淺談光纖接入的最終形式FTTH及其發(fā)展

金銳峰

（吉林省廣播電視廳652臺(tái)，吉林 長(zhǎng)春 130021）

FTTH：是光纖接入網(wǎng)發(fā)展的一種最終形式，F(xiàn)iber To The Home，直譯成中文是光纖直接接到家庭，也就是我們常說(shuō)的“光纖入戶”。光纖接入網(wǎng)按照光網(wǎng)絡(luò)單元的位置分布，主要分為FTTH、FTTB、FTTP和FTTC等四種情況。

如今被大范圍使用的ADSL技術(shù)所提供的寬帶業(yè)務(wù)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。與FTTH比較成本更低，利舊使用銅線網(wǎng)簡(jiǎn)化了工程建設(shè)，可以滿足當(dāng)前1Mbps-500kbps影視節(jié)目的傳送需求。未來(lái)將要發(fā)展的寬帶業(yè)務(wù)如：網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上教育、網(wǎng)上游戲、遠(yuǎn)程問(wèn)診等雙向業(yè)務(wù)以及高清數(shù)字電視（HDTV）這樣上下行傳輸不對(duì)稱的業(yè)務(wù)類(lèi)型，ADSL就很難滿足需求。特別的像HDTV，目前傳輸速率要19.2Mbps，QoS能保證的ADSL的速率峰值是2Mbps，無(wú)法傳輸HDTV。有理由看到HDTV將成為發(fā)展FTTH的重要原因，也就是HDTV業(yè)務(wù)與FTTH業(yè)務(wù)將共同發(fā)展，缺一不可。

光纖接入網(wǎng)又被稱為光纖用戶環(huán)路，許多光纖接入技術(shù)都將可能稱為用作解決FTTH 的方案。按照技術(shù)體制來(lái)區(qū)分，可分為SDH 光接入、PDH 光接入、以太網(wǎng)光接入以及ATM 光接入等技術(shù)。應(yīng)用于建筑物以及住宅等場(chǎng)所，光纖接入有兩種方式：一種用光纖接入建筑物及住宅等區(qū)域；另一種則通過(guò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把光信號(hào)通過(guò)分光器分支，一根光纖可以服務(wù)于多個(gè)用戶。有源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及早期產(chǎn)品的SLIC和之后的DLC、IDLC等，另外，有源光接入技術(shù)還包括國(guó)際電信聯(lián)盟提出的基于SDH的靈活復(fù)用和基于PDH的靈活復(fù)用技術(shù)。還有波分復(fù)用（WDM）技術(shù)如今也被應(yīng)用于光接入網(wǎng)。事實(shí)上目前使用非常多的點(diǎn)到點(diǎn)（PTP）的MC，也是有源光纖接入的應(yīng)用之一。如今無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展非?？焖?，可以使用 WLAN的IEEE802.11g協(xié)議，復(fù)蓋范圍達(dá)100m或更多，傳輸帶寬能達(dá)到54Mbps，如今已進(jìn)入商用階段。HDTV寬帶視頻下行傳輸主要靠光纖FTTH來(lái)解決，組建光纖入戶并且提供無(wú)線接入的家庭網(wǎng)絡(luò)方式。由于PON沒(méi)有上行信號(hào)，無(wú)需存在測(cè)距電子模塊，很大程度地降低了成本，且簡(jiǎn)化了維護(hù)程序。當(dāng)所屬PON用戶被無(wú)線城域網(wǎng)WiMA（IEEE802.16）覆蓋且可以被利用，則不需要建立專門(mén)的WLAN。用無(wú)線接入的方式建立接入網(wǎng)將成為一種趨勢(shì)，可無(wú)線接入網(wǎng)依然要依賴密布在用戶附近的光纖網(wǎng)作為基礎(chǔ)，和FTTH方式基本相同。無(wú)線接入+FTTH將成為今后的發(fā)展大趨勢(shì)。

點(diǎn)到點(diǎn)PTP：一根光纖貫穿中心局和用戶。點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)有效避免了終端自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和繁雜的上行同步技術(shù)。此外，一個(gè)終端可以使用上行的全部帶寬，對(duì)于帶寬的擴(kuò)展起到非常有利的作用，可這些長(zhǎng)處無(wú)法彌補(bǔ)它在器件以及光纖成本方面的短板。點(diǎn)到點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式有以下兩種：

第一種為傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)+MC的方式。此方式是用HC將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)從而進(jìn)行遠(yuǎn)距傳輸。HC是純粹的電/光或光/電轉(zhuǎn)換器，它不能對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，所以成本很低。次方式的好處是對(duì)如今常見(jiàn)的100Mbit/s速率的以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)說(shuō)，無(wú)需更換支持光纖傳輸?shù)木W(wǎng)卡，僅僅加上HC就可以了，可以使用戶大大降低升級(jí)的成本。

第二種是點(diǎn)到點(diǎn)的光接入設(shè)備方式。此方式既能直接采取無(wú)分配點(diǎn)單級(jí)點(diǎn)到點(diǎn)光傳輸方式，也能采取有源分配點(diǎn)的二級(jí)光傳輸方式。對(duì)于設(shè)備的具體形態(tài)，既可以是符合IEEE 802.3ah規(guī)范的全新光以太網(wǎng)接入設(shè)備，也能是傳統(tǒng)擁有光接口的以太網(wǎng)交換機(jī)。根據(jù)IEEE 802.3ah規(guī)范，對(duì)擁有X個(gè)用戶終端的距離為Y km的無(wú)保護(hù)FTTH系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果應(yīng)用點(diǎn)到點(diǎn)的方式，則要有2X個(gè)光收發(fā)器還有XY km長(zhǎng)度的光纖?？墒侨绻捎命c(diǎn)到多點(diǎn)的方式，那么要一個(gè)或多個(gè)（視X的大?。┕夥致菲?、X+1個(gè)光收發(fā)器和差不多Y km長(zhǎng)的光纖，在這方面上，點(diǎn)到多點(diǎn)方式擁有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用點(diǎn)到多點(diǎn)的方式，可以降低中心局所使用的機(jī)架空間并大量降低了光收發(fā)器的使用數(shù)量以及光纖用量。

EPON：EPON又稱ethernet PON，是用以太網(wǎng)作為載體，使用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、用無(wú)源光纖傳輸?shù)姆绞?，目前下行速率能達(dá)到10 Gbit/s ，上行則通過(guò)突發(fā)以太網(wǎng)包的方式發(fā)送數(shù)據(jù)流，從而消除SDH以及ATM層，減少運(yùn)行成本以及初始成本；技術(shù)成熟的以太網(wǎng)芯片的大量使用，可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，同時(shí)能提供運(yùn)行維護(hù)和管理功能還有多層安全機(jī)制?，F(xiàn)有的設(shè)備和EPON可以很好的兼容，并且可以輕松實(shí)現(xiàn)EPON帶寬到10 Gbit/s順利平穩(wěn)升級(jí)。近期新QoS技術(shù)的發(fā)展讓以太網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音以及圖像業(yè)務(wù)的支持得以實(shí)現(xiàn)。這些技術(shù)包括優(yōu)先級(jí)、全雙工支持、VPN、VLAN等，擁有如下優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：

（1）能非常靈活地組成星型、樹(shù)型、總線型結(jié)構(gòu)。樹(shù)型結(jié)構(gòu)為典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各個(gè)ONT/ONU共同分享ODN和OLT間的光纖，能節(jié)省很多光纖的資源；

（2）DN由無(wú)源光器件構(gòu)成，ONT/ONU和OLT之間不存在有源且昂貴的電子設(shè)備；

（3）雙纖雙向或單纖雙向是上下行傳輸?shù)膬煞N方式，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商能夠靈活地根據(jù)在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的光纖資源狀況進(jìn)行使用；

（4）上行使用TDM的方式，下行則使用TDMA的方式；

（5）EPON業(yè)務(wù)的透明性很好，從理論上來(lái)說(shuō)能夠勝任所有制式以及速率的信號(hào)。因?yàn)樵诮尤雽拥膫鬏斨胁恍枰怆娦盘?hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程，所以傳輸速率不受限，接入的帶寬則可以無(wú)窮大；

（6）在采取單纖雙向模式的PON中，上下行能使用不一樣的波長(zhǎng)，上行用1310nm波長(zhǎng)，下行則用1490nm波長(zhǎng)。

FTTH的發(fā)展：各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于FTTH有著不同的看法：美國(guó)AT&T覺(jué)得FTTH市場(chǎng)非常有限，他們?cè)贠FC2003時(shí)聲稱，20到50年后FTTH才會(huì)擁有大量市場(chǎng)。美國(guó)運(yùn)營(yíng)商Sprint和Verizon則認(rèn)為，10到12年內(nèi)FTTH網(wǎng)絡(luò)改造將被投入使用。根據(jù)近期的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，F(xiàn)TTH 的建設(shè)成本已經(jīng)下降至100?/戶以下。全球發(fā)展FTTH最快的國(guó)家是日本，到2003年7月31日為止，用戶量達(dá)到了46.9萬(wàn)，而且發(fā)展的速度越來(lái)越快，預(yù)計(jì)2005年以后，光纖接入用戶數(shù)將超越數(shù)字用戶線用戶數(shù)。

我國(guó)城區(qū)的年均舊城改造面積以及新建建筑物面積已經(jīng)超過(guò)了21億平方米，保守估計(jì)能夠容納2100多萬(wàn)戶居民或數(shù)百萬(wàn)個(gè)公司，也為寬帶網(wǎng)絡(luò)的建立帶來(lái)了無(wú)限的成長(zhǎng)環(huán)境。中國(guó)是亞洲寬帶用戶最多的國(guó)家，同時(shí)也是家庭寬帶普及率最低的國(guó)家，只有3%，還擁有7600多萬(wàn)窄帶用戶群體，如此豐富的用戶資源也為我國(guó)FTTH的發(fā)展提供了有力的群眾基礎(chǔ)。

隨著時(shí)代的發(fā)展、科技的進(jìn)步，快節(jié)奏的生活使得人們對(duì)于隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)、購(gòu)物、娛樂(lè)、辦公的需求越來(lái)越高，組建安全且高效的全光信息網(wǎng)絡(luò)已然成為了國(guó)家當(dāng)前重要發(fā)展戰(zhàn)略的一步；IPTV產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生及發(fā)展讓日漸蕭條的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)重現(xiàn)活力；通過(guò)北京奧運(yùn)圣會(huì)和上海世博會(huì)帶來(lái)的眾多契機(jī)，都使得FTTH的大規(guī)模應(yīng)用具有從未有過(guò)的現(xiàn)實(shí)需求以及市場(chǎng)機(jī)遇。

目前我國(guó)仍處于FTTH試運(yùn)行的階段。廣播運(yùn)營(yíng)商為了使數(shù)字電視發(fā)展的進(jìn)程得以提速，為了使VOD點(diǎn)播電視發(fā)展，必須進(jìn)行電纜電視網(wǎng)的改造，假如采用了光纖網(wǎng)，則能夠更好地適應(yīng)將來(lái)的市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展。FTTH能夠提供非常豐富的帶寬資源，因此被公認(rèn)為最為理想的接入方式。FTTH需要的光纖數(shù)量將是當(dāng)前鋪設(shè)光纖的三倍左右。

在前幾年，因?yàn)镕TTH建設(shè)成本較高，且沒(méi)有足夠的寬帶視頻業(yè)務(wù)以及缺少寬帶節(jié)目等客觀原因，使得FTTH沒(méi)有足夠的發(fā)展動(dòng)力和基礎(chǔ)，一直停留在試驗(yàn)階段。但在近些年，因?yàn)楣怆娖骷吧a(chǎn)工藝的進(jìn)步，光纖及光收發(fā)模塊的價(jià)格被大幅度降低，以及寬帶內(nèi)容的豐富，都成為了 FTTH實(shí)用化進(jìn)程加速的催化劑。雖然PON技術(shù)剛剛應(yīng)用于中國(guó)市場(chǎng)，但其有著非常廣的應(yīng)用前景，PON與FTTH技術(shù)的結(jié)合將成為我國(guó)寬帶發(fā)展的必經(jīng)之路。

[1]楊淑雯.全光光纖通信網(wǎng)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[2]顧生華.光纖通信技術(shù)[M].北京：郵電大學(xué)出版社，2005.

[3]董孝義，王延堯.新一代光纖通信與同步網(wǎng)原理與發(fā)展[M].北京：天津科學(xué)技術(shù)出版社.

[4]雷維利，馬立香.接入網(wǎng)技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[5]孫志斌，張興初.FTTH在中國(guó)的發(fā)展分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.