三网融合下的FTTx网络

《三网融合下的fttx网络》紧密围绕三网融合业务发展需求，在简要介绍光接入网相关技术原理后，重点结合网络规划、业务应用、设备部署、光分配网络(odn)建设、网络管理、工程测试、网络演进等实际问题进行阐述，为三网融合下的fttx网络规划和建设提供科学参考。

《三网融合下的fttx网络》可作为从事三网融合光接入网相关工作的电信运营商、广电有线网络公司、电力公司及其他专网通信公司管理人员、技术专家、技术工程师等的技术参考资料，也可作为高等学校通信相关专业师生的教材或辅导用书。

上架时间:2011-4-26

出版日期:2011 年5月

开本:16开

页码:238

版次:1-1

Fiber-to-the-x (FTTx)光纤接入

(FTTx,x = H for home,P for premises,C for curb and N for node or neighborhood,O for office，SA for service area, B for Building) 其中FTTH光纤到户，FTTP光纤到驻地，FTTC光纤到路边/小区，FTTN光纤到结点，FTTO 光纤到办公室，FTTSA 光纤到服务区。

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。正因为如此，很多有识之士把FTTx(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。并且预计今后几年，FTTH网将会有更大的发展。

根据光纤到用户的距离来分类，如图1所示，可分成光纤到交换箱(Fiber To The Cabinet; FTTCab)、光纤到路边(Fiber To The Curb; FTTC)、光纤到大楼(Fiber To The Building; FTTB)及光纤到户(Fiber To The Home; FTTH)等4种服务形态。美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地(Fiber To The Premise; FTTP)。上述服务可统称FTTx。

1.1.FTTC

FTTC为目前最主要的服务形式，主要是为住宅区的用户作服务，将ONU设备放置于路边机箱，利用ONU出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送电话及上网服务。FTTC的传输速率为155Mb/s。FTTC与交换局之间的接口采用ITU-T制定的接口标准V5。

1.2.FTTB

FTTB依服务对象区分有两种，一种是公寓大厦的用户服务，另一种是商业大楼的公司行号服务，两种皆将ONU设置在大楼的地下室配线箱处，只是公寓大厦的ONU是FTTC的延伸，而商业大楼是为了中大型企业单位，必须提高传输的速率，以提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。

1.3.FTTH

至于FTTH，ITU认为从光纤端头的光电转换器(或称为媒体转换器MC)到用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。FTTH将光纤的距离延伸到终端用户家里，使得家庭内能提供各种不同的宽带服务，如VOD、在家购物、在家上课等，提供更多的商机。若搭配WLAN技术，将使得宽带与移动结合，则可以达到未来宽带数字家庭的远景。

1.4.FTTP

FTTP(fiber to the premise，光纤到用户所在地)，北美术语，FTTP将光缆一直扩展到家庭或企业。由于光纤可提供比最后一公里使用的双绞线或同轴电缆更多的带宽，因此运营商利用它来提供语音、视频和数据服务。FTTP具有25M到50Mbps或更高的速度，相比之下，其他类型的宽带服务的最大速度约为5M到6Mbps。此外FTTP还支持全对称服务。

1.5.FTTZ

FTTZ(Fiber To The Zone)，是指光纤到小区。FTTx技术主要用于接入网络光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备，局端设备为光线路终端(Optical Line Terminal; OLT)、用户端设备为光网络单元(Optical Network Unit; ONU)或光网络终端(Optical Network Terminal; ONT)。

FTTx技术主要用于接入网络光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备，局端设备为光纤线路终端(Optical Line Terminal; OLT)、用户端设备为光网络单元(Optical Network Unit; ONU)或光网络终端(Optical Network Terminal; ONT)及连接两者的设备ODN(光分配网络)。

根据光纤到用户的距离来分类，可分成:光纤到交换箱----FTTCab (Fiber To The Cabinet)、光纤到路边----FTTC (Fiber To The Curb )、光纤到大楼----FTTB (Fiber To The Building)、光纤到户----FTTH (Fiber To The Home)、光纤到桌面----FTTD(Fiber To The Desk)等多种服务形态。美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地(Fiber To The Premise; FTTP)。上述服务可统称FTTx。

从中心局到离家庭或办公室一千英尺以内的路边之间光缆的安装和使用。利用FTTC，同轴电缆或其他介质可以把信号从路边传递到家中或办公室里。FTTC代替了普通旧式电话服务，能够只能通过一条线就可以完成电话、有线电视、因特网接入、多媒体和其他通信业务的分发。

在 FTTC 结构中引入线部分是用户专用的，现有铜缆设施仍能利用，因而可以推迟耗资巨大的引入线部分(有时甚至配线部分，取决于ONU位置)的光纤投资，具有较好的经济性。一般是先敷设了一条很靠近用户的潜在宽带传输链路，一旦有宽带业务需要，可以很快地将光纤引至用户处，实现光纤到家的战略目标。同样，如果经济性需要，也可以用同轴电缆将宽带业务提供给用户。由于其光纤化程度已十分靠近用户，因而可以较充分地享受光纤化所带来的一系列优点，诸如节省管道空间，易于维护，传输距离长，带宽大等。由于 FTTC 结构是一种光缆/铜缆混合系统，最后一段仍然为铜缆，还有室外有源设备需要维护，从维护运行的观点仍不理想。但是如果综合考虑初始投资和年维护运行费用的话，FTTC结构在提供 2Mbit/s以下窄带业务时，仍然是 OAN 中最现实经济的。然而对于将来需要同时提供窄带和宽带业务时，这种结构就不够理想了，对以后的宽带业务就不够了，可能不得不减少节点数和用户数，或者采用 1500nm 波长区来传宽带业务。还有一种方案是干脆将宽带业务放在独立的光纤中传输，例如采用HFC结构。此时在 HFC 上传模拟或数字图像业务，而 FTTC 主要用来传窄带交互型业务，具有一定灵活性和独立性，但需要有两套基本独立的基础设施。

它是利用数字宽带技术，光纤直接到小区里，再通过双绞线(超五类双绞线或4对非屏蔽双绞线)到各个用户。FTTB采用的是专线接入，无需拨号，安装简便，客户端只需在计算机上安装一块网卡即可进行24小时高速上网。FTTB提供最高上下行速率是10Mbps(独享)。是一种基于优化光纤网络技术的宽带接入方式，采用光纤到楼，网线到户的方式实现用户的宽带接入，我们称为FTTB+LAN的宽带接入网(简称FTTB)。

指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。FTTH+以太网比ADSL(ADSL再拨号的时候会建立最高理论8Mbps的下载带宽，这个带宽是永远不会改变的。不过实际上由于ADSL的噪声检测机制如果线路情况不好那么一开始建立的连接显然不可能达到理论值，可能最后是5Mbps，这个带宽也是不会改变的。)和ISDN(欧洲普及的电话网络形式)的传输速度快多了。

光纤连接ONU主要有两种方式，一种是点对点形式拓扑(Point to Point; P2P)，从中心局到每个用户都用一根光纤;另外一种是使用点对多点形式拓扑方式(Point to Multi-Point; P2MP)的无源光网络(Passive Optical Network; PON)，其拓扑结构如图2所示。对于具有N个终端用户的距离为M km的无保护FTTx系统，如果采用点到点的方案，需要2N个光收发器和NM km的光纤。但如果采用点到多点的方案，则需要N十1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，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，有着明显的成本优势。

图2 PON的拓扑结构

⒉1.点到点的FTTx解决方案

点对点直接光纤连接具有容易管理、没有复杂的上行同步技术和终端自动识别等优点。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。但是这些优点并不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。

Ethernet + Media Converter就是一种过渡性的点对点FTTH方案，此种方案使用媒体转换器(Media Converter;MC)方式将电信号转换成光信号进行长距离的传输。其中MC是一个单纯的光电/电光转换器，它并不对信号包做加工，因此成本低廉。这种方案的好处是对于已有的电的Ethernet设备只需要加上MC即可。MC方式的拓扑结构如图3所示。不必更换支持光纤传输的网卡，只需要加上MC，这样用户可以减少升级的成本，是点对点FTTH方案过渡期间网络的解决方案。由于其技术架构相当简单、便宜并直接结合以太网络而一度成为日本FTTH的主流。

图3 使用Media Converter

⒉2.点到多点的FTTx解决方案

在光接入网中，如果光配线网(ODN)全部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接人网就是PON。PON的架构主要是将从光纤线路终端设备OLT下行的光信号，通过一根光纤经由无源器件Splitter(光分路器)，将光信号分路广播给各用户终端设备ONU/T，这样就大幅减少网络机房及设备维护的成本，更节省了大量光缆资源等建置成本，PON因而成为FTTH最新热门技术。

2.3.PON接入网技术

PON作为一种接入网技术，定位在常说的"最后一公里"，也就是在服务提供商、电信局端和商业用户或家庭用户之间的解决方案。

随着宽带应用越来越多，尤其是视频和端到端应用的兴起，人们对带宽的需求越来越强烈。在北美，每个用户的带宽需求在5年内将达到20~50Mb/s，而在10年内将达到70Mb/s。在如此高的带宽需求下，传统的技术将无法胜任，而PON技术却可以大显身手。

1987年英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念。下面对几种分别进行介绍。

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。各大电信设备制造商也研发出了APON产品，由于APON只能为用户端提供ATM服务，2001年底FSAN更新网页把APON改名为BPON，即"宽带PON"， APON标准衍变成为能够提供其他宽带服务(如Ethernet接入、视频广播和高速专线等)的BPON标准。

在局域网领域，Ethernet技术高速发展。Ethernet已经发展成为了一个广为接受的标准，全球有超过400万个以太端口，95%的LAN都是使用Ethernet技术。Ethernet技术发展很快，传输速率从 10 Mbit/s、100Mbit/s到1000Mbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s，呈数量级提高;应用环境也从LAN向MAN、核心网发展。

EPON就是是由IEEE 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Ethernet为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式。EPON也提供一定的运行维护和管理(OAM)功能。

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(p802.1p)和虚拟局域网(VLAN)。另外，和GPON相比它的传输效率较低。

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&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ITU-T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。