四川電信FTTH技術(shù)及建設(shè)思路探討

FTTH技術(shù)及建設(shè)思路探討 中國電信四川分公司 2009年 11月 匯報提綱 光纖接入，機遇大于挑戰(zhàn) FTTH技術(shù)原理介紹 FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路探討 寬帶用戶迅速發(fā)展，帶寬需求持續(xù)升級 現(xiàn)有的寬帶技術(shù)很難滿足未來幾年的帶寬需求，光纖接入勢在必行！ 典型的 FTTH與銅線接入的業(yè)務(wù)開展能力對比 FTTH可支持目前可見的所有業(yè)務(wù)，性能良好； ADSL對業(yè)務(wù)的支持能力相對有限。 FTTH成本迅速下降 業(yè)界對 FTTH發(fā)展的預(yù)期 國際國內(nèi)的 FTTH發(fā)展迅速 北美 FCC對 FTTH免除 unbundling義務(wù) 受新競爭對手提供話音業(yè)務(wù)的競爭威脅 地方市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 2004年開始 FTTH建設(shè)，主要提供新建用戶區(qū) 已覆蓋 1M家庭，在線用戶 20萬 主要采用 BPON， EPON和 GPON逐漸被看好 日本 政府推動： e-Japan計劃 競爭激烈： NTT、 KDDI、Yahoo BB等 主要采用 BPON、 MC，現(xiàn)在向 EPON遷移，對 GPON觀望 中國 各運營商廣泛開展試點，已經(jīng)具備商用條件 歐洲 意大利已有 14.5萬FTTH用戶 瑞典已有 24.5萬用戶 荷蘭正在實施 60萬用戶的 FTTH工程等。 澳大利亞 Telstra澳洲昆士蘭的商用 FTTP試驗網(wǎng)絡(luò)將在現(xiàn)有在線游戲，音樂，點播電視等寬帶業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進一步增加 HDTV等業(yè)務(wù)。 匯報提綱 光纖接入，機遇大于挑戰(zhàn) FTTH技術(shù)原理介紹 FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路探討 FTTH技術(shù)分類 點對多點光纖接入技術(shù) PON的通用特性 點對點方式：需要 2N個收發(fā)模塊，光纖總長度為 N*(D1+D2)。 點對多點方式：需要 N+1個收發(fā)模塊，光纖數(shù)量為 (D1+N*D2)。 假設(shè)有 32個用戶， D1的距離為 5000m， D2的距離為 50m，則： 點對點方式需要 64個光模塊，點對多點方式僅需要 33個光模塊，節(jié)約近 50； 點對點方式需要（ 5000 50） 32 176000m光纖，點對多點方式僅需要 500050 32 6600m光纖，節(jié)約光纖超過 96。 總體來看， PON技術(shù)的關(guān)鍵是在線路中引入了無源的分路器，這使得系統(tǒng)設(shè)備的理論成本和線路成本均可以較傳統(tǒng)的 P2P技術(shù)有較大幅度的優(yōu)化，還可以增強 OAM能力和 QoS水平；另外，由于分路器是無源器件，維護簡單，環(huán)境適應(yīng)能力強。 熔錐型 光波導(dǎo)型 點對多點光纖接入技術(shù) PON網(wǎng)絡(luò)的光纖分路技術(shù) 兩種常用的無源光分路器（ Splitter）： 器件功能：將一路輸入光信號進行光功率分割，分成多路輸出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比） 典型的分路器實現(xiàn) 1： 2到 1： 32的分光 器件特點：無源器件，不需要供電，環(huán)境適應(yīng)能力較強 點對多點光纖接入技術(shù) PON的技術(shù)發(fā)展 相同的拓?fù)?無源 P2MP BPON EPON GPON 封裝協(xié)議不同 FSAN提出， ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化； ATM封裝； 目前標(biāo)準(zhǔn)化最完善； 沒有得到市場認(rèn)可。 IEEE EFM工作組標(biāo)準(zhǔn)化，編號 802.3ah； 以太網(wǎng)封裝； 標(biāo)準(zhǔn)完善； 產(chǎn)品開始在市場上迅速應(yīng)用。 FSAN提出， ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化； ATM、 GEM封裝； 標(biāo)準(zhǔn)較完善； 支持廠家極少。 在這些 PON之前，還有 ITU-T窄帶 PON標(biāo)準(zhǔn)，有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品在國內(nèi)應(yīng)用。 BPON的眾多技術(shù)被其它 PON所直接繼承引用。 EPON的原理 信號復(fù)用 EPON系統(tǒng)采用 WDM技術(shù)，實現(xiàn)單纖雙向傳輸（強制）。 為了分離同一根光纖上多個用戶的來去方向的信號，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)： 下行數(shù)據(jù)流采用 TDM技術(shù) ； 上行數(shù)據(jù)流采用 TDMA技術(shù)。 1490nm 1310nm 廣播方式 EPON的原理 下行數(shù)據(jù) 在 ONU注冊成動后分配一個唯一的 LLID； 在每一個以太網(wǎng)幀前添加一個 LLID，替代以太網(wǎng)前導(dǎo)符的最后兩個字節(jié)（不改變原有幀結(jié)構(gòu)）； ONU接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的 LLID的幀或者廣播幀。 EPON的原理 上行數(shù)據(jù) TDMA方式 原則：任一時刻只能有一個 ONU發(fā)送上行信號，系統(tǒng)才能正常工作 不同的 ONU分配不同的時間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個 ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時間片可以是動態(tài)的，時間片的大小和多少在宏觀上表現(xiàn)為帶寬的大小 由于數(shù)據(jù)速率非常高，因此細(xì)微的由 ONU的距離不同而產(chǎn)生的時延應(yīng)該在發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時候予以考慮 需要測距 EPON的原理 OLT和 ONU的工作職責(zé) ONU的操作 ONU通過下行控制幀的時間戳同步于OLT； ONU等待發(fā)現(xiàn)幀（ gate） ONU進行發(fā)現(xiàn)處理，包括：測距，指定物理 ID和帶寬。 ONU等待授權(quán)， ONU只能在授權(quán)時間發(fā)送數(shù)據(jù) OLT的操作 產(chǎn)生時間戳消息，用于系統(tǒng)參考時間 通過 MPCP幀指配帶寬 進行測距操作 控制 ONU注冊 EPON的原理 MPCP OLT和 ONU之間的一種控制機制，用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收。 MPCP的兩種操作模式： 自動發(fā)現(xiàn)模式 用來檢測新連接的 ONU，測量環(huán)路延時和 ONU的 MAC地址 普通模式 給所有已經(jīng)初始化的 ONU分配傳輸帶寬 GATE（ OLT發(fā)出） REPORT（ ONU發(fā)出） REGISTER_REQ （ ONU發(fā)出） REGISTER （ OLT發(fā)出） REGISTER_ACK （ ONU發(fā)出） 五種類型的 MPCP幀 EPON的初始化階段 ONU自動注冊和測距 自動化注冊 不必等序列號登記 認(rèn)證以后才使能數(shù)據(jù)通路 補償因 ONU距離不同而產(chǎn)生的時延差異：RTT（ Round Trip Time） 在注冊過程中， ONU對新加入的ONU啟動測距過程 OLT使用 RTT來調(diào)整每個 ONU的授權(quán)時間 靜態(tài)測距和動態(tài)測距 RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2 EPON的增強特性 DBA動態(tài)帶寬分配 DBA的實現(xiàn)方式不在 EPON規(guī)范內(nèi)要求 DBA的兩種實現(xiàn)機制 Report方式 Idle幀檢測方式 DBA是由 OLT全局控制的，不同于以太網(wǎng)的帶寬爭用機制 加密 采用 AES-128加密效果較好 采用 churning方式較簡單 OAM OAM信息由 OAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ OAMPDU）承載， OAMPDU包含的控制和狀態(tài)信息可用于管理、測試和診斷已激活 OAM功能的鏈路。 EPON的 OAM主要包括：遠(yuǎn)端故障指示、遠(yuǎn)端環(huán)回、鏈路監(jiān)控等 GPON技術(shù)分析 GPON采用 125s定長的幀結(jié)構(gòu)，每秒 8千幀（承載 TDM業(yè)務(wù)是強項） GEM（ GPON Encapsulation Method）是 GPON技術(shù)優(yōu)勢的集中體現(xiàn)，它直接采用了 GFP的技術(shù)（ ITU-T G.7041）。 GPON的很多技術(shù)細(xì)節(jié)借鑒 BPON，但是不兼容 BPON。 GPON的技術(shù)基本定型，但是目前缺乏商用的芯片和符合要求的器件來開發(fā)商用系統(tǒng)。 EPON是當(dāng)前最合理的 FTTH選擇 成本低，速率高，多業(yè)務(wù)能力強； 業(yè)界已經(jīng)有較為豐富和成熟的產(chǎn)品可選擇； 匯報提綱 光纖接入，機遇大于挑戰(zhàn) FTTH技術(shù)原理介紹 FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路探討 FTTH目標(biāo)市場分析 高端居民用戶 商業(yè)樓宇 /CBD 網(wǎng)吧集中接入 高端的居民用戶，尤其是新建高檔小區(qū)，成為 FTTH發(fā)展起步階段的重點目標(biāo)市場 經(jīng)濟承受能力強，追求領(lǐng)先時尚；成片開發(fā)，規(guī)劃、施工和維護較為方便 率先開展 Triple Play業(yè)務(wù)， FTTH是理想的選擇 商業(yè)樓宇 /CBD的寬帶用戶較為集中， ARPU值較高，對綜合業(yè)務(wù)有著明顯的需求 可以考慮開展視訊、數(shù)據(jù)、專線、語音等綜合業(yè)務(wù) FTTH是理想選擇 很多城市都有分布較為集中的網(wǎng)吧，帶寬需求較大，分布密集 傳統(tǒng)的接入方式不能很好地滿足需求，光纖接入成為潮流 網(wǎng)吧用戶的集中接入過程中， P2P方式逐漸暴露出較多的問題，PON方式成為理想選擇 FTTH的建設(shè)投資模式分析 電信運營商獨力承建 建設(shè)模式與現(xiàn)有寬帶建設(shè)模式類似 一次投資，長期分?jǐn)?電信運營商與房地產(chǎn)開發(fā)商合作 成本計入房產(chǎn) 運營商負(fù)責(zé)維護，收入分成 適合新建高端住宅小區(qū) 獨立的駐地網(wǎng)運營公司承建 政府推動模式 駐地網(wǎng)運營商負(fù)責(zé)維護，運營商負(fù)責(zé)出口帶寬的提供 業(yè)務(wù)提供可以由多方合作 可以有效解決視頻業(yè)務(wù)開展中的問題 即所謂的“ FTTH為房地產(chǎn)增值” FTTH的組網(wǎng)模式相對 ADSL的變化 機房設(shè)施和節(jié)點數(shù)量龐大 如果要提升帶寬提供新業(yè)務(wù)，需要進一步縮短銅線半徑 維護工作量大， OPEX難以降低 OLT覆蓋范圍大，大幅度減少了機房設(shè)置困難 徹底解決了接入帶寬瓶頸 線路部分全部為無源網(wǎng)絡(luò)，降低維護成本 ADSL FTTH FTTH應(yīng)用模式下 OLT的應(yīng)用模式分析 目前的模塊局覆蓋半徑一般為 3 5km，覆蓋 3萬左右的用戶 建議將 OLT放在模塊局或者端局，可以兼顧成本和距離 FTTH應(yīng)用模式下 Splitter的應(yīng)用模式分析 針對新建小區(qū) 設(shè)置 Splitter時需要綜合考慮的因素：成本、維護便捷性、多運營商選擇 建議放置在小區(qū)內(nèi)（相對集中放置