三網(wǎng)融合下的FTTx網(wǎng)絡(luò)基本信息

上架時間:2011-4-26

出版日期:2011 年5月

開本:16開

頁碼:238

版次:1-1

《三網(wǎng)融合下的fttx網(wǎng)絡(luò)》緊密圍繞三網(wǎng)融合業(yè)務(wù)發(fā)展需求，在簡要介紹光接入網(wǎng)相關(guān)技術(shù)原理后，重點結(jié)合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、業(yè)務(wù)應(yīng)用、設(shè)備部署、光分配網(wǎng)絡(luò)(odn)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)管理、工程測試、網(wǎng)絡(luò)演進等實際問題進行闡述，為三網(wǎng)融合下的fttx網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)提供科學(xué)參考。

《三網(wǎng)融合下的fttx網(wǎng)絡(luò)》可作為從事三網(wǎng)融合光接入網(wǎng)相關(guān)工作的電信運營商、廣電有線網(wǎng)絡(luò)公司、電力公司及其他專網(wǎng)通信公司管理人員、技術(shù)專家、技術(shù)工程師等的技術(shù)參考資料，也可作為高等學(xué)校通信相關(guān)專業(yè)師生的教材或輔導(dǎo)用書。

Fiber-to-the-x (FTTx)光纖接入

(FTTx,x = H for home,P for premises,C for curb and N for node or neighborhood,O for office，SA for service area, B for Building) 其中FTTH光纖到戶，F(xiàn)TTP光纖到駐地，F(xiàn)TTC光纖到路邊/小區(qū)，F(xiàn)TTN光纖到結(jié)點，F(xiàn)TTO 光纖到辦公室，F(xiàn)TTSA 光纖到服務(wù)區(qū)。

光纖到家庭(FTTH)是20年來人們不斷追求的夢想和探索的技術(shù)方向，但由于成本、技術(shù)、需求等方面的障礙，至今還沒有得到大規(guī)模推廣與發(fā)展。正因為如此，很多有識之士把FTTx(特別是光纖到家、光纖到駐地)視為光通信市場復(fù)蘇的重要轉(zhuǎn)折點。并且預(yù)計今后幾年，F(xiàn)TTH網(wǎng)將會有更大的發(fā)展。

根據(jù)光纖到用戶的距離來分類，如圖1所示，可分成光纖到交換箱(Fiber To The Cabinet; FTTCab)、光纖到路邊(Fiber To The Curb; FTTC)、光纖到大樓(Fiber To The Building; FTTB)及光纖到戶(Fiber To The Home; FTTH)等4種服務(wù)形態(tài)。美國運營商Verizon將FTTB及FTTH合稱光纖到駐地(Fiber To The Premise; FTTP)。上述服務(wù)可統(tǒng)稱FTTx。

1.1.FTTC

FTTC為目前最主要的服務(wù)形式，主要是為住宅區(qū)的用戶作服務(wù)，將ONU設(shè)備放置于路邊機箱，利用ONU出來的同軸電纜傳送CATV信號或雙絞線傳送電話及上網(wǎng)服務(wù)。FTTC的傳輸速率為155Mb/s。FTTC與交換局之間的接口采用ITU-T制定的接口標準V5。

1.2.FTTB

FTTB依服務(wù)對象區(qū)分有兩種，一種是公寓大廈的用戶服務(wù)，另一種是商業(yè)大樓的公司行號服務(wù)，兩種皆將ONU設(shè)置在大樓的地下室配線箱處，只是公寓大廈的ONU是FTTC的延伸，而商業(yè)大樓是為了中大型企業(yè)單位，必須提高傳輸?shù)乃俾?，以提供高速的?shù)據(jù)、電子商務(wù)、視頻會議等寬帶服務(wù)。

1.3.FTTH

至于FTTH，ITU認為從光纖端頭的光電轉(zhuǎn)換器(或稱為媒體轉(zhuǎn)換器MC)到用戶桌面不超過100米的情況才是FTTH。FTTH將光纖的距離延伸到終端用戶家里，使得家庭內(nèi)能提供各種不同的寬帶服務(wù)，如VOD、在家購物、在家上課等，提供更多的商機。若搭配WLAN技術(shù)，將使得寬帶與移動結(jié)合，則可以達到未來寬帶數(shù)字家庭的遠景。

1.4.FTTP

FTTP(fiber to the premise，光纖到用戶所在地)，北美術(shù)語，F(xiàn)TTP將光纜一直擴展到家庭或企業(yè)。由于光纖可提供比最后一公里使用的雙絞線或同軸電纜更多的帶寬，因此運營商利用它來提供語音、視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)。FTTP具有25M到50Mbps或更高的速度，相比之下，其他類型的寬帶服務(wù)的最大速度約為5M到6Mbps。此外FTTP還支持全對稱服務(wù)。

1.5.FTTZ

FTTZ(Fiber To The Zone)，是指光纖到小區(qū)。FTTx技術(shù)主要用于接入網(wǎng)絡(luò)光纖化，范圍從區(qū)域電信機房的局端設(shè)備到用戶終端設(shè)備，局端設(shè)備為光線路終端(Optical Line Terminal; OLT)、用戶端設(shè)備為光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit; ONU)或光網(wǎng)絡(luò)終端(Optical Network Terminal; ONT)。

FTTx技術(shù)主要用于接入網(wǎng)絡(luò)光纖化，范圍從區(qū)域電信機房的局端設(shè)備到用戶終端設(shè)備，局端設(shè)備為光纖線路終端(Optical Line Terminal; OLT)、用戶端設(shè)備為光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit; ONU)或光網(wǎng)絡(luò)終端(Optical Network Terminal; ONT)及連接兩者的設(shè)備ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))。

根據(jù)光纖到用戶的距離來分類，可分成:光纖到交換箱----FTTCab (Fiber To The Cabinet)、光纖到路邊----FTTC (Fiber To The Curb )、光纖到大樓----FTTB (Fiber To The Building)、光纖到戶----FTTH (Fiber To The Home)、光纖到桌面----FTTD(Fiber To The Desk)等多種服務(wù)形態(tài)。美國運營商Verizon將FTTB及FTTH合稱光纖到駐地(Fiber To The Premise; FTTP)。上述服務(wù)可統(tǒng)稱FTTx。

從中心局到離家庭或辦公室一千英尺以內(nèi)的路邊之間光纜的安裝和使用。利用FTTC，同軸電纜或其他介質(zhì)可以把信號從路邊傳遞到家中或辦公室里。FTTC代替了普通舊式電話服務(wù)，能夠只能通過一條線就可以完成電話、有線電視、因特網(wǎng)接入、多媒體和其他通信業(yè)務(wù)的分發(fā)。

在 FTTC 結(jié)構(gòu)中引入線部分是用戶專用的，現(xiàn)有銅纜設(shè)施仍能利用，因而可以推遲耗資巨大的引入線部分(有時甚至配線部分，取決于ONU位置)的光纖投資，具有較好的經(jīng)濟性。一般是先敷設(shè)了一條很靠近用戶的潛在寬帶傳輸鏈路，一旦有寬帶業(yè)務(wù)需要，可以很快地將光纖引至用戶處，實現(xiàn)光纖到家的戰(zhàn)略目標。同樣，如果經(jīng)濟性需要，也可以用同軸電纜將寬帶業(yè)務(wù)提供給用戶。由于其光纖化程度已十分靠近用戶，因而可以較充分地享受光纖化所帶來的一系列優(yōu)點，諸如節(jié)省管道空間，易于維護，傳輸距離長，帶寬大等。由于 FTTC 結(jié)構(gòu)是一種光纜/銅纜混合系統(tǒng)，最后一段仍然為銅纜，還有室外有源設(shè)備需要維護，從維護運行的觀點仍不理想。但是如果綜合考慮初始投資和年維護運行費用的話，F(xiàn)TTC結(jié)構(gòu)在提供 2Mbit/s以下窄帶業(yè)務(wù)時，仍然是 OAN 中最現(xiàn)實經(jīng)濟的。然而對于將來需要同時提供窄帶和寬帶業(yè)務(wù)時，這種結(jié)構(gòu)就不夠理想了，對以后的寬帶業(yè)務(wù)就不夠了，可能不得不減少節(jié)點數(shù)和用戶數(shù)，或者采用 1500nm 波長區(qū)來傳寬帶業(yè)務(wù)。還有一種方案是干脆將寬帶業(yè)務(wù)放在獨立的光纖中傳輸，例如采用HFC結(jié)構(gòu)。此時在 HFC 上傳模擬或數(shù)字圖像業(yè)務(wù)，而 FTTC 主要用來傳窄帶交互型業(yè)務(wù)，具有一定靈活性和獨立性，但需要有兩套基本獨立的基礎(chǔ)設(shè)施。

它是利用數(shù)字寬帶技術(shù)，光纖直接到小區(qū)里，再通過雙絞線(超五類雙絞線或4對非屏蔽雙絞線)到各個用戶。FTTB采用的是專線接入，無需撥號，安裝簡便，客戶端只需在計算機上安裝一塊網(wǎng)卡即可進行24小時高速上網(wǎng)。FTTB提供最高上下行速率是10Mbps(獨享)。是一種基于優(yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶接入方式，采用光纖到樓，網(wǎng)線到戶的方式實現(xiàn)用戶的寬帶接入，我們稱為FTTB+LAN的寬帶接入網(wǎng)(簡稱FTTB)。

指將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在住家用戶或企業(yè)用戶處，是光接入系列中除FTTD(光纖到桌面)外最靠近用戶的光接入網(wǎng)應(yīng)用類型。FTTH的顯著技術(shù)特點是不但提供更大的帶寬，而且增強了網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)格式、速率、波長和協(xié)議的透明性，放寬了對環(huán)境條件和供電等要求，簡化了維護和安裝。FTTH+以太網(wǎng)比ADSL(ADSL再撥號的時候會建立最高理論8Mbps的下載帶寬，這個帶寬是永遠不會改變的。不過實際上由于ADSL的噪聲檢測機制如果線路情況不好那么一開始建立的連接顯然不可能達到理論值，可能最后是5Mbps，這個帶寬也是不會改變的。)和ISDN(歐洲普及的電話網(wǎng)絡(luò)形式)的傳輸速度快多了。

光纖連接ONU主要有兩種方式，一種是點對點形式拓撲(Point to Point; P2P)，從中心局到每個用戶都用一根光纖;另外一種是使用點對多點形式拓撲方式(Point to Multi-Point; P2MP)的無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network; PON)，其拓撲結(jié)構(gòu)如圖2所示。對于具有N個終端用戶的距離為M km的無保護FTTx系統(tǒng)，如果采用點到點的方案，需要2N個光收發(fā)器和NM km的光纖。但如果采用點到多點的方案，則需要N十1個光收發(fā)器、一個或多個(視N的大小)光分路器、和大約M km的光纖，在這一點上，采用點到多點的方案，大大地降低了光收發(fā)器的數(shù)量和光纖用量，并降低了中心局所需的機架空間，有著明顯的成本優(yōu)勢。

圖2 PON的拓撲結(jié)構(gòu)

⒉1.點到點的FTTx解決方案

點對點直接光纖連接具有容易管理、沒有復(fù)雜的上行同步技術(shù)和終端自動識別等優(yōu)點。另外上行的全部帶寬可被一個終端所用，這非常有利于帶寬的擴展。但是這些優(yōu)點并不能抵消它在器件和光纖成本方面的劣勢。

Ethernet + Media Converter就是一種過渡性的點對點FTTH方案，此種方案使用媒體轉(zhuǎn)換器(Media Converter;MC)方式將電信號轉(zhuǎn)換成光信號進行長距離的傳輸。其中MC是一個單純的光電/電光轉(zhuǎn)換器，它并不對信號包做加工，因此成本低廉。這種方案的好處是對于已有的電的Ethernet設(shè)備只需要加上MC即可。MC方式的拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。不必更換支持光纖傳輸?shù)木W(wǎng)卡，只需要加上MC，這樣用戶可以減少升級的成本，是點對點FTTH方案過渡期間網(wǎng)絡(luò)的解決方案。由于其技術(shù)架構(gòu)相當簡單、便宜并直接結(jié)合以太網(wǎng)絡(luò)而一度成為日本FTTH的主流。

圖3 使用Media Converter

⒉2.點到多點的FTTx解決方案

在光接入網(wǎng)中，如果光配線網(wǎng)(ODN)全部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接人網(wǎng)就是PON。PON的架構(gòu)主要是將從光纖線路終端設(shè)備OLT下行的光信號，通過一根光纖經(jīng)由無源器件Splitter(光分路器)，將光信號分路廣播給各用戶終端設(shè)備ONU/T，這樣就大幅減少網(wǎng)絡(luò)機房及設(shè)備維護的成本，更節(jié)省了大量光纜資源等建置成本，PON因而成為FTTH最新熱門技術(shù)。

2.3.PON接入網(wǎng)技術(shù)

PON作為一種接入網(wǎng)技術(shù)，定位在常說的"最后一公里"，也就是在服務(wù)提供商、電信局端和商業(yè)用戶或家庭用戶之間的解決方案。

隨著寬帶應(yīng)用越來越多，尤其是視頻和端到端應(yīng)用的興起，人們對帶寬的需求越來越強烈。在北美，每個用戶的帶寬需求在5年內(nèi)將達到20~50Mb/s，而在10年內(nèi)將達到70Mb/s。在如此高的帶寬需求下，傳統(tǒng)的技術(shù)將無法勝任，而PON技術(shù)卻可以大顯身手。

1987年英國電信公司的研究人員最早提出了PON的概念。下面對幾種分別進行介紹。

APON是在1995年提出的，當時，ATM被期望為在局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)和主干網(wǎng)占據(jù)主要地位。各大電信設(shè)備制造商也研發(fā)出了APON產(chǎn)品，由于APON只能為用戶端提供ATM服務(wù)，2001年底FSAN更新網(wǎng)頁把APON改名為BPON，即"寬帶PON"， APON標準衍變成為能夠提供其他寬帶服務(wù)(如Ethernet接入、視頻廣播和高速專線等)的BPON標準。

在局域網(wǎng)領(lǐng)域，Ethernet技術(shù)高速發(fā)展。Ethernet已經(jīng)發(fā)展成為了一個廣為接受的標準，全球有超過400萬個以太端口，95%的LAN都是使用Ethernet技術(shù)。Ethernet技術(shù)發(fā)展很快，傳輸速率從 10 Mbit/s、100Mbit/s到1000Mbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s，呈數(shù)量級提高;應(yīng)用環(huán)境也從LAN向MAN、核心網(wǎng)發(fā)展。

EPON就是是由IEEE 802.3工作組在2000年11月成立的EFM(Ethernet in the First Mile)研究小組提出的。EPON是幾個最佳的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。EPON以Ethernet為載體，采用點到多點結(jié)構(gòu)、無源光纖傳輸方式。EPON也提供一定的運行維護和管理(OAM)功能。

EPON技術(shù)和現(xiàn)有的設(shè)備具有很好的兼容性。而且EPON還可以輕松實現(xiàn)帶寬到10 Gbit/s的平滑升級。新發(fā)展的服務(wù)質(zhì)量(QoS)技術(shù)使以太網(wǎng)對語音、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(p802.1p)和虛擬局域網(wǎng)(VLAN)。另外，和GPON相比它的傳輸效率較低。

2001年，F(xiàn)SAN組啟動了另外一項標準工作，旨在規(guī)范工作速率高于1Gbit/s的PON網(wǎng)絡(luò).這項工作被稱為Gigabit PON(GPON)。GPON除了支持更高的速率之外，還要以很高的效率支持多種業(yè)務(wù)，提供豐富的OAM&P功能和良好的擴展性。大多數(shù)先進國家運營商的代表，提出一整套"吉比特業(yè)務(wù)需求"(GSR)文檔，作為提交ITU-T的標準之一;反過來又成為提議和開發(fā)GPON解決方案的基礎(chǔ)。這說明GPON是一種按照消費者的準確需求設(shè)計、由運營商驅(qū)動的解決方案，是值得產(chǎn)品用戶信賴的。