光纤通信论文+光纤接入技术

光纤通信论文+光纤接入技术PAGEPAGE9FTTH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，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，Fiberintheloop)，对于住宅或者建筑物来讲，用光纤连接用户，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π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。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。

3.3GPON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1Gbit/s的PON网络。这项工作被称为GigabitPON（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&P功能和良好的扩展性。大多数先进国家运营商的代表，提出一整套“吉比特业务需求”（GSR）文档，作为提交ITUT的标准之一；反过来又成为提议和开发GPON解决方案的基础。这说明GPON是一种按照消费者的准确需求设计、由运营商驱动的解决方案，是值得产品用户信赖的。在GSR文档中所列举的要求主要有以下几点：

(1)支持全方位服务—包括话音（TDM、PDH和SONET/SDH）、Ethernet（10/100BaseT）、ATM、专线等等。

(2)物理覆盖至少20km，协定内逻辑支持范围60km。

(3)支持同一种协定下的多种速率模式，包括同步622Mbit/s、同步1.25Gbit/s、以及不同步的下行2.5Gbit/s、上行1.25Gbit/s及更多（将来可达到同步2.5Gbit/s）。

(4)针对点对点的服务管理需提供OAM&P（Operation、Administration、Provisioning）的能力。

(5)针对PON下行流量是以广播传送之特点，提供协定层的安全保护机制。

采用通用组帧程序（GFP）将各种业务流（包括TDM和分组）封装在长度为125ns的帧中；高效无开销地传输原始TDM业务流。由于GFP提供了一种简单、有效的在同步传输网上传输不同业务的方法，是一个理想的GPONTC层的协议。此外，GFP采用标准的SONET8kHz（125ns）帧，能很好地支持TDM业务。长期以来，困扰FTTH大规模推广的主要问题之一，就是FTTH的费用。从目前的情况来看，FTTH的建设成本已降到100$/户以下。日本的NTT公司对FTTH使用100Mbit/s以太网接口的用户，所收取的月租费是11000日元，而日本东京电力公司的FTTH用户每月只须交9800日元，这种资费对于日本的家庭来说是相当便宜的了。据调查，我国大部分家庭的承受能力在80～100元之间。因此FTTH的推广开始受到许多国家的政府和许多运营公司的重视，将逐步形成建设的高潮。

光纤接入网在面世20年以后，终于迈开大步向前发展。国外咨询机构IDC的最新预测表明，全球光纤接入用户数将从2002年的16．8万增长到2007年的2亿，将占到宽带用户的9.9％。光纤接入这个梦想正在一步步走向现实。但奇怪的是，在FTTH发达的日本等国，PON在光接入网中所占的比例并不大，倒是点对点的光纤接入成为主流。这是我们在关注GPON的发展时必须进一步思考的问题。

参考文献[1]ITUTRec.G.983.11998,BroadbandopticalaccesssystemsbasedonPassiveOpticalNetworks(PON)[S].

[2]ITUTSG15COM1592G.984.12003,GeneralcharacteristicsforGigabitcapablePassiveOpticalNetworks(GPON)[S].[3]

董孝义，王延尧.

新一代光纤通信与同步网原理与发展[M].天津：天津科学技术出版社.FTTH的发展发达国家对FTTH的看法不完全相同：美国AT&T认为FTTH市场较小，在OFC2003宣称：FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极，要在10-12年内采用FTTH改造网络。但FTTH是信息社会的需求，困扰FTTH大规模推广的主要问题之一，就是FTTH的费用。从目前的情况来看，FTTH的建设成本已降到100Ã/户以下。日本的NTT公司对FTTH使用100Mbit/s以太网接口的用户，所收取的月租费是11000日元,而日本东京电力公司的FTTH用户每月只须交9800日元，这种资费对于日本的家庭来说是相当便宜的了。据调查，我国大部分家庭的承受能力在80~100元之间。因此FTTH的推广开始受到许多国家的政府和许多运营公司的重视，将逐步形成建设的高潮。中国城市每年的旧城改造和新建房屋达到了20多亿平方米，至少可以容纳2000万户新居或数百万个企业，为宽网建设提供了几乎海量的物理条件。中国拥有亚洲最多的宽带用户及最低的家庭宽带普及率（3%），以及6500多万窄带用户群，为FTTH的快速发展提供了丰富的人口资源。人们随时随地办公、学习、生活、购物、娱乐的需求是必然趋势，建设安全的全光信息网络已经可以提升为国家战略；IPTV产业的兴起给一味萧条的固网运营注入了一针强心剂；借助北京奥运圣火与上海世博会的东风等等，都给FTTH的规模商用带来了前所未有的市场机遇和现实需求。2007-2008年在中国FTTH已开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD，有比较强的经济力量，现在已经采用光纤到住地FTTP来建设。总的来说，目前中国的FTTH处于试点阶段。广播商为加快发展数字电视的进程，发展VOD点播电视，需要对电缆电视网双向改造，如果采用光纤网，可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2-3倍。过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低，加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。.1FTTHFTTH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。现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务有一定优势。与FTTH相比价格便宜利用原有铜线网使工程建设简单，对于目前1Mbps-500kbps影视节目的传输可满足需求。对于不久的将来要发展的宽带业务，如：网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏，远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视，上下行传输不对称的业务，ADSL就难以满足。尤其是HDTV，目前其传输速率需19.2Mbps。通常认为对QoS有所保证的ADSL的最高传输速率是2Mbps，难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时，非FTTH不可。光纤接入网的正式名称是光纤用户环路（FITL,Fiberintheloop），各种光纤接入技术都可能用作FTTH的解决方案。根据技术体制,则可分为PDH光接入技术、SDH光接入技术、ATM光接入技术和以太网光接入技术等。对于住宅或者建筑物来讲，用光纤连接用户，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。有源光网络技术和产品有初期的SLIC（SubscriberLineInterfaceCircuit）和后来的DLC（DigitalLoopCarrier）、IDLC（IntegratedDigitalLoopCarrier）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。近来无线接入技术发展迅速。可用作WLAN