光纖到戶英文簡稱(FTTH),是 Fiber To The Home 的縮寫,從廣義上說是指一根光纖直接到家庭。FTTH 是指將光網(wǎng)絡(luò)單元安裝在企業(yè)用戶或住家用戶處,在光接入系列中除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(diǎn)是不但提供更大的帶寬,而且增強(qiáng)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(hù)和安裝。
FTTH屬于接入網(wǎng)部分。接入網(wǎng)就是市話局或遠(yuǎn)端模塊到用戶之間的部分,主要完成復(fù)用和傳輸功能,一般不含交換功能。在歷史上,這部分又稱為本地環(huán)路或用戶環(huán)路。按照ITU-T的定義,F(xiàn)TTH就是光纖到達(dá)住戶的門口,在端局和住戶之間沒有銅線,美國的FCC對FTTH中的“H”定義了新的含義,“H”既包括狹義上的家庭,也包括小型商業(yè)機(jī)構(gòu)。綜合以上兩種定義,F(xiàn)TTH定義:FTTH是以光纖為傳輸媒介,為家庭、小型商業(yè)機(jī)構(gòu)等終端用戶提供接入到電信端局的服務(wù),并具有信息復(fù)用/解復(fù)用功能。
光纖到戶的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為兩種主要結(jié)構(gòu):光纖分布式結(jié)構(gòu) HOME RUN FIBER 和 星形結(jié)構(gòu) STAR Architectures,而星形結(jié)構(gòu)有可以根據(jù)其分光節(jié)點(diǎn)是否為有源設(shè)備可分為有 源星形和無源星形; 單從成本和技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易程度來考慮, 目前為運(yùn)營商所關(guān)注和采用的主 要為無源星形結(jié)構(gòu),即 PON 結(jié)構(gòu)。
盡管普通的 PON 結(jié)構(gòu)定義為星形結(jié)構(gòu) (如在 ITU-T rec. G.983 and G.984 series or the IEEE 802.3ah 標(biāo)準(zhǔn)中所定義),但 PON 結(jié)構(gòu)允許執(zhí)行不同網(wǎng)絡(luò)接入方案 ,如下圖所示,無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)普通的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包含一下四個(gè)關(guān)鍵場所和三部分光纜:
中心轉(zhuǎn)換點(diǎn):通常為中心局、由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器或遠(yuǎn)程終端,它位于城域網(wǎng)環(huán)上或通過其 它方式鏈接到“中心“的鏈路上,它可以服務(wù)數(shù)千用戶為其提供接入服務(wù)
干線光纜:起源于中心轉(zhuǎn)換點(diǎn),連接到本地接入點(diǎn),鏈路通常使用帶狀光纜。
本地集中點(diǎn):位于住宅區(qū)或商業(yè)區(qū)入口處,服務(wù)很多用戶,通常為一個(gè)包含無源設(shè)備 的機(jī)柜,本地集中點(diǎn)可以被設(shè)計(jì)最少服務(wù) 192 個(gè)客戶,在高密度住宅區(qū),最多可以服務(wù) 576 位客戶,其主要決定因素有:可利用空間,用戶密度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性。
FTTH 具有顯著的優(yōu)越性,除了能夠增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)格式、波長和速率透明性外,對環(huán)境和供電的 要求不是太高;又能提供更大的帶寬。FTTH 與光纖接入有著十分緊密的聯(lián)系。光纖接入指用戶與局端之間 完全以光纖作為傳輸媒體。由于光纖傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)發(fā)展速度較快,目前大多數(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)用。 FTTH 存在著很大的優(yōu)越性,主要表現(xiàn)為:
1. 它是無源網(wǎng)絡(luò),從局端到用戶,中間基本上可以做到無源;
2. 帶寬比較寬,距離較長,這對于運(yùn)營商是很有利的,可以大規(guī)模運(yùn)用;
3. 由于是在光纖上承載的業(yè)務(wù),很少會出 現(xiàn)問題;
4. 帶寬比較寬使得它本身支持的協(xié)議靈活度較好;
5. 隨著技術(shù)的發(fā)展,它的功能將會越來越完善。
它最吸引人地方在于它具有極大的帶寬,能夠有效地解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“一公里”瓶 頸現(xiàn)象問題。 如果把光纖直接接至用戶家,其帶寬、 波長和傳輸技術(shù)種類是不受限制的,這樣對于一些新業(yè)務(wù) 的引入是很有利的。光纖到戶不僅是最理想業(yè)務(wù)的透明網(wǎng)絡(luò),也是發(fā)展接入網(wǎng)的最終方式。
寬帶光纖接入技術(shù)指的是利用光纖作為傳輸 媒質(zhì)提供寬帶接入的技術(shù),主要包括點(diǎn)到點(diǎn)有源光以太網(wǎng)接入技術(shù)和點(diǎn)到多點(diǎn)的寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
�。�1)點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)接入技術(shù)及進(jìn)展
點(diǎn)到點(diǎn)光以太網(wǎng)接入技術(shù)的早期主要通過“媒質(zhì)轉(zhuǎn)換器(MC)+傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換 機(jī)”方式實(shí)現(xiàn),用于FTTH小區(qū)接入和部分企業(yè)客戶專線接入。為了改善傳統(tǒng)MC方式的點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理 能力弱的問題,國際標(biāo)準(zhǔn)組織IEEE、ITU -T分別推出了點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其中,IEEE推出的802.3ah標(biāo)準(zhǔn)由于較為完善、適用范圍廣、OAM能力和可擴(kuò)展性較強(qiáng),正成為點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)的主流標(biāo)準(zhǔn)。但目前符合802.3ah標(biāo)準(zhǔn)的P2P設(shè)備尚不成熟,還處于研發(fā)階段,能提供測試的設(shè)備廠商也較少。特別是由于業(yè)界對寬帶PON技術(shù)的高度關(guān)注,主流設(shè)備廠商都不愿意在點(diǎn)到點(diǎn)光以太網(wǎng)接入上進(jìn)行過多投入,這將在很大程度上限制標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)接入技術(shù)的商用進(jìn)程。
�。�2)寬帶PON技術(shù)及進(jìn)展
目前受業(yè)界廣泛關(guān)注和認(rèn)可的EPON 和GPON (吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)已取得較大進(jìn)展。EPON技術(shù)已較成熟,從芯片到設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈較為健全,國內(nèi)外有較多的廠商提供EPON設(shè)備,成本不斷下降,在國外有超過百萬線的規(guī)模應(yīng)用,是目前寬帶光纖接入及FTTH的主要實(shí)現(xiàn)方式之一。在我國,EPON技術(shù)已在芯片和設(shè)備方面經(jīng)過了互通測試,預(yù)計(jì)2007年將有一定規(guī)模的商用。
基于G.984標(biāo)準(zhǔn)的GPON技術(shù)近一年取得了較大發(fā)展,有較多的廠家提供了GPON試商用和測試設(shè)備。從我國國內(nèi)組織的相關(guān)GPON系統(tǒng)測試情況來看,GPON技術(shù)和設(shè)備在總體上還不夠成熟,在基本功能與性能、業(yè)務(wù)承載能力、網(wǎng)絡(luò)管理能力、互通性、穩(wěn)定性和可靠性等方面還有待完善,尚不具備規(guī)模商用的能力。存在的主要問題有:
●GPON產(chǎn)業(yè)鏈不健全,目前市場上尚沒有完整的商用芯片解決方案 ;
●GPON的上行吞吐量與EPON系統(tǒng)比,沒有什么優(yōu)勢,接近或略大于1Gbit/s;
●GPON系統(tǒng)支持TDM(時(shí)分復(fù)用)業(yè)務(wù)的上下行傳輸時(shí)延與EPON系統(tǒng)比沒有明顯優(yōu)勢,且不具備通過E1業(yè)務(wù)通道傳遞2Mbit/s時(shí)鐘信號的能力;
●網(wǎng)管功能和ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)遠(yuǎn)程管理功能--OMCI(ONU管理和控制接口)有待進(jìn)一步完善,各廠商開發(fā)的GPON網(wǎng)管系統(tǒng)功能不完善,對于G.984.4中定義的OMCI功能,多數(shù)廠商沒有完全實(shí)現(xiàn),ONU遠(yuǎn)程管理的能力仍然較弱,有待進(jìn)一步加強(qiáng);
●設(shè)備尚不具備互通能力。
�。�3)FTTH試驗(yàn)情況
為探索寬帶光纖接入網(wǎng) 及FTTH應(yīng)用的可行性和業(yè)務(wù)模式,我國的部分電信運(yùn)營商從2005年開始啟動了有關(guān)FTTH的現(xiàn)場試驗(yàn),在部分省市利用EPON技術(shù)試驗(yàn)了FTTH、FTTO、FTTB等多種組網(wǎng)方式的經(jīng)濟(jì)性及其承載高速上網(wǎng)、VoIP、IPTV等Triple-Play(三重播放 )和TDM業(yè)務(wù)的能力。試驗(yàn)情況表明:
●FTTH目前成本較高,尚不具備大規(guī)模商用的經(jīng)濟(jì)條件;EPON+LAN /DSL 方式建設(shè)成本較低,接近ADSL 和現(xiàn)有的FTTB+LAN建設(shè)成本。
●基于EPON的FTTH網(wǎng)絡(luò),可滿足包括高速上網(wǎng)、VoIP、IPTV等Triple-Play業(yè)務(wù)的需求。EPON系統(tǒng)承載E1業(yè)務(wù)的時(shí)延、抖動、誤碼率等指標(biāo)能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,利用PWE3技術(shù)在EPON上傳輸E1業(yè)務(wù)是可行的。
�。�4)點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)接入與寬帶PON技術(shù)比較
與點(diǎn)到多點(diǎn)的寬帶PON系統(tǒng)相比,點(diǎn)到點(diǎn)光以太網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單,避免了復(fù)雜的上行同步技術(shù)和終端自動識別技術(shù),用戶可以獨(dú)享100/1000Mbit/s的對稱接入帶寬,數(shù)據(jù)安全性高、傳輸距離長、組網(wǎng)靈活,成本隨用戶數(shù)的實(shí)際增長而線性增加,在用戶分散地區(qū)成本較低、投資風(fēng)險(xiǎn)小。其不足之處在于為光纖設(shè)施專用,對光纖資源消耗量大,建設(shè)成本高,OAM&P能力弱,可擴(kuò)展性差,存在供電、維護(hù)、QoS 等問題。目前由于業(yè)界關(guān)注度不夠,其技術(shù)成熟度也是一個(gè)較大的問題。
與點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)接入技術(shù)相比,采用無源光分支器的EPON和GPON技術(shù),標(biāo)準(zhǔn)化程度高,業(yè)務(wù)透明性好,可以節(jié)省OLT(光線路終端)光接口和光纖,系統(tǒng)擴(kuò)展性好,便于維護(hù)管理,是光纖接入的主要實(shí)現(xiàn)方式。從技術(shù)發(fā)展走勢看,EPON和GPON技術(shù)也會發(fā)展于點(diǎn)對點(diǎn)光以太網(wǎng)接入技術(shù)。寬帶PON技術(shù)的不足之處在于,與點(diǎn)對點(diǎn)系統(tǒng)相比,其用戶帶寬共享、用戶數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)物理層的隔離,用戶的獨(dú)立性和安全性稍差一些。
現(xiàn)在看來,F(xiàn)TTH發(fā)展中下面的兩個(gè)問題更緊迫。
,ODN布放。原先電信建設(shè)過程中從機(jī)房建銅線到家庭的技術(shù) 非常成熟,如果全部換成光纖 面臨很多問題。首先,鑒于以前建網(wǎng)的經(jīng)驗(yàn)和EPON 、GPON 技術(shù)的特點(diǎn),OLT的位置未來需要好好探討一下;其次,考慮到成本和線路檢測兩方面的因素,要考慮如何設(shè)置光分路器、容量比較合理;,如何解決室內(nèi)光纜 布設(shè)問題。
第二,終端認(rèn)證和定位問題。這是一個(gè)比較細(xì)節(jié)的問題,為了使運(yùn)營商能夠判斷用戶將寬帶接在哪個(gè)端口,需要增加一個(gè)設(shè)備認(rèn)證以及OSS系統(tǒng)與網(wǎng)管之間的接口,否則,運(yùn)營商將不能確定用戶的物理定位,那么新業(yè)務(wù)生成時(shí)就會出現(xiàn)問題。終端認(rèn)證和定位涉及到應(yīng)用場景,用戶開通必須通過認(rèn)證,終端認(rèn)證是支撐PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的重要環(huán)節(jié)。
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