光纤到户(FTTH)是宽带接入的一种理想模式，是指从城域网到小区、用户间的最后接入网阶段全部使用光纤，以实现语音、数据、广播电视及各类智能化系统功能的一种接入方式。光纤到户在带宽方面的巨大优势使它 ...

作者：广东 林建俊 来源：卫视传媒

       光纤到户(FTTH)是宽带接入的一种理想模式，是指从城域网到小区、用户间的最后接入网阶段全部使用光纤，以实现语音、数据、广播电视及各类智能化系统功能的一种接入方式。光纤到户在带宽方面的巨大优势使它成为未来网络接入发展的最终目标。基于其独特的宽带及信息服务优势，光纤到户正在世界各地得到推广。

      随着视频点播、网络游戏和互动电视（IPTV）等高带宽业务的出现，用户对接入带宽的需求将进一步增加，现有的以ADSL和Cable Modem为主的宽带接入方式已经很难满足用户对高带宽、双向传输能力以及安全性等方面的要求。面对这一困境，各国宽带业务运营商把关注的目光投向了光纤到户（FTTH）。光纤到户是宽带接入的一种理想模式，是指从城域网到小区、用户间的最后接入网阶段全部使用光纤，以实现语音、数据、广播电视及各类智能化系统功能的一种接入方式。光纤到户在带宽方面的巨大优势使它成为未来网络接入发展的最终目标，它将最终突破带宽的瓶颈，是实现“三网合一”的最理想的方式。基于其独特的宽带及信息服务优势，光纤到户正在世界各地得到推广。
      光纤到户技术是高带宽、多业务的接入技术，实现了业界全光网络的梦想。在这样的网络上运营目前的语音、数据和视频业务还只是初级阶段。在光纤到户网络上将开展更多业务。光纤到户技术主要包括：点到点光纤接入以及点到多点的无源光网络(PON)技术，无源光网络技术主要有EPON和GPON两种。目前技术成熟度和商用化程度最高的是基于以太网的EPON技术；GPON技术是基于不同服务需求，提供最有效率和理想的传输速率，将是与EPON技术共存发展的技术。

 

光纤到户方式的实现技术无源光网络

      无源光网络技术因其节约线路资源、运维便捷、设备预期成本较低等多方面的优势而被认为是光纤到户的首选解决方案。无源光网络技术的优势包括无源光器件不易受雷电损坏和辐射干扰、网络结构灵活易于扩展、共享馈线段光纤可节约铺设成本、业务透明性好、具有多业务支持能力以及易于管理维护等。APON (ATM无源光网络)、EPON(以太网无源光网络)和GPON (吉比特无源光网络)是目前无源光网络领域中存在的三种技术体制。由于当前ATM技术整体发展受阻，ATM在国内逐渐退网，因此APON在国内未获发展。EPON和GPON谁将主导光纤到户大潮成为了当前争论热点。
      无源光网络系统由局端设备OLT（光线路终端）、用户端设备ONU/ONT（光网络单元/光网络终端）和ODN（光分配网）组成。所谓“无源”，是指ODN全部由无源光分路器和光纤等无源光器件组成，不包括任何有源器件。无源光网络技术采用了点到多点拓扑结构，下行和上行分别通过TDM和TDMA方式传输数据。
      １.EPON技术
      EPON的标准化工作则主要由IEEE的8023ah即EFM（第一英里以太网)工作组来完成，其标准制定基本原则是：尽量在8023体系结构内进行EFON的标准化工作。在与APON类似的结构和G983的基础上，以Ethernet技术代替ATM技术作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽，更低成本和更强业务能力的结合体。EPON可提供上下行对称1.25Gbit/s线路传输速率，下行线路速率为10Gbit/s的系统也正在积极研发中。由于EPON采用Ethernet封装方式，所以非常适于承载IP业务，符合IP网络迅猛发展的趋势，在多种基于无源光网络的技术中，EPON由于其技术和价格方面的优势被认为是未来主要的光纤到户实现技术。EPON采用点到多点结构和无源光纤传输方式，下行速率目前可达到10Gbit/s，上行以突发的以太网包方式发送数据流。另外，EPON也提供一定的运行维护和管理(OAM)功能。EPON技术和现有的设备具有很好的兼容性。新发展的服务质量（QoS）技术使以太网对语音、数据和图像业务的支持成为可能。这些技术包括全双工支持、优先级和虚拟局域网（VLAN）。
      EPON在局端设备和ODN光耦合器之间采用1根光纤进行连接。经过光耦合器分路后最多连接32个用户。上行采用1310nm波长，下行采用1490nm波长。OLT的无源光网络口所出的光纤通过合波器将1550nm模拟或数字CATV光信号合波到光纤上，经光耦合器分路后，连接ONU。ONU将1550nmCATV信号分离出来，经光电转换，还原成为普通电视机可以接收的射频信号。ONU还将OLT发来的数据信号经过处理，发到用户接口。用户接口可以提供FE和TDM接口，以适应用户宽带接入的业务需求，并兼容现有运营商TDM业务的需求。EPON采用在一根光纤上以WDM技术实现点对多点双向通信，具有格式透明、价格便宜等特点，顺应了下一代网络IP化的发展趋势。考虑到未来的“三网合一”将会以IP为核心协议，因此多数专家认为EPON是未来实现光纤到户的最佳解决方案。

 

      2.GPON技术
      GPON技术是FSAN／ITU继APON以后制定的又一宽带无源光网络标准。ITU在2003年正式通过并颁布了GPON标准系列中的三个标准：G9841、G9842和G9843。作为一种灵活的吉比特光纤接入网技术，GPON是以ATM信元和GFP(Generie Framing Procedure，通用成帧规程)承载多业务，支持更高的速率和对称／非对称工作方式， 同时还有很强的支持多业务和OAM的能力，并且对各种业务类型都能提供相应的QoS保证。
      GPON的下行最大传输速率可高达2.488Gbit/s，上行最大传输速率达1.244Gbit/s，传输距离至少达20公里，具有高速高效传输的特点。GPON采用了两种封装方式，除了传统的ATM外，还在TC层采用了一个全新的GPON特有的TC层适配协议GEM（GPONEncapsulationMode，GPON封装模式）。GEM是GPON特有的TC层适配协议，它的提出源于GFP的通用成帧思想，同时考虑到无源光网络网络多ONU、多端口复用的情况，引入了PortID。基于SDH的通用成帧协议GFP，是一种可以透明、高效地将各种数据信号封装进现有SDH网络的通用标准信号适配映射技术，可以适应任何用户信号格式和任何传输网络制式，即可以按固有格式传送语音、数据和视频信号，无需附加ATM或IP封装层，可满足业务提供商在提供业务时的灵活要求。由于采用GEM封装方式，GPON的TC层本质上是同步的，使GPON可以支持端到端的定时和其他准同步业务，特别是可以直接高质量地灵活支持TDM业务。由物理层的PLOAM（物理层OAM）和高层的OMCI（ONT管理控制接口）协议组成的OAM机制也相当完善。
      GPON的特点主要有：
      (1)支持全业务；
      (2)覆盖距离至少20km；
      (3)支持同一种协议下的多种速率；
      (4)提供OAM&P功能；
      (5)针对无源光网络下行流量的广播特点，提供协议层的安全保护机制。
      GPON标准针对不同的服务，提供最有效率的传输速率，同时兼顾OAM&P功能以及升级能力。 GPON传输网络可以是任何类型，如SONET/SDH和ITU-TG.709（ONT）；用户信号可以是分组的（如IP/PPP或EthernetMAC）、持续的，或者其它类型；而GFP则对不同业务提供通用、高效、简单的封装，经由同步网络传输；对于最靠近用户的接入层来说，GPON具有前所未有的高比特率、高带宽；而其非对称特性更能适应未来的光纤到户宽带市场。
      ITU-T制定的GPON系列标准相当完善，但同时也相当复杂，技术实现难度非常高，标准正式发布至今，全球只有屈指可数的几家公司如FlexLight、BroadLight、OpticalSolution等宣布推出符合G.984标准的GPON产品。并且从设备的实现方式看，目前的GPON设备基本上都选择只实现GEM封装方式，很少采用ATM封装方式。由此带来的是GPON产品的价格相对较高，在现阶段由GPON实现光纤到户应用有很大的价格压力。
      GPON与EPON都是干兆比特级的无源光网络系统，与EPON力求简单的原则相比，GPON更注重多业务和QoS保证，因此易受运营商的青睐。但从实际情况来看，由于GPON标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，在现有技术基础上，要想以可以接受的成本来实现完全符合标准要求的设备很困难。而EPON由于标准较为宽松和技术实现较为简单，又继承了以太网技术的大量优点，在当前具有很强的现实发展意义。

 

光纤到户的发展

      1、光纤到户在国外的发展
      （1）日本将进入大规模光纤到户服务阶段
      日本是世界上对光纤到户最狂热的国家，在光纤到户应用上也一直处于领先地位。早在20世纪90年代初日本就提出了在2000年实现光纤到户的构想。由于当时技术与经济的原因，日本的光纤到户计划曾一度受阻。但是日本政府将宽带以及光纤到户的普及程度视为国家信息化先进程度的标志，所以在随后的e-Japan到u-Japan的战略实施过程中光纤到户得到了极大的推动和发展。
      日本的光纤到户建设处于全球领先地位，其发展的驱动力是竞争日益激烈的市场和政府政策的支持。日本总务省于2006年6月针对宽带网络的建设，提出“新一代宽带战略2010”，勾画出了日本2010年的宽带计划蓝图。“新一代宽带战略2010”的首要目标是全面发展宽带网络，到2010年底日本所有地区都可使用ADSL、光纤到户与CATV等宽带网络，宽带普及率要达到100%。第二个目标则是让超高速宽带（传输速度达30Mbit/s）的家庭普及率达90%以上。
      （2）美国成为继日本之后的全球第二大市场
      在光纤到户建设早期，由于政策和管制上的限制，以及运营商不支持等多方面因素，美国光纤到户发展落后于日韩等国。但是自从美国联邦通信委员会(FCC)颁布了“光纤到户的接入网不必向竞争对手开放”的政策之后，各大运营商纷纷推出其基于FTTx的新型业务，大力推进了美国的光纤到户建设进程。目前，在光纤到户用户数方面，美国已经成为随日本之后的全球第二大市场。在美国光纤到户经历了一个从观望到急速发展的过程。
      美国高速宽带业务（如三重播放）的迅速增长使得网络需要更高的带宽，从而推动了光纤到户的快速发展。Ovum-RHK公司的研究表明，到2006年6月，美国光纤到户用户数已达到46.3万。目前美国的光纤到户用户数仅次于日本，已经成为日本之后的全球第二大光纤到户市场。
      （3）欧洲光纤到户建设开始升温
      欧洲很早就开始部署光纤接入。目前，很多欧洲国家在FTTP发展上呈现出类似美国的发展模式：新兴的运营商、许多公用事业公司和市政当局都在采用FTTP技术提供服务以取代传统的电信公司，但传统电信公司也开始重视光纤到户，为的是对付新的服务提供商对它们的威胁。　　　
      2004年中，欧洲有196万光纤到户覆盖用户，54.8万条光纤到户接入用户。到2005年中光纤到户覆盖用户已达到231万，实际接入用户有66万条左右，年度增长率21%。目前，欧洲的光纤到户落后于日本、美国等光纤到户发达国家。这主要归结于缺乏政府的有力支持，此外行业管制政策的不确定性和较高的光纤接入成本也在一定程度上限制了光纤到户在欧洲的高速发展。

 

      2、光纤到户在国内的发展
      从目前的形势来看，光纤到户正成为光通信的一个新亮点。国际上，随着世界经济的发展，日本、韩国、北美、欧洲等国家和地区已经掀起了大规模建设光纤到户工程的热潮，这也是光通信发展的方向之一。这对我国宽带业务运营商、设备制造商、用户乃至政府都是一种启示和触动，对于我国光纤到户的发展有一定的推动作用，实际上也是一种机遇。
      光纤到户建设在我国已经开始启动，部分运营商已经进行试点工程的建设，数年内，运营商将会进行选型工作，进行小批量的建设。随着设备价格的逐步下降，建设量将会逐步加大，预计在几年内成为主要的接入手段。
      据悉，北京奥组委已经宣布，2008年前将投资66亿美元扩展和升级电信网络，另外预计上海2010年前电信营业收入可增至435亿元，将不可避免地要大规模扩展和升级现有的电信网络。这些都为光纤到户创造了良好的发展环境。
      在光纤到户建设发展中，业务的推动是一个非常重要的因素。IPTV、视频点播以及我国正在推广的数字（高清晰度）电视、付费电视等高带宽业务的逐步发展，将会加快光纤到户的建设步伐，而光纤到户这种能够提供高带宽的接入方式反过来亦会为以上业务的开展提供高品质的服务支持，这是其他接入方式所无法比拟的。随着网络电视的增长，目前广电部门开始考虑和电信部门的合作问题，虽然目前形势还不十分明朗，但已经有了好兆头。据了解，上海文广首度携手网通旗下的宽带网站“天天在线”，开始与上海宽频进行全方位的内容合作。两大集团跨广电、通信两大领域的首次合作，将加快国内广电与通信融合的趋势，无疑对光纤到户的建设有很大的刺激作用。友通数字媒体与电信运营商合作开展了数字电视的互联网模式-友通院线宽带影视点播，这些业务的扩大，也为我国今后进一步发展光纤到户铺平了道路。
      虽然目前在我国光纤到户的推广才启动不久，但笔者坚信，在未来几年内，光纤到户在我国一定能得到快速发展，为我国的信息化建设奠定良好的基础。