通信系2014屆畢業(yè)設計論文通信技術(shù)1133班馬俊2

1、通信系2014屆畢業(yè)設計論文通信系2014屆畢業(yè)設計論文題 目： 光接入網(wǎng)在未來FTTH中的應用專 業(yè)： 通信技術(shù)班 級： 通信1133(寬帶)學生姓名： 馬俊(0201113506)導師姓名： 王琦起止時間：2013年11月 1日至2014 年5月15日論文題目光接入網(wǎng)在未來FTTH中的應用指導教師王琦電 mailWq_8500辦公室通信技術(shù)教研室時間要求論文初稿電子版上交指導教師郵箱，時間截止：2014年4月1日；論文終稿紙質(zhì)版上交指導教師本人，時間截止：2014年5月15日。內(nèi)容要求：1、光接入網(wǎng)概述；2、光接入網(wǎng)目前的發(fā)展及應用情況；3、FTTH技術(shù)及其目前的

2、發(fā)展情況；4、光接入網(wǎng)在未來FTTH中的應用。*論文字數(shù)不少于8000字！論文撰寫計劃(學生填寫):2013年11月1日-11月30日詳細閱讀論文格式書，了解怎樣正確書寫論文。12月1-12月31日收集相關資料、文獻。2014年1月1日-3月20日整理相關資料、文獻并書寫論文。3.25日將論文交付指導老師進行指導。4月1日4月19日修改論文。4.20將論文交付指導老師再進行指導、修改。通信系2011級畢業(yè)設計（論文）任務書陜郵職院通信系2014屆畢業(yè)設計論文成績評定表學生姓名馬俊性別男系別通 信 系專業(yè)通信技術(shù)課題名稱光接入網(wǎng)在未來FTTH中的應用班級寬帶1133起止時間 2014年 4月 2

3、014 年 5月 指導教師王琦課題任務完成情況論文 (千字)； 圖紙 (張)；其它(含附件)：表 (張)，流程圖 (張)指導教師意見評閱成績： 評閱/指導教師(簽字)： 年 月 日學生實得成績(百分制)評 閱 成 績 評 定 級 別 （級別為“優(yōu)秀”、“合格”、“不合格”三檔）目錄摘要51光接入網(wǎng)的發(fā)展61.1光接入網(wǎng)的概述61.2光接入網(wǎng)基礎知識61.2.1光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)61.2.2 光接入網(wǎng)的分類71.3無源光網(wǎng)絡PON81.3.1無源光接入網(wǎng)概念81.3.2無源光網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)81.3.2環(huán)形結(jié)構(gòu)81.3.3星形結(jié)構(gòu)81.4基于ATM的無源光網(wǎng)絡APON91.4.1 APON的簡介9

4、1.4.2APON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)91.4.3APON的工作原理91.4.4 APON的延續(xù)GPON101.5 基于Ethernet的無源光網(wǎng)絡EPON111.5.1 EPON的簡介111.5.2 EPON的技術(shù)基礎111.5.3 EPON的技術(shù)發(fā)展112光接入網(wǎng)目前的發(fā)展及應用情況122.1光接入網(wǎng)目前的發(fā)展情況122.2光接入網(wǎng)目前的應用情況123 FFTTH技術(shù)及目前的發(fā)展情況143.1 FTTH的概述143.2 FTTH的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展阻力143.2.1 FTTH的發(fā)展現(xiàn)狀144 光接入網(wǎng)在未來FTTH中的應用18致謝：19參考文獻：20摘要近年來，接入網(wǎng)開始成為人們關注的焦點。本文首先介紹

5、光接入網(wǎng)的概念。全文圍繞光接入網(wǎng)的實際應用及在未來FTTH中的發(fā)展趨勢作了詳細的介紹，并對世界較前沿的通信技術(shù)作了簡單的介紹。 通過對光接入網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)況以及未來FTTH的發(fā)展前景的了解，未來光FTTH的發(fā)展，無源光網(wǎng)絡技術(shù)（PON）將會被更廣泛地應用，光接入網(wǎng)在FTTH中的應用，會以高速的帶寬，滿足現(xiàn)有業(yè)務及新業(yè)務的需求。 關鍵字：光接入網(wǎng)、有源光網(wǎng)絡、無源光網(wǎng)絡、PON、FTTH11光接入網(wǎng)的發(fā)展近年來，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新技術(shù)革命正在深刻地改變傳統(tǒng)的電信概念和體系結(jié)構(gòu)，隨著各國接入網(wǎng)市場的逐漸開放，電信管制政策的放松，競爭的日益加劇和擴大，新業(yè)務需求的迅速出現(xiàn)，有線技術(shù)（包括光纖技術(shù)）和無線

6、技術(shù)的發(fā)展，接入網(wǎng)開始成為人們關注的焦點。在巨大的市場潛力驅(qū)動下，產(chǎn)生了各種各樣的接入網(wǎng)技術(shù)。光纖通信具有通信容量大、質(zhì)量高、性能穩(wěn)定、防電磁干擾、保密性強等優(yōu)點。在干線通信中，光纖扮演著重要角色，在接入網(wǎng)中，光纖接入也將成為發(fā)展的重點。光纖接入網(wǎng)是發(fā)展寬帶接入的長遠解決方案。1.1光接入網(wǎng)的概述光接入網(wǎng)（optical access network，OAN），是指用光纖作為主要的傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)接入網(wǎng)的信息傳送功能。光接入網(wǎng)可以包含與同一光線路終端(OLT)相連的多個光分配網(wǎng)(ODN)和光網(wǎng)絡單元(ONU)。1.2光接入網(wǎng)基礎知識1.2.1光接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)圖1.2.1光接入網(wǎng)系統(tǒng)的基本組成光

7、纖接入網(wǎng)（OAN），是指用光纖作為主要的傳輸媒質(zhì)，實現(xiàn)接入網(wǎng)的信息傳送功能。通過光線路終端 (OLT）與業(yè)務節(jié)點相連，通過光網(wǎng)絡單元 (ONU）與用戶連接。光纖接入網(wǎng)包括遠端設備光網(wǎng)絡單元和局端設備光線路終端，它們通過傳輸設備相連。系統(tǒng)的主要組成部分是OLT和遠端ONU。它們在整個接入網(wǎng)中完成從業(yè)務節(jié)點接口（SNI）到用戶網(wǎng)絡接口（UNI）間有關信令協(xié)議的轉(zhuǎn)換。接入設備本身還具有組網(wǎng)能力，可以組成多種形式的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。同時接入設備還具有本地維護和遠程集中監(jiān)控功能，通過透明的光傳輸形成一個維護管理網(wǎng)，并通過相應的網(wǎng)管協(xié)議納入網(wǎng)管中心統(tǒng)一管理。OLT的作用是為接入網(wǎng)提供與本地交換機之間的接口，并

8、通過光傳輸與用戶端的光網(wǎng)絡單元通信。它將交換機的交換功能與用戶接入完全隔開。光線路終端提供對自身和用戶端的維護和監(jiān)控，它可以直接與本地交換機一起放置在交換局端，也可以設置在遠端。ONU的作用是為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口。它可以接入多種用戶終端，同時具有光電轉(zhuǎn)換功能以及相應的維護和監(jiān)控功能。ONU的主要功能是終結(jié)來自OLT的光纖，處理光信號并為多個小企業(yè)，事業(yè)用戶和居民住宅用戶提供業(yè)務接口。ONU的網(wǎng)絡端是光接口，而其用戶端是電接口。因此ONU具有光/電和電/光轉(zhuǎn)換功能。它還具有對話音的數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能。ONU通常放在距離用戶較近的地方，其位置具有很大的靈活性。光纖接入網(wǎng)（OAN）從系統(tǒng)分配

9、上分為有源光網(wǎng)絡（AON，Active Optical Network）和無源光網(wǎng)絡（PON，Passive Optical Network）兩類。1.2.2 光接入網(wǎng)的分類有源光纖接入網(wǎng)有源光網(wǎng)絡又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON。有源光網(wǎng)絡的局端設備（CE） 和遠端設備（RE）通過有源光傳輸設備相連，傳輸技術(shù)是骨干網(wǎng)中已大量采用的SDH和PDH技術(shù)，但以SDH技術(shù)為主，SDH的概念最初于1985年由美國貝爾通信研究所提出，稱之為同步光網(wǎng)絡（Synchronous Optical NETwork,SONET）。它是由一整套分等級的標準傳送結(jié)構(gòu)組成的，適用于各種經(jīng)適配處理的凈負荷（

10、即網(wǎng)絡節(jié)點接口比特流中可用于電信業(yè)務的部分）在物理媒質(zhì)如光纖、微波、衛(wèi)星等上進行傳送。該標準于1986年成為美國數(shù)字體系的新標準。國際電信聯(lián)盟標準部（ITUT）的前身國際電報電話資詢委員會（CCITT）于1988年接受SONET概念，并與美國標準協(xié)會（ANSI）達成協(xié)議，將SONET修改后重新命名為同步數(shù)字系列（Synchronous Digital Hierarchy,SDH），使之成為同時適應于光纖、微波、衛(wèi)星傳送的通用技術(shù)體制。在接入網(wǎng)中應用SDH（同步光網(wǎng)絡）的主要優(yōu)勢在于：SDH可以提供理想的網(wǎng)絡性能和業(yè)務可靠性；SDH固有的靈活性使對于發(fā)展極其迅速的蜂窩通信系統(tǒng)采用SDH系統(tǒng)尤其適

11、合。當然，考慮到接入網(wǎng)對成本的高度敏感性和運行環(huán)境的惡劣性，適用于接入網(wǎng)的SDH設備必須是高度緊湊，低功耗和低成本的新型系統(tǒng)，其市場應用前景看好。接入網(wǎng)用SDH的最新發(fā)展趨勢是支持IP接入，目前至少需要支持以太網(wǎng)接口的映射，于是除了攜帶話音業(yè)務量以外，可以利用部分SDH凈負荷來傳送IP業(yè)務，從而使SDH也能支持IP的接入。支持的方式有多種，除了現(xiàn)有的PPP方式外，利用VC12的級聯(lián)方式來支持IP傳輸也是一種效率較高的方式?？傊鳛橐环N成熟可靠提供主要業(yè)務收入的傳送技術(shù)在可以預見的將來仍然會不斷改進支持電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)的平滑過渡。無源光纖接入網(wǎng)絡無源光網(wǎng)絡（PON），是指在OLT和ONU之間

12、是光分配網(wǎng)絡（ODN），沒有任何有源電子設備，它包括基于ATM的無源光網(wǎng)絡APON及基于IP的PON。 APON的業(yè)務開發(fā)是分階段實施的，初期主要是VP專線業(yè)務。相對普通專線業(yè)務，APON提供的VP專線業(yè)務設備成本低，體積小，省電、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、性能價格比有一定優(yōu)勢。第二步實現(xiàn)一次群和二次群電路仿真業(yè)務，提供企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的連接和企業(yè)電話及數(shù)據(jù)業(yè)務。第三步實現(xiàn)以太網(wǎng)接口，提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務和VLAN業(yè)務。以后再逐步擴展至其它業(yè)務，成為名副其實的全業(yè)務接入網(wǎng)系統(tǒng)。APON采用基于信元的傳輸系統(tǒng)，允許接入網(wǎng)中的多個用戶共享整個帶寬。這種統(tǒng)計復用的方式，能更加有效地利用網(wǎng)絡資源。APON能否大量應用的一

13、個重要因素是價格問題。目前第一代的實際APON產(chǎn)品的業(yè)務供給能力有限，成本過高，其市場前景由于ATM在全球范圍內(nèi)的受挫而不確定，但其技術(shù)優(yōu)勢是明顯的。特別是綜合考慮運行維護成本，在新建地區(qū)，高度競爭的地區(qū)或需要替代舊銅纜系統(tǒng)的地區(qū)，此時敷設PON系統(tǒng)，無論是FTTC，還是FTTB方式都是一種有遠見的選擇。在未來幾年能否將性能價格比改進到市場能夠接受的水平是APON技術(shù)生存和發(fā)展的關鍵。IPPON的上層是IP，這種方式可更加充分地利用網(wǎng)絡資源，容易實現(xiàn)系統(tǒng)帶寬的動態(tài)分配，簡化中間層的復雜設備。基于PON的OAN不需要在外部站中安裝昂貴的有源電子設備，因此使服務提供商可以高性價比地向企業(yè)用戶提供所

14、需的帶寬。1.3無源光網(wǎng)絡PON1.3.1無源光接入網(wǎng)概念無源光網(wǎng)絡（PON），是指在OLT和ONU之間是光分配網(wǎng)絡（ODN），沒有任何有源電子設備，它包括基于ATM的無源光網(wǎng)絡APON及基于IP的PON。 1.3.2無源光網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)總線形結(jié)構(gòu)圖1.3.1 總線型結(jié)構(gòu)總線形結(jié)構(gòu)是以光纖作為公共總線（母線）、各用戶終端通過某種耦合器與總線直接連接所構(gòu)成的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)屬串聯(lián)型結(jié)構(gòu)，特點是：共享主干光纖，節(jié)省線路投資，增刪節(jié)點容易，彼此干擾較小；但缺點是損耗累積，用戶接收機的動態(tài)范圍要求較高；對主干光纖的依賴性太強。1.3.2環(huán)形結(jié)構(gòu)圖1.3.2 環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu)是指所有節(jié)點共用一條光纖鏈

15、路，光纖鏈路首尾相接自成封閉回路的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)點是可實現(xiàn)網(wǎng)絡自愈，即無需外界干預，網(wǎng)絡即可在較短的時間里從失效故障中恢復所傳業(yè)務。1.3.3星形結(jié)構(gòu)圖1.3.3 星型結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu)是各用戶終端通過一個位于中央節(jié)點（設在端局內(nèi)）具有控制和交換功能的星形耦合器進行信息交換，這種結(jié)構(gòu)屬于并聯(lián)形結(jié)構(gòu)。它不存在損耗累積的問題，易于實現(xiàn)升級和擴容，各用戶之間相對獨立，業(yè)務適應性強。但缺點是所需光纖代價較高，對中央節(jié)點的可靠性要求極高。星形結(jié)構(gòu)又分為單星形結(jié)構(gòu)、有源雙星形結(jié)構(gòu)及無源雙星形結(jié)構(gòu)三種。 單星形結(jié)構(gòu)單星形結(jié)構(gòu)：該結(jié)構(gòu)是用光纖將位于電信交換局的OLT與用戶直接相連，基本上都是點對點的連接

16、，與現(xiàn)有銅纜接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)相似。每戶都有單獨的一對線，直接連到電信局，因此單星型可與原有的銅現(xiàn)網(wǎng)絡兼容；用戶之間互相獨立，保密性好；升級和擴容容易，只要兩端的設備更換就可以開通新業(yè)務，適應性強。缺點是成本太高，每戶都需要單獨的一對光纖或一根光纖（雙向波分復用），要通向千家萬戶，就需要上千芯的光纜，難于處理，而且每戶都需要專用的光源檢測器，相當復雜。 有源雙星形結(jié)構(gòu)有源雙星形結(jié)構(gòu)：它在中心局與用戶之間增加了一個有源接點。中心局與有源接點共用光纖，利用時分復用（TDM）或頻分復用（FDM）傳送較大容量的信息，到有源接點再換成較小容量的信息流，傳到千家萬戶。其優(yōu)點是靈活性較強，中心局有源接點間共用光纖，

17、光纜芯數(shù)較少，降低了費用。缺點是有源接點部分復雜，成本高，維護不方便；另外，如要引入寬帶新業(yè)務，將系統(tǒng)升級，則需將所有光電設備都更換，或采用波分復用疊加的方案，這比較困難。 無源雙星形結(jié)構(gòu)無源雙星形結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)保持了有源雙星形結(jié)構(gòu)光纖共享的優(yōu)點，將有源接點換成了無源分路器，維護方便，可靠性高，成本較低。由于采取了一系列措施，保密性也很好，是一種較好的接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)。1.4基于ATM的無源光網(wǎng)絡APON1.4.1 APON的簡介APON的業(yè)務開發(fā)是分階段實施的，初期主要是VP專線業(yè)務。相對普通專線業(yè)務，APON提供的VP專線業(yè)務設備成本低，體積小，省電、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、性能價格比有一定優(yōu)勢。第二步實

18、現(xiàn)一次群和二次群電路仿真業(yè)務，提供企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的連接和企業(yè)電話及數(shù)據(jù)業(yè)務。第三步實現(xiàn)以太網(wǎng)接口，提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務和VLAN業(yè)務。以后再逐步擴展至其它業(yè)務，成為名副其實的全業(yè)務接入網(wǎng)系統(tǒng)。1.4.2APON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型的APON系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)，作為點到多點的典型應用來說，更適合于面對將來進行系 APON統(tǒng)的升級和擴容，同時加上光分配網(wǎng)的靈活性，使得系統(tǒng)支持更多的拓撲結(jié)構(gòu)，如樹型、總線型等。憑借這一點，在實際中，針對用戶的分散和對于業(yè)務階段性實施的需求，運營商可以通過APON系統(tǒng)一步到位，既滿足大用戶對于網(wǎng)絡服務的要求，又避免了重復投資和重復施工。APON系統(tǒng)靈活的拓撲結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了設

19、備在擴容和升級方面的靈活性。1.4.3APON的工作原理APON的業(yè)務開發(fā)是分階段實施的，初期主要是VP專線業(yè)務。相對普通專線業(yè)務，APON提供的VP專線業(yè)務設備成本低，體積小，省電、系統(tǒng)可靠穩(wěn)定、性能價格比有一定優(yōu)勢。第二步實現(xiàn)一次群和二次群電路仿真業(yè)務，提供企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的連接和企業(yè)電話及數(shù)據(jù)業(yè)務。第三步實現(xiàn)以太網(wǎng)接口，提供互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)業(yè)務和VLAN業(yè)務。以后再逐步擴展至其它業(yè)務，成為名副其實的全業(yè)務接入網(wǎng)系統(tǒng)。1.4.4 APON的延續(xù)GPONGPON技術(shù)起源于1995年開始逐漸形成的ATMPON技術(shù)標準，PON是 GPON英文“無源光網(wǎng)絡”的縮寫。而GPON(Gigabit-Capable

20、Passive Optical Network) 最早由FSAN組織于2002年9月提出，ITU-T在此基礎上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定，2004年2月和6月完成了G.984.3的標準化。從而最終形成了GPON的標準族?；贕PON技術(shù)的設備基本結(jié)構(gòu)與已有的PON類似，也是由局端的 OLT(光線路終端)，用戶端的ONT/ONU(光網(wǎng)絡終端或稱作光網(wǎng)絡單元)，連接前兩種設備由單模光纖(SM fiber)和無源分光器(Splitter)組成的ODN(光分配網(wǎng)絡)以及網(wǎng)管系統(tǒng)組成。GPON特點(1)前所未有的高帶寬。GPON 速率高達2 .5 Gbps,

21、 能提供足夠大的帶寬以滿足未 來網(wǎng)絡日益增長的對高帶寬的需求, 同時非對稱特性更能適應寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務市場。(2) QoS 保證的全業(yè)務接入。GPON 能夠同時承載ATM信元和/或GEM 幀, 有很 好的提供服務等級、支持QoS 保證和全業(yè)務接入的能力。目前, ATM 承載話音、PDH、 Ethernet 等多業(yè)務的技術(shù)已經(jīng)非常成熟;使用GEM承載各種用戶業(yè)務的技術(shù)也得到大家的一致認可, 已經(jīng)開始廣泛應用和發(fā)展。(3) 很好地支持TDM 業(yè)務。TDM 業(yè)務映射到GEM 幀中,由于GPON TC 幀幀長為 125s, 能夠直接支持TDM 業(yè)務。TDM 業(yè)務也可映射到ATM 信元中,也能提供有QoS

22、保證的實時傳輸。(4) 簡單、高效的適配封裝。采用GEM 對多業(yè)務流實現(xiàn)簡單、高效的適配封裝。在APON中,所有的多業(yè)務流(話音、數(shù)據(jù)業(yè)務流) 都必需進行協(xié)議轉(zhuǎn)化, 映射到ATM信元中傳輸。眾所周知, 5字節(jié)的ATM頭相對于48字節(jié)的數(shù)據(jù)來說,會帶來超過10%的帶 寬損失, 特別對于長分組的數(shù)據(jù)包來說,其打包過程復雜、效率非常低。而在EPON 中, 雖然直接承載以太網(wǎng)幀, 實現(xiàn)過程簡單, 但僅考慮8B/ 10B 的線路編碼就已經(jīng)有20%的帶寬浪費,加上對以太網(wǎng)幀的封裝和開銷, EPON 帶寬利用率比GPON低30%左右。同時,在傳輸TDM業(yè)務時, 需要將其通過協(xié)議轉(zhuǎn)化映射到以太網(wǎng)幀中,目前對此

23、技術(shù)還沒有規(guī)定統(tǒng)一的標準。GPON 的GEM提供了一種靈活的幀結(jié)構(gòu)封裝,支持定長和不定長幀的封裝,對多種業(yè)務實現(xiàn)通用映射, 不需要進行協(xié)議轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)過程簡單, 開銷小, 協(xié)議封裝 效率最高可達94% , 實現(xiàn)了帶寬資源的充分利用。(5) 強大的OAM能力。針對以太網(wǎng)系統(tǒng)在網(wǎng)路管理和性能監(jiān)測的不足, GPON 從 消費者需求和運營商運行維護管理的角度, 提供了3種OAM 通道:嵌入的OAM通道、PLOAM 和OMCI。它們承擔不同的OAM任務, 形成C/ M Plane( 控制/ 管理平面) , 平面中的不同信息對各自的OAM功能進行管理。GPON 還繼承了G.983 中規(guī)定的OAM相關要求,

24、具有豐富的業(yè)務管理和電信級的網(wǎng)絡監(jiān)測能力。(6) 技術(shù)相對復雜, 設備成本較高。GPON承載有QoS 保障的多業(yè)務和強大的OAM 能力等優(yōu)勢很大程度上是以技術(shù)和設備的復雜性為代價換來的, 從而使得相關設備成本較高。但隨著GPON 技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應用,GPON設備的成本可能會有相應地下降。1.5 基于Ethernet的無源光網(wǎng)絡EPON1.5.1 EPON的簡介EPON(Ethernet Passive Optical Network以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)IEEE802.3定義了以太網(wǎng)的兩種基本操作模式。第一種模式采用載波偵聽多址訪問/沖突檢測(CSMA/CD)協(xié)議而應用在共享媒質(zhì)上；第二種模式

25、為各個站點采用全雙工的點到點的鏈路通過交換機連接到一起。相應的，以太網(wǎng)MAC可以工作于這兩種模式之一：CSMA/CD模式或全雙工模式。1.5.2 EPON的技術(shù)基礎無源光網(wǎng)絡（PON）的概念由來已久，它具有節(jié)省光纖資源、對網(wǎng)絡協(xié)議透明的特點，在光接入網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。同時，以太網(wǎng)（Ethernet）技術(shù)經(jīng)過二十年的發(fā)展，以其簡便實用，價格低廉的特性，幾乎已經(jīng)完全統(tǒng)治了局域網(wǎng)，并在事實上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。隨著IP業(yè)務在城域和干線傳輸中所占的比例不斷攀升，以太網(wǎng)也在通過傳輸速率、可管理性等方面的改進，逐漸向接入、城域甚至骨干網(wǎng)上滲透。而以太網(wǎng)與PON的結(jié)合，便產(chǎn)生了以太網(wǎng)

26、無源光網(wǎng)絡（EPON）。它同時具備了以太網(wǎng)和PON的優(yōu)點，正成為光接入網(wǎng)領域中的熱門技術(shù)。1.5.3 EPON的技術(shù)發(fā)展2000年11月，IEEE成立了802.3EFM(Ethernet in the First Mile)研究組，業(yè)界有21個網(wǎng)絡設備制造商發(fā)起成立了EFMA，實現(xiàn)Gb/s以太網(wǎng)點到多點的光傳送方案，所以又稱GEPON（GigabitEthernet PON）。EFM標準IEEE802.3ah；EPON 就是一種新興的寬帶接入技術(shù)，它通過一個單一的光纖接入系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音及視頻的綜合業(yè)務接入，并具有良好的經(jīng)濟性。業(yè)內(nèi)人士普遍認為，F(xiàn)TTH 是寬帶接入的最終解決方式，而EPO

27、N 也將成為一種主流寬帶接入技術(shù)。由于EPON網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的特點，寬帶入戶的特殊優(yōu)越性，以及與計算機網(wǎng)絡天然的有機結(jié)合，使得全世界的專家都一致認為，無源光網(wǎng)絡是實現(xiàn)“三網(wǎng)合一”和解決信息高速公路 “最后一公里”的最佳傳輸媒介。72光接入網(wǎng)目前的發(fā)展及應用情況2.1光接入網(wǎng)目前的發(fā)展情況經(jīng)過近幾年的研究和實踐，首先實現(xiàn)光纜到路邊（FTTC）、光纖到樓（FTTB）已是電信運營商在接入光纜建設中形成的共識。接入光纜的組織方式主要采用的是“環(huán)形接入主干光纜+星形配線光纜”，光纜交接設備主要使用的是光纜交接箱。隨著光纖的普及和推廣，近年光纜接入需求進一步增長：（1）大客戶光纖接入數(shù)量和比例都大大增加；（2）

28、“光進銅退”建設策略的實施，導致業(yè)務接入點數(shù)量增加；（3）許多重要客戶要求對配線段光纜進行保護；（4）FTTH的建設需求增多。光纖接入需求的增長，導致光纜的建設規(guī)模和覆蓋范圍大大增加?，F(xiàn)有建設模式和網(wǎng)絡組織已經(jīng)不能很好地滿足光纜大規(guī)模建設的需要，特別在大城市一些光纖接入用戶密集區(qū)域的問題更加突出，主要存在以下問題：（1）接入主干光纜環(huán)的建設周期長，不能滿足快速部署的要求；（2）光纜交接箱的空間有限，不利于擴容；（3）光交接箱配纖方式不規(guī)范，箱內(nèi)光纜固定點等資源消耗快；（4）大量客戶要求對配線光纜進行保護，而現(xiàn)有環(huán)形光纜結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)第二路由增加了接入主干光纜使用的復雜性。2.2光接入網(wǎng)目前的應用

29、情況配線光纜接入的應用模式光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到樓層（FTTF）和光纖到戶（FTTH/FTTO）等應用方式分別對應于不同個性、不同價格、不同特征的用戶需求，實施過程中結(jié)合“光進銅退”的發(fā)展策略，逐步向光纖到戶的方向過渡，全光纖的FTTC接入方式在戰(zhàn)略上具有十分重要的位置。（1）在大中城市、珠江三角洲、業(yè)務量發(fā)展較快、業(yè)務種類繁多、用戶密集、寬帶業(yè)務猛增的地區(qū)，可組成多個節(jié)點的網(wǎng)絡，在經(jīng)濟條件允許時應優(yōu)先選擇環(huán)型無遞減配線法。環(huán)型無遞減配線法無論在通融性還是可靠性方面都是較好的，能提供大樓間光配線網(wǎng)路和實現(xiàn)網(wǎng)路分支，是一種高可靠性配線法的具體應用。（2）在用戶分布

30、相對不穩(wěn)定的地區(qū)或用戶較少、用戶相對較為分散、用戶發(fā)展緩慢的地區(qū)，應選擇星形無遞減配線法即采用復接配線法。星形無遞減配線法可以提高配線光纜芯線利用率和節(jié)省投資，是一種能立即滿足需求的配線方法。（3）在用戶分散和需求相對穩(wěn)定的地區(qū)或?qū)σ蟊Ｃ苄暂^強的網(wǎng)絡、用戶發(fā)展較慢、變動又小、密度均勻的地區(qū)，應選擇星形遞減配線法即采用直接配線法。星形遞減配線法。將分散的用戶所需要的纖芯逐一集中起來進行配線，寬帶業(yè)務需求量小且用戶分散，盡量避免路由投資，采用光纖直接配線方式具有布線方式簡單、經(jīng)濟的優(yōu)勢。（4）在市郊或城鎮(zhèn)或目標局與端局之間，由于用戶密度較低，業(yè)務種類簡單，在接入層建設的初期，用戶業(yè)務需求暫時不清

31、晰，很難做出準確的業(yè)務預測，大規(guī)模的光纜網(wǎng)絡建設可能會使投資在相當長的時期內(nèi)不能發(fā)揮效益，因此對確有業(yè)務需求的用戶以及適宜光纖接入的地區(qū)采用光纖到大樓、光纖到小區(qū)、光纖到路邊的方式進行建設，條件允許的情況下也可選擇環(huán)型無遞減配線法。利用自愈環(huán)的方式提高網(wǎng)路的安全性、充分利用光纜的路由和光纖的芯數(shù)，提高光纖的利用率，因此在接入層建設初期宜采用星形無遞減配線法和星形遞減配線法兩種方式接入，待業(yè)務和用戶發(fā)展起來、條件成熟時再建立環(huán)型混合網(wǎng)。93 FFTTH技術(shù)及目前的發(fā)展情況FTTH并不是一種新概念，已有27年歷史，二次發(fā)展契機。第一次1978年是法國、加拿大和日本，第二次1995年左右主要是美國和

32、日本。兩次發(fā)展機遇全都由于成本太高，缺乏市場需求而夭折。由于技術(shù)的進步、某些國家的宏觀信息社會發(fā)展政策和電信監(jiān)管政策的驅(qū)動，2004年起FTTH進入了第三次發(fā)展機遇期。3.1 FTTH的概述FTTH(Fiber To The Home )，顧名思義就是一根光纖直接到家庭。具體說，F(xiàn)TTH是指將光網(wǎng)絡單元(ONU)安裝在住家用戶或企業(yè)用戶處，是光接入系列中除FTTD（光纖到用戶）外最靠近用戶的光接入網(wǎng)應用類型。目前光纖傳輸?shù)膹陀眉夹g(shù)發(fā)展相當快，多數(shù)已處于實用化。根據(jù)光纖深入用戶的程度，可分為FTTC、FTTZ、FTTO、FTTF、FTTH等。SN OLT DN ONT CN 光纖 FTTx寬帶接

33、入網(wǎng)SH：業(yè)務節(jié)點 DH：分配網(wǎng)絡 CH：用戶駐地網(wǎng)圖3.1FTTH應用類型3.2 FTTH的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展阻力3.2.1 FTTH的發(fā)展現(xiàn)狀FTTH在國外的商用已經(jīng)超過五年，在國內(nèi)也已經(jīng)過多方試點，其中的設備和光器件均已發(fā)展成熟，目前的工作重點是推動FTTH的規(guī)?；瘧茫緩骄褪沁M一步降低成本。據(jù)統(tǒng)計，國外FTTH實施過程中，施工成本占50%左右，設備成本和光纜成本各占大約25%；中國國情與之不同，人工成本比較低廉，據(jù)中國網(wǎng)通集團研究院副總工唐雄燕博士稱，國內(nèi)FTTH實施成本的組成是，設備占40%-50%，光纜和施工成本各占25%-30%。也就是說，國內(nèi)與國外的FTTH實施成本中，設備成本和

34、施工成本所占比例相反。FTTH系統(tǒng)由OLT（光線路終端）、ONU（光用戶單元）和ODN（光分配網(wǎng)）三部分組成，ODN可分為饋線段、配線段和入戶段三部分，F(xiàn)TTH系統(tǒng)設計中的關鍵問題是OLT、光分配點和ONU的設置位置，以及ODN各段的光纜選擇，設計ODN網(wǎng)絡架構(gòu)之前，要充分考慮目標區(qū)域的住宅類型和網(wǎng)絡路由的特點。長飛公司的朱險峰先生在論壇報告中，詳細對比了日本、美國和中國的住宅類型及路由特點，并將勞動力成本納入考慮，認為中國的FTTH建設要以本國國情為基礎進行規(guī)劃，而不能照抄日本或者美國模式。經(jīng)過近幾年的試點，業(yè)內(nèi)形成了一個統(tǒng)一意見：OLT集中設置在局端機房內(nèi)；光分配采用1×32一級

35、分光，集中放置并盡可能靠近用戶端；ONU盡量設置在室內(nèi)，并加一個弱電盒。因國際銅價飛漲，而制造光纖的原料是自然界最豐富的砂土，“光進銅退”成為FTTH推廣應用的口號之一，針對不同用戶類型提出了不同的解決方案：10（1)對別墅小區(qū)等高端用戶，采用優(yōu)質(zhì)優(yōu)價方案，以FTTH一步到位。（2)對新建小區(qū)進行網(wǎng)絡覆蓋建設，應盡量高起點，同時控制成本，如采用FTTB+LAN模式，ONU集中放置，多戶共享。朱險峰先生在報告中建議，對入戶開通率超過50%的小區(qū)，光分配點集中放置，對開通率低于50%的小區(qū)，采用其他分光方式以降低成本。（3)對老城區(qū)的改造采用寬帶下沉模式，將ONU設置在電話交接箱附近。（4)對農(nóng)村

36、信息化建設，采用光纖到（行政）村+DSL模式，如果需要升級擴容，可將ONU進一步引入自然村。在農(nóng)村實施“光進銅退”工程的另一個好處是可以解決銅纜頻繁被盜的問題，據(jù)了解，通信設施維護成本的1/3被用于銅纜的置換。在光纜的選擇問題上，F(xiàn)TTH設計經(jīng)驗：（1)饋線光纜的纜芯采用普通G.652光纖，主要考慮因素是路由狀況，在路由緊張的情況下推薦三種光纜：雨水管道光纜、開槽淺埋光纜和微型氣吹光纜。（2)對配線光纜的要求是組裝密度高，纜徑相對較小，便于分歧和接續(xù)，在垂直布放時無油膏滴流隱患。（3)入戶光纜要具有良好的抗拉伸、抗彎曲和抗側(cè)壓特性，結(jié)構(gòu)小巧便于在樓宇間穿管布放，同時要便于現(xiàn)場端接，纜芯一般采用

37、具備微彎曲功能的G.657光纖。2013年4月1日，工信部通信發(fā)展司組織編制的住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設施工程設計規(guī)范和住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設施工程施工及驗收規(guī)范2項國家標準已開始實施。根據(jù)FTTH亞太，歐洲和北美協(xié)會的聯(lián)合統(tǒng)計數(shù)據(jù)，過去18個月來FTTH在全球的部署翻了一倍。在丹麥首都哥本哈根舉行的FTTH歐洲年會上，三大FTTH協(xié)會聯(lián)手發(fā)布這一報告。報告指出全球目前已經(jīng)有20個經(jīng)濟體的FTTH部署超過了1%用戶家庭數(shù)的門檻。2007年7月只有11個，2008年7月為14個。這一增長主要來自FTTH在歐洲部署的加快，截止目前全歐洲范圍內(nèi)已經(jīng)有200萬FTTH用戶。韓國繼續(xù)以4

38、4%的普及率領先世界其他地區(qū)，香港，日本和臺灣各以28%，27%和12%的比例居于第2到第四名的位置。在總用戶數(shù)上，日本繼續(xù)以1320萬用戶的規(guī)模領先其他地區(qū)，緊隨其后是美國605萬，中國大陸596萬。3.2.2 FTTH的發(fā)展阻力光纖到戶是公認的理想接入網(wǎng)，但分業(yè)經(jīng)營模式阻礙了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這并不完全是價格、技術(shù)方面的問題，更重要的是，由于涉及到不同的領域和部門，步調(diào)不一影響到了FTTH的發(fā)展進程。因此，合適的政策支持，有利于緩解發(fā)展壓力 。遺憾的是，前進腳步一直較為緩慢。根據(jù)FTTH Counc最新發(fā)布的研究報告顯示，截至2007年底，全球FTTH/B普及率超過1%的國家和地區(qū)共有14個，相

39、比2007年7月增加了3個國家，但中國依然沒有位列其中。發(fā)展光纖到戶乃大勢所趨在國內(nèi)市場上，ADSL仍然是寬帶接入網(wǎng)的主流，這是由成本和業(yè)務需求所決定的。從ADSL的發(fā)展情況來看，這種接入方式確實很好地解決了大眾的寬帶上網(wǎng)問題。然而，在寬帶接入層面，下一代的網(wǎng)絡必然是光纖到戶?！斑@主要是因為融合性業(yè)務對帶寬提出了更高的要求。光纖通信具有頻帶寬、容量11大、單位帶寬成本低、可承載高質(zhì)量視頻、綠色環(huán)保等特點，它的使用可以在接入環(huán)節(jié)更好地適應融合性業(yè)務發(fā)展需要?！惫I(yè)和信息化部電信研究院專家續(xù)俊旗說。換句話說，F(xiàn)TTH接入方式比現(xiàn)有的DSL寬帶接入方式更適合一些已經(jīng)出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的寬帶業(yè)務和應用，這

40、些新業(yè)務和新應用，包括電視電話會議、可視電話、視頻點播、IPTV、網(wǎng)上游戲、遠程教育和遠程醫(yī)療等。另一方面，光纖到戶不僅能提供更大的通信帶寬，且能讓多個運營商通過一根光纖平等接入到用戶，這既可以讓用戶擁有真正自主選擇網(wǎng)絡運營商的權(quán)力，也可以避免重復建設所造成的資源浪費。因此，發(fā)展光纖到戶已是大勢所趨。當前，盡管烽火通信、中天等廠商在FTTH推進方面竭盡全力，但仍顯得勢單力孤。與此同時，較高的建設成本，依舊不夠豐富的內(nèi)容，尚未規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)環(huán)境等都成為FTTH不能與3G媲美的因素。但毋庸置疑的是，在FTTH已經(jīng)開始預熱的大環(huán)境下，盡早抓住這個市場機遇已經(jīng)成為越來越多廠商的共識?，F(xiàn)如今，光纖到戶已是

41、大勢所趨，但由于建設成本、政策制約等因素嚴重阻礙了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。建設成本較高被認為是影響FTTH大規(guī)模商用的一大因素。一方面，從設備和布線施工等方面的綜合建設成本來看，F(xiàn)TTH是ADSL方式的1.5到2.5倍。僅僅依靠運營商的力量很難啟動光纖到戶市場。另一方面，只有當光纖到戶在市場上被普及使用之后，它的成本才會下降。但前進的速度依然較為緩慢，“這主要是因為前期投入太大?！惫I(yè)和信息化部電信研究院專家朱金周表示?！靶枰f明的是，F(xiàn)TTH與三網(wǎng)融合之間是良性互動，互為補充、互為發(fā)展的。一方面，光纖到戶FTTH能夠促進三網(wǎng)融合發(fā)展演進，通過市場的發(fā)展自下而上地推動體制的變革，因為統(tǒng)一的網(wǎng)絡需要統(tǒng)一的監(jiān)

42、管；另一方面，發(fā)展FTTH需要豐富的寬帶業(yè)務，比如，三網(wǎng)融合性質(zhì)的多媒體業(yè)務，否則，F(xiàn)TTH也很可能陷入無米之炊的境地?！睆V電的有線電視網(wǎng)絡與電信的有線寬帶接入網(wǎng)，在短時間內(nèi)互相進入存在很大的難度。再加上體制、政策、用戶數(shù)量和用戶消費習慣的原因，必然造成這兩類業(yè)務體系長期并存的事實，這直接導致了三網(wǎng)融合發(fā)展緩慢，也成為了影響FTTH發(fā)展的主要原因。因此，眾多專家認為，協(xié)調(diào)部門之間的利益已經(jīng)成為FTTH一個亟待解決的問題。政策牽引加快推廣步伐，據(jù)介紹，全球光纖到戶發(fā)展比較好的三個國家分別是，日本、韓國、美國。這三個國家光纖到戶發(fā)展之所以較好，是由于政府給予了相當大的支持，不僅列出總體發(fā)展規(guī)劃，而

43、且還在財政的扶持、稅收的優(yōu)惠等方面進行了傾斜，進一步明確了政策的支持力度，通過政府資金引導各方投資興建光纖接入工程。由此可見，政策的支持有利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。事實上，武漢市光纖到戶之所以能成為我國的領頭羊，與當?shù)卣匾旻TTH的推廣工作有著很大的聯(lián)系。據(jù)了解，武漢每安裝一戶光纖，政府都會補貼一定的政策資金。因此，光纖到戶亞太區(qū)委員會常任理事張穆認為，政策原因往往比價格和內(nèi)容應用更重要。“像武漢等地方性的相關政府機構(gòu)會積極推動FTTH應用，這無疑將促進該區(qū)域FTTH發(fā)展，但真正促進光纖到戶產(chǎn)業(yè)大發(fā)展是需要一個全國性的規(guī)劃?！惫ば挪客ㄐ虐l(fā)展司組織編制的住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設施工程設計規(guī)范和

44、住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設施工程施工及驗收規(guī)范2項國家標準，12標準主要規(guī)定了以下強制性要求：（1）在公用電信網(wǎng)已實現(xiàn)光纖傳輸?shù)目h級及以上城區(qū)，新建住宅區(qū)和住宅建筑的通信設施應采用光纖到戶方式建設；（2）住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設施工程設計必須滿足多家電信業(yè)務經(jīng)營者平等接入、用戶可自由選擇電信業(yè)務經(jīng)營者的要求；（3）新建住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)的地下通信管道、配線管網(wǎng)、電信間、設備間等通信設施必須與住宅區(qū)及住宅建筑同步建設、同步驗收。制定并發(fā)布實施光纖到戶建設強制性國家標準是破解住宅小區(qū)寬帶建設難題、促進住宅小區(qū)通信設施共建共享、推進光纖到戶建設的重要基礎，對于加快寬帶網(wǎng)絡發(fā)展、實施寬帶

45、中國工程具有重要意義。為做好標準的貫徹落實工作，實施監(jiān)督等工作。據(jù)C114了解，在國標正式發(fā)布之前，已經(jīng)有部分省份做了相關規(guī)定。國標的發(fā)布，有望解決FTTH建設尤其是“最后一公里”接入面臨的一系列難題，有助于在全國范圍內(nèi)推動FTTH的發(fā)展。134 光接入網(wǎng)在未來FTTH中的應用FTTH成為當前接入領域最為關注的熱點，而EPON和GPON則是當前FTTH建設最有代表性的無源光接入技術(shù)。隨著寬帶業(yè)務的快速發(fā)展，PON技術(shù)在標準領域的進展也日新月異，深入了解技術(shù)標準進展對企業(yè)戰(zhàn)略決策和探尋符合自己情況的FTTH建設模式無疑都有明確的參照意義。 完成GPON的標準化工作之后，F(xiàn)SAN/ITU-T以“低成本，高容量，廣覆蓋，全業(yè)務，高互通”為第一步演進目標，迅速推進下一代PON技術(shù)標準的研究和制定。同時，F(xiàn)SAN/ITU-T也提出，更長期演進時，在不考慮與舊有系統(tǒng)共存的前提下，以全新場景為牽引，可考慮選擇除TDM PON以外的可用技術(shù)。因此，依據(jù)當前的現(xiàn)實需求與技術(shù)成熟度的判斷，F(xiàn)SAN定義NG-PON的演進。NG-PON的演進規(guī)劃可為兩個階段：NG-PON1和NG-PON2。NG-PON1屬于PON的中期演進，著眼于研究兼顧現(xiàn)有GPON ODN敷設的下一代標準；而NG-PON2則被視為PON系統(tǒng)遠期發(fā)展的解決