1、.FTTH的最新进展与趋势摘要：光纤到家庭(FTTH)一直是光纤接入不断追求和探索的技术方向，随 着国家政策的扶持、运营商竞争的需要、对收入的追求，以及设备本身价格的下降，FTTH 出现可迅速发展的势头.文章综述了 FTTH 所走过的历程和最新进展，分析了 FTTH 发展的主要解决方案，并对 FTTH 的发展趋势提出了自己的观点.关键词：光纤通信；光纤到家庭；宽带接入；光接入网光纤到家庭(FTTH)是 20 年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技术、需求等方面的障碍，至今还没有得到大规模推广与发展。然而，这种局面最近有了很大的改观，由于政策上的扶持和技术本身的发展，在沉寂多年后
2、，FTTH 网再次成为热点，步入快速发展期。新技术、新设备、新的网络建设计划不断推出，引起了业界的关注。很多有识之士把 FTTH 网(特别是光纤到家、光纤到驻地)视为光通信市场复苏的重要转折点。预计今后几年，FTTH网还将会有更大的发展。 1 .FTTH 的发展历程与最新进展 FTTH 是光纤接入网发展的一种最终形式，光纤接入网(统称 FTTx)以光网络单元(ONU)的位置所在，分为 FTTH、光纤到大楼(FTTB)、光纤到驻地(FTTP)和光纤到路边(FTTC)等几种情况。光纤接入网的正式名称是光纤用户环路(FITL，Fiber in the loop)，对于住宅或者建筑物来讲，用光纤连接用
3、户，主要有两种方式：一种是用光纤直接连接每个家庭或大楼；另一种是采用无源光网络(PON)技术，用分光器把光信号进行分支，一根光纤为多个用户提供服务。 日本是世界上对 FTTH 最热衷的国家，在 FTTH 上一直非常领先，他们于 20世纪 90 年代初曾经发布过覆盖全国的宏伟的宽带综合业务数字网(B-ISDN)计划，其中接入网主要采用 FTTH.NTT 曾经设想通过著名的 系统将广大用户接入，并期望在 2000 年实现光纤到家。但是，由于技术与经济的原因,日本的 B-ISDN.计划在 20 世纪 90 年代中期推迟并被随后的 E-Japan 等计划所代替。尽管如此，日本在光接入网上的领先程度一直
4、没有变化。 日本是全球 FTTH 发展最好的国家，截至 2003 年 6 月 30 日，用户为 45.8万，并且有加速发展的趋势。表 1 是日本总务省对包括 FTTH 及各种宽带接入网的统计数据，按照发展趋势，到 2005 年以后，光纤接入将超过数字用户线(DSL)。表 1 日本总务省的宽带网统计2 .光纤接入网基本概念和模型 光纤在接入网中也占有传输媒介的主导位置，特别是当带宽成为业务瓶颈的时候。 光纤接入是指局端与用户之间以光纤作为传输媒体。在光接入网（OAN）中若光配线网（ODN）全部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是 PON。根据技术体制，则可分为 PDH 光接入技
5、术、SDH 光接入技术、ATM 光接入技术和以太网光接入技术等。图 1 是 OAN 的参考配置。光线路终端(OLT)为 ODN 提供网络接口并连至一个或多个 ODN.ODN 为 OLT 和光网络单元(ONU)提供传输手段。ONU 为 OAN 提供用户侧接口并和 ODN 相连。 .图 1 光接网(OAN)的参考配置3 .FTTH 的解决方案与发展趋势 各种光纤接入技术都可能用作 FTTH 的解决方案，表 2 是目前几个国家FTTH 的应用情况比较。光纤接入技术包括有源光网络和无源光网络。有源光网络技术和产品有初期的 SLIC（Subscriber Line Interface Circuit）和
6、后来的 DLC（Digital Loop Carrier）、IDLC（Integrated Digital Loop Carrier）等，国际电信联盟提出的基于 PDH 的灵活复用和基于 SDH 的灵活复用也属于有源光接入技术。现在也有把波分复用(WDM)技术用于光接入网的。实际上，包括目前应用较广泛的点到点(PTP）的 MC，都属于有源光纤接入。 表 2 几个国家 FTTH 的情况比较PON 技术始于 20 世纪 80 年代初，目前市场上的 PON 产品按照其采用的技术，主要分为 APON/BPON(ATMPON/宽带 PON)、EPON(以太网 PON)和 GPON(千兆比特 PON)，其
7、中，GPON 是最新标准化和产品化的技术。 以下为 PON 技术的发展历程： . 1983 年,BT 实验室首先发明了 PON； 1999 年,ITU 批准 APONBPONFSAN 标准 G.983x； 2001 年,IEEE802.3 工作组成立第一英里以太网(EFM)研究小组，致力于制定 EPON 接入技术。 2003 年,ITU 批准 GPONFSAN 标准 G.984,美国出台宽带网新政策，鼓励运营商建设光纤接入网。 下面对其中的几种 FTTH 的解决方案分别进行介绍。 3.1 点到点的 FTTH 解决方案 采用点到点的结构，从中心局到每个用户都用一根光纤。图 2 是最新建议草案 G
8、.ptp 100 Mbit/s 基于以太网的点到点的系统配置。对于具有 N 个终端用户的距离为 M km 的无保护 FTTH 系统，如果采用点到点的方案，需要 2 N 个光收发器和 NM km 的光纤。但如果采用点到多点的方案，则需 N+1 个光收发器、一个或多个（视 N 的大小）光分路器、和大约 M km 的光纤，在这一点上,点到多点有着明显的成本优势。采用点到多点的方案，大大地降低了光收发器的数量和光纤用量，并降低了中心局所需的机架空间。图 2 G.ptp 系统配置当然，点到点系统避免了复杂的上行同步技术和终端自动识别技术。另外上行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩展。但这些
9、优点远不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。 3.2 EPON 的 FTTH 解决方案 APON 是在 1995 年提出的，当时，ATM 被期望为在局域网(LAN)、城域网(MAN)和主干网占据主要地位。然而从那以后，以太网技术发展超过了 ATM。现.在以太网已经发展成为了一个广为接受的标准，现在全球有超过 400 万个以太端口，95的 LAN 都是使用以太网技术。以太网技术发展很快，传输速率从 10 Mbit/s/100 Mbit/s、到 1 000Mbit/s、10 Gbit/s 甚至 40Gbit/s，呈数量级提高；应用环境也从 LAN 向 MAN、核心网发展。 EPON 是由 IEEE
10、 802.3 工作组在 2000 年 11 月成立的 EFM（Ethernet in the First Mile）研究小组提出的。EPON 是几个最佳的技术和网络结构的结合。EPON 以以太网为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式，下行速率目前可达到 10 Gbit/s，上行以突发的以太网包方式发送数据流。另外，EPON 也提供一定的运行维护和管理(OAM)功能。 和传统的以太网相比，EPON 主要增加了两部分功能：位于媒体接入控制(MAC)层之下的仿真子层和被作为 MAC 层一部分的多点控制协议（MPCP）。仿真子层使得下面的点到多点网络在协议上层看来象是多个点到点链路，这一点是通过在
11、每一个分组的开始加上逻辑链路标识（LLID）以取代 2 个字节的前导来实现的。 EPON 技术和现有的设备具有很好的兼容性。而且 EPON 还可以轻松实现带宽到 10 Gbit/s 的平滑升级。新发展的服务质量（QoS）技术使以太网对语音、数据和图像业务的支持成为可能。这些技术包括全双工支持、优先级（p802.lp）和虚拟局域网（VLAN）。但目前以太网支持多业务的标准还没有形成，它对非数据业务，尤其是 TDM 业务还不能很好地支持。另外，和 GPON 相比它的传输效率较低。 实现 EPON 也需要突破一些技术难点，例如： 因为 PON 是一种点到多点的物理和逻辑拓扑结构，而传统的以太网是点到
12、点的协议，如何在点到多点的 EPON 中传送点到点的以太网协议，是以太网应解决的技术问题，通过对 MAC 的改造可以实现。 必须解决点到多点的光系统中突发模式传送的问题。 . PON 中不同 ONU 与 OLT 的距离相差较大，如何解决到达 OLT 光信号强度的巨大偏差问题。如何解决非授权 ONU 的累积噪声对授权 ONU 发出的光信号的干扰问题。 EPON 中带宽共享和动态带宽分配的处理。 如何解决窄带话音和宽带业务在 EPON 中的兼容等。 3.3 GPON 的 FTTH 解决方案 2001 年，FSAN 组启动了另外一项标准工作，旨在规范工作速率高于 1 Gbit/s 的 PON 网络。
13、这项工作被称为 Gigabit PON （GPON）。GPON 除了支持更高的速率之外，还要以很高的效率支持多种业务，提供丰富的 OAM另一种是采用无源光网络( PON) 技术，用分光器把光信号进行分支，一根光纤为多个用户提供服务。有源光网络技术和产品有初期的SLIC （SubscriberLine Interface Circuit）和后来的DLC（Digital LoopCarrier）、IDLC （Integrated Digital Loop Carrier）等,国际电信联盟提出的基于PDH的灵活复用和基于SDH 的灵活复用也属于有源光接入技术。现在也有把波分复用（WDM ）技术用于光
14、接入网的。实际上，包括目前应用较广泛的点到点（PTP ）的MC ，都属于有源光纤接入。近来无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议，传输带宽可达54Mbps，复盖范围达100米以上，目前已可商用。采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，形成光纤到家庭+无线接入（FTTH +无线接入）的家庭网络。因PON无上行信号，不需要测距的电子模块，成本大大降低，维护简单。如果，所属PON的用户群体，被无线城域网 WiMAX（IEEE802.16）复盖而可利用，那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势， 但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑，与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。
