竞争与业务驱动下FTTx网络的发展

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接入网作为公众通信网的重要组成部分，在完成核心网向用户端的延伸，实现用户接入，最终满足通信需求的过程中起着重要的作用。随着通信行业的转型和产业价值链的改变，接入网在整个通信网中的地位也越来越突出。光接入是接入网的重要发展方向，其主要应用模式包括光纤到交接箱（FTTCab）、光纤到楼宇/分线盒（FTTB/C）、光纤到公司/办公室（FTTO）以及光纤到家庭用户（FTTH）。现阶段FTTx网络整体的发展不局限于FTTH，应该根据业务及网络的实际情况和需求灵活选择各种应用模式。
　　一、宽带业务对光接入技术的总体需求
　　基于FTTx技术构建的光接入网不但要满足语音通信、窄带数据业务的要求，更要能够为视频通信、宽带业务提供网络平台，实现窄带、宽带、TDM、分组、IP等业务一体化的综合接入，还需要支持基础数据业务、视频与流媒体业务、宽带综合业务、ISP接入业务以及家庭宽带应用的综合接入等一系列现有及潜在的业务或应用，并能实现对业务、设备的远程配置和管理。
　　各种宽带业务的发展对网络整体能力提出了新的要求，这些要求主要体现在以下两个方面。
　　1．能够提供更高带宽及具备良好的带宽管理能力
　　（1）具备高速的业务接入、传送能力，引入新的接入和传送技术，或者能对原网络进行改造以提高网络的接入能力和传送带宽。
　　（2）能进行接入带宽的自由选择与动态管理,可以根据用户的需求给不同的用户分配不同的接入带宽，同时根据不同的业务流量对带宽进行动态分配和控制。
　　2．能够实现对接入、内容、质量及安全等方面的控制
　　（1）可灵活区分、选择和配置的全程质量保证能力。
　　（2）家庭/企业网关远程管理能力：把家庭网络和企业网络也纳入网络管理元素，通过家庭网关和企业网关实现综合业务接入和远程管理。
　　（3）内容分发与管理：通过相对封闭的内容加速网络将内容提供给宽带接入用户的速度。
　　（4）用户接入控制与网络内容控制：通过用户认证授权对接入的用户进行控制，同时实现用户属性管理、用户维护管理、用户投诉管理和用户关系管理。
　　（5）网络安全控制：网络支持全面的安全管理。
　　对接入速率的需求与业务应用相关，根据业务应用的发展趋势，未来几年用户将需要使用IPTV、视频通信、高速上网、网络游戏、VoIP等多种业务，因此典型的用户接入带宽需求在未来几年内会向512k～4Mbit/s、1M～8Mbit/s逐步发展，并最终需要达到数十兆的带宽，而无论是继续采用ADSL，还是采用ADSL2＋技术或VDSL2，都会不断缩减铜缆线路长度。因此，推进光接入技术的应用是提高宽带接入网速率、满足用户较远一段时期内对带宽、服务质量要求和满足接入网运营维护需求的发展方向。
　　二、FTTx网络发展的思路
　　由于国内城市驻地接入网网络状况整体较新，铜线质量较好，用户位置密集，接入距离较短，所以DSL技术仍然具有较好的应用基础。推进光纤向末端铺设以缩短接入网中的铜线用户环路是接入网演进的必然趋势，但在实践中应当结合具体的用户群体特征和网络现状，运营商应采取多种应用模式混合建网。总体来看，光纤和铜线在接入网中还将长期共存。
　　1.FTTx的建设应当考虑业务应用的商业模式，而不是以单纯地增大带宽为目的。对于普通用户的宽带接入，当前可以主要基于FTTCab、FTTB/C模式推进光接入网建设，在用户环路依然采取DSL、以太网技术或无线技术实现最后一公里的接入；而对于高档住宅小区及高端商务客户，则可以积极部署FTTH或FTTO。
　　2.FTTx建设应当考虑支撑全业务运营的需求，具备数据业务、视频业务、语音业务的综合承载能力，能实现端到端QoS管理，支持宽带管理和控制。
　　3.由于在FTTB/C建设中接入设备下移使得局外节点数量巨大，部署形态趋于分散，所以对光接入解决方案应遵循相应的维护要求，首先可以考虑采用设备层统一管理的方式实现局外单一网元的管理。另一方面，运营商也应当通过适时引入点到多点光接入技术，缓和对主干光缆纤芯数量的压力以切实节省组网成本。
　　４．虽然EPON和GPON等点到多点光接入技术是发展方向，但点到点光接入、光以太网等短期仍然是FTTO、FTTB/C以及FTTCab这三种应用模式所依托的主要技术手段，并且已经得到了较大规模的应用。同时，已经在城域传送网中规模应用的MSTP技术也为部分高端用户提供了综合业务接入。因此在未来很长一段时间内，FTTx网络的发展都将会依托于多样性的技术手段来实现。
　　三、FTTx典型应用分析
　　1．FTTx典型组网模型
　　在FTTCab应用模式下，每个ONU都需要有较大的上下行带宽并接入较大数量的用户，此时网络可靠性要求比较高，必要时应该提供适当的保护措施，如图1所示。此种模式下在OLT节点到ONU节点之间可优先考虑MSTP环网、点到点光纤直连方式，根据业务种类及业务量情况、光缆资源状况也可以考虑采用PON或者其它技术。交接箱到用户侧之间的铜缆部分则可以选择采用ADSL、ADSL2+或VDSL2技术。特别地，从技术发展角度看，ONU点到用户也可以采用无线方式，以便快速开通业务，取得竞争优势。


典型FTTCab组网模式
　　在FTTB/C应用模式下，ONU直接放到小区或楼道内，一栋楼内部署一个或多个ONU，但每个ONU都将被多个用户所共享。FTTB/C的光纤化程度比FTTCab更进一步，适合带宽要求较高，或者用户局部密集的地区。这种模式下每个ONU接入的用户数量不多，但ONU数量较大，我们要重点考虑OLT节点与ONU节点间的光纤资源使用效率，推荐使用PON技术，同时根据成本和业务需要，也可以选择光纤直连、点对点光以太网、MSTP或者其它技术。ONU至用户的金属线部分，根据业务需要我们可以选择采用ADSL/ADSL2+、VDSL2、以太网或无线方式。由于以太网交换机的业务管理能力有限，建议优先选择PON，采用多端口ONU直接连到户如图2所示。


典型FTTB/C组网模式
　　典型FTTB/C组网模式
　　对高端商务客户，运营商应该积极提供光纤接入实现FTTO。根据客户对网络安全和保密性的要求以及是否同时有数据业务需求，运营商优先选择Mini-MSTP或光纤直连SDH/PDH光端机方式完成接入。运营商未来可考虑采用GPON技术，对有多业务需求，但不要求独占光纤资源、对成本比较敏感的小型商务客户提供FTTO服务。针对网吧接入、视频监控等纯数据业务，运营商可结合当地光缆铺设情况优先选择EPON技术提供业务。
　　在部署FTTH的场合，树形拓扑结构是最为经济的光纤物理拓扑。从OLT节点到ONU节点之间的光纤传输技术，根据业务需要优先选择采用xPON技术，也可以采用点对点光以太网等其他技术。考虑到政策、市场和成本等因素，我国FTTH短期内还难以实现大规模的商用，现阶段FTTH主要是部署在新建高档社区、新建小城镇、校园等场合，或需要替代老旧铜缆的地区。
　　2．现阶段典型应用分析
　　FTTx网络的发展离不开业务和网络资源的影响，要考虑在有限的线缆资源下经济地满足业务对带宽容量和传输距离的需求。下面我们以当前典型的小区驻地网接入和城市视频监控为例，对现阶段FTTx典型的应用场景进行分析。
　　公众用户的业务需求更多地集中在Internet浏览和下载、视频点播类节目以及音视频通信，在部分地区还可以选择IPTV组播类节目。对未来3年公众用户使用业务的下行带宽需求进行预估，可以假设Internet浏览和下载内容为1Mbit/s数据，视频点播节目为2Mbit/s数据，IPTV组播节目为3Mbit/s数据，音视频通信为0.5Mbit/s数据，而同期各类业务的上行带宽需求预期在1Mbit/s以内。进一步假设每个用户家中仅限于1台电视及1台电脑终端，那么单住户使用下行带宽为3～5Mbit/s，因此在这一业务模式下，FTTB/C+ADSL2+、FTTB/C+LAN或直接接入高端口密度的PONONU将是比较经济且可行的技术方案。特别地，后两种实现方案均可以在不具备双绞线资源的情况下采用，而使用PON将能够节省至少一半的主干光缆资源，同时减轻对上层业务汇聚网元的端口压力。
　　如果说在公众用户接入方面FTTx起到了方案补充和优化的作用，那么在城市视频监控方面光纤接入则充分体现了它的实用价值。为了实现建设和谐社会、安全城市的目标，城市监控、交通监控等一系列组网需求大量出现，要求网络能够为每个摄像头提供数百k至2Mbit/s的上行带宽，最大20～30公里的覆盖范围。在此种应用场景中，使用传统的SHDSL技术或其它基于铜缆的接入技术将会受制于其本身的有效传输距离，因此光纤成了重要的组网介质。如果采用光端机，点到点的光以太网，星形的组网结构以及双纤收发的机制将会大量消耗城域光缆纤芯资源，因此可以预见，采用基于点到多点树形结构的xPON将会成为视频监控应用场景的重要支撑技术。
　　四、竞争对FTTx网络发展的促进
　　近日，信息产业部和建设部共同发布了《关于进一步规范住宅小区及商住楼通信管线及通信设施建设的通知》，其中规定了住宅小区及商住楼应同步建设建筑规划用地红线内的通信管道和楼内通信暗管、暗线，建设并预留用于安装通信线路配线设备的集中配线交接间，所需投资一并纳入相应住宅小区或商住楼的建设项目概算，并作为项目配套设施统一移交。房地产开发企业、项目管理者不得就接入和使用住宅小区和商住楼内的通信管线等通信设施与电信运营企业签订垄断性协议，不得以任何方式限制其他电信运营企业的接入和使用，不得限制用户自由选择电信业务的权利。
　　从此项通知中我们可以看出，由于驻地通信设施已经纳入到建设预算中，住户购入新房的同时就购入了驻地通信管线设施的所有权，并同时拥有了选择电信业务的权力，这在某种程度上将有可能促进电信接入市场的竞争。
　　目前，我国电信市场竞争日趋激烈，中国电信与中国网通都在积极深入对方的传统领地抢夺高端客户，移动运营商也在积极与传统固网运营商争夺企业信息化大市场，在市场竞争过程中缺乏传统铜缆接入资源的运营商可以利用光接入这一有力武器向客户提供差异化服务，赢得市场的青睐。尤其是在经济发达、高端商务客户资源密集的区域，运营商还可以率先实施光缆水平布线的策略，与现有综合布线叠加使用，抢占“路权”优势，为日后开展宽带业务奠定基础。这也将成为FTTx网络以及相关技术发展的重要驱动力量。