[科普中国]-光纤到驻地

简介

光纤通信(FTTx)一直以来都被看做是继DSL宽带接入方式之后最具市场前景的宽带接入方式，与常见的双绞线通信不同，其具有工作频率更高，容量更大(可以根据用户需要升级到10～100Mbps的独享带宽)，衰减更小，不受强电干扰，抗电磁脉冲能力较强，保密性好等特点。

光纤宽带通信(FTTx)包含多种接入形式，如常见的：

FTTP(光纤到驻地，Fiber To The Premise)

FTTB(光纤到大楼，Fiber To The Building)

FTTC(光纤到路边，Fiber To The Curb)

FTTN(光纤到邻里，Fiber To The Neighborhood)

FTTZ(光纤到小区，Fiber To The Zone)

FTTO(光纤到办公室，Fiber To The Office)

FTTH(光纤到户或光纤到家庭，Fiber To The Home)等。

而对于众多的家庭用户来说，FTTH是最佳的选择，该形式可将光纤及光网络单元(ONU)直接连接到家庭，是各种光纤宽带接入中除FTTD(光纤到桌面，FiberToTheDesk)外最贴近用户的光纤接入形式。而随着光纤宽带接入形式上的广义化，需要说明的是，目前的FTTH宽带接入已不单纯指光纤到家庭，已泛指FTTO、FTTD、FTTN等各种光纤到户的接入形式2。

FTTP历程随着美国三大运营商南方贝尔、SBC Communication和Verizon在2003年6月联合发出光纤到驻地（FTTP：Fiber To The Premise）的RFP(Requests For Proposal相当于我国的招标意向书），FTTP一词便频频出现在业界各种媒体上，为业界所关注。光纤到建筑物（FTTB：Fiber To The Building）、光纤到街边（FTTC：Fiber To The Curb）、光纤到办公室（FTTO：Fiber To The Office）、光纤到家庭（FTTH：Fiber To The HOME）等各种FTTx概念人们并不陌生，为什么这次的FTTP引起业界的如此关注？3

FTTP是提供宽带业务的有效经济手段人们越来越意识到带动电信业走出低谷的应是宽带业务，提供宽带业务的关键在宽带接入。电信运营商尤其是北美的电信运营商在经历了泡沫破灭的打击后越来越趋于理智，都把以最小的投入取得最大的业务收入、利润作为主要目标。客观的分析和调查表明：宽带业务需求的确存在而且不断增大。YanKee Group公司在美国的一项调查表明，DSL宽带接入的用户平均每周25h在线（而拨号为7.5h），78%的调查对象宁愿放弃日报也不愿放弃DSL接入，63%的人甚至宁愿放弃每天的咖啡也不放弃DSL接入。这从一个侧面反映出人们对宽带的需要越来越迫切。

骨干网支持宽带业务开展的能力绰绰有余。接入网的用户需求多样性、接入技术多样性、成本极其敏感和投资回收周期长等特点使其在电信泡沫期也没有像骨干网建设那样出现过热现象，开展宽带业务的瓶颈在于宽带接入。大家公认宽带接入技术的主流和方向是光纤接入，FTTH是必然趋势，但在近期的业务需求下光纤接入主要还是为企事业用户和居民用户群（光纤到距居民用户群比较近的路边、楼边、园区等，再通过音质双绞线或五类线等把业务传送到最终用户）服务，因此FTTP（驻地可以是企事业用户驻地也可是居民用户驻地的一定范围）是现阶段和未来近期光纤接入的主要形式。

PON技术是FTTP的支撑美国三大运营商的FTTP招标明确FTTP采用APON技术，日本最大的电信运营商NTT集团也于2003年8月开始了EPON的招标，这些反映出PON技术自20世纪90年代中提出，经过多年发展终于被市场接受成为FTTP的首选技术并开始规模应用。PON技术之所以被认同为FTTx支撑技术的原因在于其应用于宽带接入所具有的其它技术不可替代的优势。

光纤通信系统的基本构成及其功能光纤通信系统是以光波作为载波，以光纤作为传输媒介的通信系统。光纤通信系统由光发射机、光接收机、光中继器、光纤连接器及耦合器的无源器件等5个部分组成2。

光发射机光发射机是实现电/光信号的转换，它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于信号源(视频、音频或数据)的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤去传输。

中继器中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;二是对波形失真的脉冲进行校正。在长途光纤通信电路中，由于光纤本身存在损耗和色散，造成信号幅度衰减和波形失真，因此，每隔一定距离(50～70km)就要设置一个光中继器。

光纤连接器和耦合器等无源器件由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的，一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

光接收机光接收机是实现光/电信号的转换，它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤传输来的光信号，经光检测器转变为电信号(视频、音频或射频)，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到用户接收端去。

PON技术PON技术诞生已经有几十年时间，在我国的大规模商用也有十年光景，包括我国在内的许多国家正在进行PON设备的全网覆盖。从设备的实际使用效果来看，其在设备功能特性、兼容性和稳定性方面已经达到了商用的要求，因此FTTP具备了全面推广的条件。一些厂家的OLT在性能上已经十分的强劲，能够对5000个以上的FTTP用户提供接入支持，还能够支持10Gbit/sPON以及WDM-PON的有效升级，并且在上联的端口上能够实现多个10GE的宽带连接，从而能够满足多个FTTP的大容量的宽带应用需求。现在我国很多省份已经实现了PON网管和运营商之间的管理系统的连接，把有关的PON资源并入到运营商的管理系统中进行统一管理，能够实现自动业务发放、端口激活以及自动工单等功能，在一定程度上实现了用户开通流程的简化以及运营效率的提升。

PON设备的应用在国内业界尚存在一些技术上的争论。比如在GPON和EPON谁更先进的问题上就存在一定分歧。GPON和EPON在技术上都是属于同一层级的，在亚洲IP网的国家使用EPON较早，而欧美ATM网使用GPON较早。如果拿二者进行比较的话，性能上互有优势和劣势。另外GPON和EPON在支持的分光比和宽带的问题上也存在一定的分歧。按目前的技术水平，GPON和EPON都支持1：64的分光比，分光比的限制条件主要在光模块以及传输的距离上，GPON最高能支持1:128的分光比，但是这个分光比在目前光模块的支持下缺乏实用的经济价值。在带宽方面，GPON现在已经能做到2.5Gbit/s，但10G的EPON现也已经推出，并且已具备商用条件，因此以后宽带的提升空间会更加宽广。总的来说，PON在技术发展的支持下正向高速度、大宽带以及多分光比的方向迈进4。

PON技术优势PON应用于FTTP的情况如图所示，这样的应用具有独特优势3。

点对多点的拓扑结构适合汇聚多用户接入网的主要特征是汇聚众多用户的各种业务，随着光纤向用户的靠近，经济有效汇聚众多用户业务尤为重要。传统的点对点方式需要大量光纤，还要在运营商中心机房1局端处的众多光口占用空间。PON的无源点对多点拓扑使得在局端一个光口不仅等效于点对点的10~100个光口，而且节约了光缆和光缆施工的大量费用，是汇聚众多用户经济有效的方法。所以说，PON不只适用于分散用户，更适合于用户密集的应用场合。

便于运行维护在PON中信号从用户端发出经过无源的光缆、光分5合路器到局端设备，中间没有任何的有源设备/器件，可靠性高；各用户的业务信号不必像SDH环网或线网那样经过中间节点的光电、电光转换，光网络单元（ONU）、支路光缆故障及新用户加入等均不影响其它ONU的正常工作。这些带来了PON网络的运行维护便利和成本的大幅下降。

低成本PON的低成本源于设备、线路等的建设成本（CAPEX）和运维成本（OPEX）两方面成本的降低。PON的点对多点、无源特征和光缆较电缆的长寿命、高可靠性使其OPEX大大减少。在CAPEX方面，相对于点对点结构，PON使用的光收发器（占设备成本相当大比例）数量明显减少（约减少一半）、光缆及其施工量的减少使CAPEX大幅下降。这里值得一提的是PON收发器的速率比点对点结构下的收发器要高，而且为突发模式。在PON没有规模应用的情况下，PON收发器价格比点对点情况下用的收发器高，但规模应用后速率、工作模式差别不会产生太大的价格差异，因为业界已多次证明决定价格的主要因素是产量。NTT相关部门做过的分析表明，PON的成本（CAPEX+OPEX）比xDSL要低，而且PON带给用户更高的带宽和服务质量。PON还具有承载突发性强的数据业务效率高（因其动态带宽分配机制）、升级性好（因无源、纯光纤的光分配网）、适于承载广播业务（因无源、点对多点结构）等优势。PON技术在宽带接入上的优势吸引了不少设备制造商投资开发PON产品，运营商非常关注PON的应用，标准化组织也在相关技术标准规范上进行了大量工作。