后分歧。（5）用戶綜合信息箱：這是個(gè)有源智能信息分配盒，安裝在最終用戶處，適用于FTTH應(yīng)用，可以提供包括電話、數(shù)據(jù)和有線電視等網(wǎng)絡(luò)的綜合接線功能。

2.3 FTTH的最佳接入技術(shù)

FTTH涉及的技術(shù)很多，包括光器件、光傳輸系統(tǒng)、光纖光纜、安裝、維護(hù)監(jiān)控等方面，其中傳輸技術(shù)和設(shè)備是關(guān)鍵，而無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON（E-PON/GPON）技術(shù)是公認(rèn)的實(shí)現(xiàn)FTTH的最佳技術(shù)之一。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有節(jié)約線路資源、運(yùn)維便捷、設(shè)備預(yù)期成本較低等多方面的優(yōu)勢(shì)，最適合新建或改建的密集用戶區(qū)應(yīng)用.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入技術(shù)，它由局端設(shè)備OLT（光線路終端）、用戶端設(shè)備ONU/ONT（光網(wǎng)絡(luò)單元/光網(wǎng)絡(luò)終端）和ODN（光分配網(wǎng)）組成。所謂“無(wú)源”，是指ODN全部由無(wú)源光分路器和光纖等無(wú)源光器件組成，不包括任何有源器件。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用了點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，下行和上行分別通過(guò)TDM和TDMA方式傳輸數(shù)據(jù)。目前技術(shù)成熟度和商用化程度最高的是基于以太網(wǎng)的EPON技術(shù)。下面就重點(diǎn)介紹EPON技術(shù)。EPON（以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的光纖接入網(wǎng)技術(shù)，無(wú)源光纖傳輸，上行以突發(fā)的以太網(wǎng)包方式發(fā)送數(shù)據(jù)流，有效上行傳輸總帶寬為1000Mbit/s，下行速率目前可達(dá)到10Gbit/s，可在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。另外，EPON也提供一定的運(yùn)行維護(hù)和管理（OAM）功能，EPON技術(shù)和現(xiàn)有的設(shè)備具有很好的兼容性。新發(fā)展的服務(wù)質(zhì)量（QoS）技術(shù)使以太網(wǎng)對(duì)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務(wù)的支持成為可能，這些技術(shù)包括全雙工支持、優(yōu)先級(jí)和虛擬局域網(wǎng)（VLAN）。EPON綜合了PON技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具備低成本、擴(kuò)展性強(qiáng)、與現(xiàn)有以太網(wǎng)有良好兼容性、方便管理等特點(diǎn)。EPON采用Ethernet封裝方式，所以非常適于承載IP業(yè)務(wù)，符合IP網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的趨勢(shì)。在多種基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)中，EPON由于其技術(shù)和價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是未來(lái)主要的光纖到戶實(shí)現(xiàn)技術(shù)。EPON在局端設(shè)備和ODN光耦合器之間采用1根光纖進(jìn)行連接。經(jīng)過(guò)光耦合器分路后最多連接32個(gè)用戶。上行采用1310nm波長(zhǎng)，下行采用1490nm波長(zhǎng)。OLT的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)口所出的光纖通過(guò)合波器將1550nm模擬或數(shù)字CATV光信號(hào)合波到光纖上，經(jīng)光耦合器分路后，連接ONU。ONU將1550nmCATV信號(hào)分離出來(lái)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，還原成為普通電視機(jī)可以接收的射頻信號(hào)。ONU還將OLT發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理，發(fā)到用戶接口。用戶接口可以提供FE和TDM接口，以適應(yīng)用戶寬帶接入的業(yè)務(wù)需求，并兼容現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)商TDM業(yè)務(wù)的需求。EPON采用在一根光纖上以WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)雙向通信，具有格式透明、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，順應(yīng)了下一代網(wǎng)絡(luò)IP化的發(fā)展趨勢(shì)。因此，EPON是未來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖到戶的最佳解決方案。

3.結(jié)語(yǔ)

總之，F(xiàn)TTH在帶寬方面的巨大優(yōu)勢(shì)使它成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”接入發(fā)展的最終形式，它將最終突破帶寬的瓶頸，是實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)合一”的最理想的接入方式。而我國(guó)在此方面距還其他國(guó)家有很大的距離，這將是在未來(lái)幾年內(nèi)方面我們將要面對(duì)的最大的挑戰(zhàn)之一。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張生東.FTTH現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).市場(chǎng)發(fā)展，2012.

[2]周志南.FTTH通信技術(shù)發(fā)展模式研究.計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2008.