解析PON技术与FTTH

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　   一、引言
　　虽然ADSL已成为当前的主流宽带接入技术，但如果要提供高清晰度或交互式视频业务，ADSL将无能为力。而光纤接入的带宽潜力是其它接入方式无法媲拟的，在接入网环境中用光纤取代铜缆可带来一系列的好处：消除电信网的瓶颈、降低维护费用、易于实现业务融合和提供新业务、提高信息传输质量和通信可靠性、方便系统未来扩容、节省建设投资等。各大运营商都非常重视光纤接入网的建设，如北京通信早在90年代末期就在北京地区新建了100个用户光缆环，这100多个光缆环覆盖了北京大部分地区，在北京地区基本实现了光纤到大楼或小区（FTTB/FTTC）。虽然光纤到户（FTTH）是宽带接入的根本解决手段，但现阶段大规模实现FTTH还不经济。现阶段主要是实现FTTB/FTTC，可采用的传送技术手段目前以有源光纤接入（包括PDH、ATM、SDH、GE/FE等）为主，但无源光纤接入（PON）开始得到应用。而对于FTTH，PON将是最经济有效的技术手段。
　　二、无源光网络（PON）
　　与有源光接入技术相比，PON由于消除了局端与用户端之间的有源设备，从而使得维护简单、可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源，是未来FTTH的主要解决方案。随着PON成本的逐步降低，不但在FTTB/FTTC场合PON有了一定的应用市场，而且利用PON来实现FTTH在日本等发达国家也取得了很大的进展。目前PON技术主要有APON、EPON 和GPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。
　　APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛（FSAN）标准化的PON技术，FSAN在2001年底又将APON更名为BPON，APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。
　　为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，IEEE 802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps对称速率，将来速率还能升级到10Gbps。EPON产品得到了更大程度的商用，由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。对于Gbit/s速率的EPON系统也常被称为GE-PON。
　　在EFMA提出EPON概念的同时，FSAN又提出了GPON，FSAN与ITU已对其进行了标准化，其技术特色是在二层采用ITU-T定义的GFP（通用成帧规程）对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，能提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有标准的上行速率，并具有强大OAM功能。在高速率和支持多业务方面，GPON有明显优势，但成本目前要高于EPON，产品的成熟性也逊于EPON。
　　三、我国FTTH的发展前景
　　根据相关咨询公司的预测，2005年全球FTTH用户的数量将达到800万，2008年将达到3400万。而根据IDC的数据，全球FTTH光纤接入网的市场将从2003年的5.03亿美元增长到2008年的24亿美元，年均增长37%。
　　我国已开始在局部地区推进FTTH/FTTP的应用，主要有如下模式：一是新兴运营商在管道/光纤资源紧张的区域利用FTTP快速开展业务，如重庆网通、长沙网通等的网吧一条街，长城宽带的PON小区接入等；二是部分驻地网运营商利用FTTP占领接入和用户驻地网市场，然后为基础业务运营商提供公共接入平台；三是政府或设备制造商推动的商用试验，如武汉长飞公寓的FTTH试点实现了158户的“三网合一”，其中110户采用PON方式接入，48户采用点到点的MC方式接入，而且还计划进一步扩大试验规模；四是主体运营商开展的FTTH试验及局部商用，如北京通信开展的EPON测试及FTTH示范小区建设，广州电信的EPON宽带接入试验等。
　　实现全光纤的FTTH是宽带接入的发展方向，然而主要由于经济性原因目前尚不可能全面部署FTTH。FTTH的成功需要取决多方面因素，如设备价格及部署成本必须继续下降，必须有更多的宽带应用驱动用户产生更高的带宽需求，FTTH在与其它宽带接入技术（如ADSL2，VDSL，BWA等）的竞争中必须能显示出更充分的优势，此外电信市场的进一步开放以及政府强有力的政策与经济支持对推动FTTH的发展也至关重要。随着时间的推移，光纤光缆和光元器件成本在稳步下降，各种光电新技术的进步也为FTTH的实现创造了条件；IP TV等各种宽带新业务的需求会进一步刺激FTTH的发展；现有铜缆网运行维护负担的加重也促使运营商更加青睐光纤网；来自新兴运营商等竞争对手的压力有可能迫使传统电信运营商提前实施FTTH以便确保在宽带领域的竞争优势。因此有理由相信，FTTH应该有很广阔的发展前景。
　　由于PON尚处在市场启动和推广阶段，对于FTTC/FTTB，现阶段有源接入依然是光纤接入的主要手段。在商务大楼中，由于业务类型繁多，宜采用能提供多种业务接口的综合光纤接入设备，典型的设备主要是基于SDH的多业务传送平台MSTP、基于以太网或ATM的多业务接入平台等。MSTP由于与传统运营商的SDH网有很好的兼容性而在近年倍受青睐，得到了较广泛的应用。
　　2008年北京奥运会将办成历史上第一届真正意义的宽带奥运会，宽带接入是实现宽带奥运的基础。到2008年奥运会时，光纤将会敷设到所有的奥运场馆，预计届时在北京地区，除了已经实现光纤到大楼/小区，还会实现光纤到部分客户的办公室甚至到部分家庭，SDH（MSTP）、以太网、ATM、PON这些光纤接入技术都可能得到应用，尤其是随着光电器件的发展和价格的不断下降，PON技术的优越性将逐步显现而发挥越来越重要的作用。虽然奥运通信主要还是依赖目前大规模使用的成熟技术和网络，新技术所占市场份额不会太大，2008年奥运通信本身的业务需求对FTTH市场的拉动是有限的，但由于在奥运会期间必然会采用大量的新技术来展示通信发展的最新成就，所以2008年奥运会对FTTH等宽带新技术在我国的应用一定会产生较大的激励效应和示范作用。