淺談光纖接入的最終形式FTTH及其發展

金銳峰

（吉林省廣播電視廳652臺，吉林 長春 130021）

FTTH：是光纖接入網發展的一種最終形式，Fiber To The Home，直譯成中文是光纖直接接到家庭，也就是我們常說的“光纖入戶”。光纖接入網按照光網絡單元的位置分布，主要分為FTTH、FTTB、FTTP和FTTC等四種情況。

如今被大范圍使用的ADSL技術所提供的寬帶業務具有很強的優勢。與FTTH比較成本更低，利舊使用銅線網簡化了工程建設，可以滿足當前1Mbps-500kbps影視節目的傳送需求。未來將要發展的寬帶業務如：網上辦公、網上教育、網上游戲、遠程問診等雙向業務以及高清數字電視（HDTV）這樣上下行傳輸不對稱的業務類型，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，無法傳輸HDTV。有理由看到HDTV將成為發展FTTH的重要原因，也就是HDTV業務與FTTH業務將共同發展，缺一不可。

光纖接入網又被稱為光纖用戶環路，許多光纖接入技術都將可能稱為用作解決FTTH 的方案。按照技術體制來區分，可分為SDH 光接入、PDH 光接入、以太網光接入以及ATM 光接入等技術。應用于建筑物以及住宅等場所，光纖接入有兩種方式：一種用光纖接入建筑物及住宅等區域；另一種則通過無源光網絡技術，把光信號通過分光器分支，一根光纖可以服務于多個用戶。有源光網絡技術以及早期產品的SLIC和之后的DLC、IDLC等，另外，有源光接入技術還包括國際電信聯盟提出的基于SDH的靈活復用和基于PDH的靈活復用技術。還有波分復用（WDM）技術如今也被應用于光接入網。事實上目前使用非常多的點到點（PTP）的MC，也是有源光纖接入的應用之一。如今無線接入技術發展非常快速，可以使用 WLAN的IEEE802.11g協議，復蓋范圍達100m或更多，傳輸帶寬能達到54Mbps，如今已進入商用階段。HDTV寬帶視頻下行傳輸主要靠光纖FTTH來解決，組建光纖入戶并且提供無線接入的家庭網絡方式。由于PON沒有上行信號，無需存在測距電子模塊，很大程度地降低了成本，且簡化了維護程序。當所屬PON用戶被無線城域網WiMA（IEEE802.16）覆蓋且可以被利用，則不需要建立專門的WLAN。用無線接入的方式建立接入網將成為一種趨勢，可無線接入網依然要依賴密布在用戶附近的光纖網作為基礎，和FTTH方式基本相同。無線接入+FTTH將成為今后的發展大趨勢。

點到點PTP：一根光纖貫穿中心局和用戶。點到點系統有效避免了終端自動識別技術和繁雜的上行同步技術。此外，一個終端可以使用上行的全部帶寬，對于帶寬的擴展起到非常有利的作用，可這些長處無法彌補它在器件以及光纖成本方面的短板。點到點的實現方式有以下兩種：

第一種為傳統以太網交換機+MC的方式。此方式是用HC將電信號轉換為光信號從而進行遠距傳輸。HC是純粹的電/光或光/電轉換器，它不能對數據包進行處理，所以成本很低。次方式的好處是對如今常見的100Mbit/s速率的以太網交換機來說，無需更換支持光纖傳輸的網卡，僅僅加上HC就可以了，可以使用戶大大降低升級的成本。

第二種是點到點的光接入設備方式。此方式既能直接采取無分配點單級點到點光傳輸方式，也能采取有源分配點的二級光傳輸方式。對于設備的具體形態，既可以是符合IEEE 802.3ah規范的全新光以太網接入設備，也能是傳統擁有光接口的以太網交換機。根據IEEE 802.3ah規范，對擁有X個用戶終端的距離為Y km的無保護FTTH系統來說，如果應用點到點的方式，則要有2X個光收發器還有XY km長度的光纖。可是如果采用點到多點的方式，那么要一個或多個（視X的大小）光分路器、X+1個光收發器和差不多Y km長的光纖，在這方面上，點到多點方式擁有非常顯著的優勢。應用點到多點的方式，可以降低中心局所使用的機架空間并大量降低了光收發器的使用數量以及光纖用量。

EPON：EPON又稱ethernet PON，是用以太網作為載體，使用點到多點結構、用無源光纖傳輸的方式，目前下行速率能達到10 Gbit/s ，上行則通過突發以太網包的方式發送數據流，從而消除SDH以及ATM層，減少運行成本以及初始成本；技術成熟的以太網芯片的大量使用，可以簡單實現，同時能提供運行維護和管理功能還有多層安全機制。現有的設備和EPON可以很好的兼容，并且可以輕松實現EPON帶寬到10 Gbit/s順利平穩升級。近期新QoS技術的發展讓以太網對數據、語音以及圖像業務的支持得以實現。這些技術包括優先級、全雙工支持、VPN、VLAN等，擁有如下優勢特點：

（1）能非常靈活地組成星型、樹型、總線型結構。樹型結構為典型的拓撲結構，各個ONT/ONU共同分享ODN和OLT間的光纖，能節省很多光纖的資源；

（2）DN由無源光器件構成，ONT/ONU和OLT之間不存在有源且昂貴的電子設備；

（3）雙纖雙向或單纖雙向是上下行傳輸的兩種方式，在實現過程中，運營商能夠靈活地根據在實現過程中的光纖資源狀況進行使用；

（4）上行使用TDM的方式，下行則使用TDMA的方式；

（5）EPON業務的透明性很好，從理論上來說能夠勝任所有制式以及速率的信號。因為在接入層的傳輸中不需要光電信號的轉換過程，所以傳輸速率不受限，接入的帶寬則可以無窮大；

（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，上行用1310nm波長，下行則用1490nm波長。

FTTH的發展：各個發達國家對于FTTH有著不同的看法：美國AT&T覺得FTTH市場非常有限，他們在OFC2003時聲稱，20到50年后FTTH才會擁有大量市場。美國運營商Sprint和Verizon則認為，10到12年內FTTH網絡改造將被投入使用。根據近期的調查結果來看，FTTH 的建設成本已經下降至100?/戶以下。全球發展FTTH最快的國家是日本，到2003年7月31日為止，用戶量達到了46.9萬，而且發展的速度越來越快，預計2005年以后，光纖接入用戶數將超越數字用戶線用戶數。

我國城區的年均舊城改造面積以及新建建筑物面積已經超過了21億平方米，保守估計能夠容納2100多萬戶居民或數百萬個公司，也為寬帶網絡的建立帶來了無限的成長環境。中國是亞洲寬帶用戶最多的國家，同時也是家庭寬帶普及率最低的國家，只有3%，還擁有7600多萬窄帶用戶群體，如此豐富的用戶資源也為我國FTTH的發展提供了有力的群眾基礎。

隨著時代的發展、科技的進步，快節奏的生活使得人們對于隨時隨地學習、購物、娛樂、辦公的需求越來越高，組建安全且高效的全光信息網絡已然成為了國家當前重要發展戰略的一步；IPTV產業的產生及發展讓日漸蕭條的固網運營重現活力；通過北京奧運圣會和上海世博會帶來的眾多契機，都使得FTTH的大規模應用具有從未有過的現實需求以及市場機遇。

目前我國仍處于FTTH試運行的階段。廣播運營商為了使數字電視發展的進程得以提速，為了使VOD點播電視發展，必須進行電纜電視網的改造，假如采用了光纖網，則能夠更好地適應將來的市場需求和技術發展。FTTH能夠提供非常豐富的帶寬資源，因此被公認為最為理想的接入方式。FTTH需要的光纖數量將是當前鋪設光纖的三倍左右。

在前幾年，因為FTTH建設成本較高，且沒有足夠的寬帶視頻業務以及缺少寬帶節目等客觀原因，使得FTTH沒有足夠的發展動力和基礎，一直停留在試驗階段。但在近些年，因為光電器件及生產工藝的進步，光纖及光收發模塊的價格被大幅度降低，以及寬帶內容的豐富，都成為了 FTTH實用化進程加速的催化劑。雖然PON技術剛剛應用于中國市場，但其有著非常廣的應用前景，PON與FTTH技術的結合將成為我國寬帶發展的必經之路。

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