光进铜退如何利用PON技术接入

光进铜退如何利用PON技术接入2011-11-0708:49:07来源：千家综合布线网接入网是电信通信网的重要组成部分，它直接面对最终用户提供各种业务，需要适应不同用户对业务种类、质量、性能、带宽等各方面不同的要求。为了应对接入网面临的问题，电信运营商不约而同地提出了“光进铜退”的接入网发展策略，将投资重心转向光接入网，严格控制铜缆投资和使用，分阶段有步骤地实现接入网光纤化，不断缩短铜缆长度，最终实现光纤到家庭(FTTH)。“光进铜退”的驱动力PON作为一种新兴技术，具有高带宽、节省远端有源机房、便于维护、业务部署迅速等特点，将在宽带接入网中得到广泛应用。在业务、组网成本、技术、竞争等多方面驱动下，光纤直接接入商业用户并提供综合业务接入成为接入网发展的方向。第一，业务驱动。随着互联网和移动通信的迅速发展，一方面，占固网运营商业务收入近70%的语音业务被严重分流;另一方面，宽带接入和基于宽带的业务发展势头迅猛。世界各大运营商都提出了向“综合信息服务商”转型的战略，法国电信预言，今后语音收入只会占运营商收入的10%，而70%以上的收入将来源于宽带增值业务。目前提供的宽带增值业务包括企业邮箱、门户网站、网络存储等，这些宽带增值业务必然对网络接入的双向带宽、时延、信号质量提出了更高的要求，传统的ADSL方式必然难以满足这方面的需求。光纤直接入商业用户，可以为用户提供双向高带宽，低时延，高质量的宽带接入，为提供各类增值业务提供一个强大的网络基础。第二，成本驱动。近年来，一方面，铜作为战略资源，其价格一再上涨，令铜缆的价格也一升再升;另一方面，随着光纤制造工艺的成熟和规模化生产，光纤的价格一再下降。电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层，有时还加有防止水份侵入的严密内护层，或还加机械强度大的外护层，结构较为复杂，电缆的造价甚至超过了一公里光缆的造价加上相关光设备的价格，而且光纤链路的维护成本也大大低于铜缆。因此，运营商在新建网络时，将光纤不断地向用户端进行延伸，“光进铜退”的演进更加迅速。第三，技术驱动。EPON作为光接入网的新型技术，在2004年标准发布的一年多时间内，光器件成本已经下降了70%，光设备成本已经下降了50%，产品和设备都已经完全成熟可用。GPON产品也开始逐步成熟。这些技术的发展和成熟都为FTTX的技术方案扫清了障碍。第四，竞争驱动。随着电信运营的逐步开放，这个领域的竞争也日趋激烈。如何使用更低的投资，更低的维护成本，为客户提供更多、更高质量的业务，为客户更快速、更灵活地发放业务成了各固网运营商的首要问题。目前，某些运营商已经开始对商业用户使用光纤直接入户，提供高质量、高带宽、综合业务接入，作为差异化的竞争手段去向客户提供业务，并获得了很大成功。综合上面各方面的因素，我们可以发现接入网的建设正在向光纤直接入户，提供综合业务接入的方向迅速发展。而在这个趋势中，PON作为一种重要的接入技术，必将在今后的FTTX建设中发挥主流作用。PON技术(包括以太网PON(EPON)、千兆PON(GPON))是发展FTTx的主要实现技术，它可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件下可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，其远程管理能力和无源光分配网结构可大幅降低运维成本，因此可支持多种应用场景。但由于PON采用点到多点的拓扑结构，实际组网应用中分光点(即光分路器的放置位置)在网络中的位置受到用户分布和成本等因素的制约，因此更适合于用户区域较分散、而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。“光进铜退”接入的技术选择EPON和GPON是目前主流的两种PON技术，在进行实际网络部署时，需要对具体的应用环境、设备性能和成本等因素进行综合评估后再选择。那么“光进铜退”的建设中到底该如何利用PON技术接入呢?(1)光纤到交接箱(FTTCab：FiberToTheCabinet)。其特征是：以光纤替换传统的馈线电缆，光网络单元(ONU)部署在交接箱处，ONU下采用其他介质接入到用户，例如采用现有的金属线或者无线，每个ONU支持的用户数为数百户到1000户左右。(2)光纤到楼宇/分线盒(FTTB/C：FiberToTheBuildin/Curb)。其特征是：以光纤替换用户引入点之前的铜线电缆，ONU部署在传统的分线盒处，ONU下采用其他介质接入用户，如现有的金属线或无线，每个ONU支持的用户数为10～100户左右。(3)光纤到公司/办公室(FTTO：FiberToTheOffice)。其特征是：仅利用光纤传输媒质连接通信局端和公司或办公室用户，引入光纤由单个公司或办公室用户独享，ONU/光网络终端(ONT)之后的设备或网络由用户管理。(4)FTTH。其特征是：仅利用光纤传输媒质连接通信局端和家庭住宅，引入光纤由单个家庭住宅独享。“光进铜退”的应用模式除以上四种模式之外，国内外还存在其他FTTx的术语，综合归纳后仍然可以等效划归。不同应用场景下客户的分布密度、业务需求存在很大的差异性，相应的运营商收益也有所区别，如企业客户数量少，但资费高、收益大;家庭用户数量众多，但资费低，等等。综合考虑业务需求、成本和客户分布情况的不同，PON的典型应用场景可分为下面四大类。第一，企业客户。企业客户主要是中小企业和网吧等，其带宽需求一般相对较高(一般超过2Mbit/s，典型需求为10Mbit/s甚至100Mbit/s)，业务需求以IP业务为主，辅以E1语音专线或POTS业务，可以承受较高的资费。此外，企业客户对系统的可用性和维护质量要求较高，这样就对PON设备的长时可用性和运营商的运维部门提出了较高的要求。采用EPON和GPON技术可以较好地满足企业客户的需求，只需在附近具备条件的接入机房或者汇聚机房设置OLT设备，ONU设备放置在用户端，无源光分配器放置在室外或室内(可以采用挂壁式安装)即可。由于不需要建设机房，因此降低了初期投资和后期运维成本。并且多栋楼宇的各种客户通过PON连接起来，构成一个树型/星型的宽带接入网，所有用户共享带宽，某个用户的故障不会影响其他用户的正常使用。另外，分光器是无源设备，故障率低，可以有效解决MSTP的树型/链型网络拓扑可靠性差的问题，只需要增加新的分光器即可扩容，无需破环割接，部署方便。在业务接入方面，数据业务通过ONU以太网口接入，ONU上行通过OLT设备的FE/GE上联口连接至汇聚点业务路由器，TDM业务通过ONUE1接口接入。具体来说，在中小商业客户比较集中的商业楼宇，采用PON技术直接实现FTTO或FTTB+LAN，可为客户提供不同带宽、不同业务类型(包括IP、E1、话音)的个性化服务;在网吧密集地区和新建工业园区，采用PON技术替代光纤直连方式实现FTTO，每个网吧或企业独享一个ONU，在提供稳定传输带宽的同时可节省大量城域光纤资源。第二，视频监控。随着城市监控、交通监控等一系列远程视频监控组网需求的大量出现，视频监控(“全球眼”)、视频通信(“新视通”)等对上行带宽要求较高的业务已经成为运营商的一种收益较高的新型业务。视频监控业务对上行带宽需求较大，一般超过3Mbit/s，终端设备数量大并且在一个区域内呈分散分布，对接入网络的扩展性要求高。采用PON技术承载视频监控业务的回传数据，摄像头通过FE接口直接连接至ONU，可充分利用PON系统上行高带宽的特性，与视频光端机点到点的传输方式相比，可节约大量主干光纤资源。此外，由于此类业务主要用于公共安全防护和行业应用，客户对QoS的要求较高，但对成本不很敏感。第三，家庭用户。ADSL和LAN接入是目前家庭用户宽带接入的主要方式，具有技术成熟、布线简单、成本低等优势，但带宽升级能力有限，同时对小区机房、运维和供电的要求较高;LAN接入还存在网络层次多、故障点多、维护困难、对组播业务的支持能力较弱等缺点，用户带宽升级会造成对光缆和以太网交换机千兆光口数量的要求急剧增加，从而导致网络建设成本大幅增加。由于高端家庭用户和普通家庭用户对资费的承受能力存在一定差异，因此采用PON技术为家庭用户提供高带宽接入服务时需要区分客户类型来采用FTTH或FTTB/C等不同的网络结构。对于别墅区和高档住宅小区，考虑到用户对资费的承受能力较强，可以采用PON直接实现FTTH，OLT放置在局端或小区中心机房，分光器放置在中心机房或弱电箱，ONU放在用户家中。OLT和分光器、分光器和ONU之间采用单纤连接。一步到位解决客户对IP数据、视频和话音的多种业务需求。对于普通家庭用户，采用PON+LAN(多FE端口的ONU)或PON+DSL(内置DSLAM功能模块)实现FTTB，在提供高带宽的同时可大幅降低网络建设成本，满足普通家庭用户对低资费高带宽的要求。第四，农村信息化服务。农村信息化服务是建设社会主义新农村的一项举措，其业务接入点分散，一般沿公路呈链状分布，单点用户较少，用户带宽需求低。在运维方面，存在没有机房或机房环境差、人员维护成本高的困难。采用PON技术通过多级分光方式可适应行政村的链状分布，同时可实现IP、话音和CATV的多业务接入，并节省大量主干光纤资源。但由于是链状网络，因此光分配网络(ODN)一般要求采用多级不均匀分光方式。PON技术长期不能得到实质性的发展，究其原因主要在于网络建设费用昂贵和缺乏有力的业务需求。随着光接入成本的不断下降、铜缆价格和铜线接入网运维成本的攀升、运营商网络向以宽带为特征的下一代网络的转型，以及更多高带宽业务的出现，FTTH或FTTB已经成为所有主流运营商的选择。“光进铜退”在中国已经加速，但FTTH在中国的实现将是一个循序渐进的过程，还有赖于政府、运营商、设备商、器件商、研发机构、用户等多方的不懈努力和持续推进，还需要我们有足够的耐心和恒心。