基于FTTH的三網合一實現(xiàn)方案

詳細介紹了“三網合一”的概念和這種網絡體系具有的特征，從政治、經濟、社會和技術的角度論述了“三網合一”是大勢所趨。從價格、技術以及帶寬的角度論述了FTTH是實現(xiàn)“三網合一”的最終解決方案，并指出EPON/GPON是實現(xiàn)FTTH的最佳技術。從而得出“三網合一”的趨勢必然會促進FTTH的發(fā)展，反過來FTTH的發(fā)展必然會促進“三網合一”的盡早實現(xiàn)。

0、引言

　　接入網是連接城域網/骨干網和用戶駐地網的橋梁，科技的進步和經濟的全球化導致社會信息化進程的加快，傳統(tǒng)的接入技術已經遠遠不能滿足用戶的需要，接入網已經成為網絡寬帶化的“瓶頸”。隨著光纖以及光器件價格的不斷降低，在成本上已經充分具備實現(xiàn)寬帶光纖接入的可能性。在寬帶業(yè)務普及率比較高的國家（如日本、韓國、美國等），已經逐步開始大規(guī)模發(fā)展光纖到戶（FTTH）。人們逐漸認識到FTTH是接入網寬帶化一勞永逸的解決方案，實現(xiàn)真正意義上的三網合一。

1、三網合一的概念

　　所謂三網合一即原先獨立設計運營的傳統(tǒng)電信網、計算機互聯(lián)網和有線電視網將趨于相互滲透和相互融合。相應地，三類不同的業(yè)務、市場和產業(yè)也將相互滲透和相互融合，以三大業(yè)務

來分割三大市場和行業(yè)的界限逐步變得模糊，逐漸形成一個統(tǒng)一的網絡系統(tǒng)，并以全數(shù)字化的網絡設施來支持包括數(shù)據、話音和視頻圖像在內的所有業(yè)務的通信。因此，這種網絡體系具有以下幾個特征：

　　1）網絡在物理層上是互通的，也就是說，網絡之間要互相透明。

　　2）用戶只需一個物理網絡連接，就可以享用其他網絡的資源或者與其他網絡上的用戶通信。

　　3）在應用層上，網絡之間業(yè)務是相互滲透和交叉的，但又可以相互獨立，互不妨礙，并且在各自的網絡上可以像以往那樣獨立發(fā)展自己的新業(yè)務。

　　4）網絡之間的協(xié)議兼容或者可以進行轉換。

2、FTTH是實現(xiàn)三網合一的最終解決方案

　　事實上，接入部分兩邊目前都已跨入吉比特級以上的速率，只有突破接入部分的帶寬“瓶頸”，才能使整個網絡有效發(fā)揮寬帶的作用，真正推動寬帶業(yè)務的發(fā)展，給運營商帶來經濟效益和社會效益。

　　目前的ADSL技術是建立在銅線基礎上的寬帶接入技術，隨著國際銅纜價格的持續(xù)攀升，以銅纜為基礎的xDSL的線路成本會越來越高；作為有源設備，電磁干擾難以避免，維護成本也會越來越高；隨著全網的光纖化進程繼續(xù)向用戶側延伸，端到端寬帶連接的限制將越來越集中在接入段，目前ADSL上行1Mbit/s和下行8Mbit/s的連接速率已無法滿足高端用戶的長遠需求。盡管ADSL2和ADSL2+技術有望緩解這一壓力，但其速率和傳輸距離的繼續(xù)大幅度提高是受限的，不能指望有本質性突破。另外，VDSL雖然可以解決ADSL的部分問題，提供高達50MHz的帶寬，但是其傳輸距離受到極大的限制。

　　實時的廣播電視占據帶寬約500MHz，要用Internet去傳送或采用點播方式是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)有的廣播電視網經過HFC雙向改造后，上行帶寬為40MHz，在傳送廣播電視的基礎上兼顧IP業(yè)務，可滿足部分數(shù)據業(yè)務的要求。但是在許多用戶分享帶寬的情況下，每戶得到的上行帶寬與ADSL差不多，難以滿足今后大量上行業(yè)務的發(fā)展。

　　光纖是迄今為止最好的傳輸媒介，光纖接入技術與其他接入技術（如銅雙絞線、同軸電纜、五類線、無線等）相比，最大優(yōu)勢在于可用帶寬大，它能提供的有用帶寬高達75000Gb/s，光纖接入網還有傳輸質量好、傳輸距離長、抗干擾能力強、網絡可靠性高、節(jié)約管道資源等特點，是FTTH的發(fā)展動力所在。

　　從2004年開始，IPTV業(yè)務引起了業(yè)界的廣泛關注。它不僅有望能夠在很大程度上解決寬帶的內容問題，更使得潛在的寬帶用戶群擴展到了TV用戶群。以IPTV為代表的網絡視頻業(yè)務對于帶寬的需求遠遠超過傳統(tǒng)的WEB瀏覽、E-mail等業(yè)務，因此FTTH成為大規(guī)模承載IPTV業(yè)務的理想方式。此外我們還應注意HDTV，目前其傳輸速率尚需19.2Mbps，用H.264技術可壓縮到5Mbps～6Mbps。通常認為對QoS有所保證的ADSL的最高傳輸速率是2Mbps，仍難以傳輸HDTV，可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。

　　價格不再是FTTH發(fā)展的主要障礙。光纖從2000年的1.2元/米，已下滑到今天的0.1元/米；155M收發(fā)模塊，2000年的價格為4000元，如今卻不到100元；ASIC芯片也比初期下降了30%～40%；GPON的成本（包括局端和用戶端）也從04年的2500元/線下滑至現(xiàn)在的1500元/線了。

圖1　某小區(qū)低成本FTTH三網合一組網方案

截止到2005年一季度，烽火通信和武漢電信合作，建設了武漢紫菘花園408戶FTTH商用試點工程；與湖北網通合作，承建了南湖都市桃源的713戶FTTH商用試點工程；與四川綿陽電信合作，承建了FTTO網吧接入等工程。這些工程的開通，標志著我國FTTH應用又上了一個新的臺階，為FTTH日后的規(guī)模應用和推廣提供了寶貴的借鑒作用。

3、EPON/GPON：實現(xiàn)FTTH的最佳技術

　　FTTH涉及的技術很多，包括光器件、光傳輸系統(tǒng)、光纖光纜、安裝、維護監(jiān)控等方面，其中傳輸技術和設備是關鍵，而EPON/GPON技術便是公認的實現(xiàn)FTTH的最佳技術之一。

　　無源光網絡（PON）技術是一種點到多點的光纖接入技術，如圖2所示，它由局側的OLT（光線路終端）、用戶側的ONU（光網絡單元）以及ODN（光分配網絡）組成。所謂“無源”，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成，因此其管理維護的成本較低。PON技術的概念是20世紀90年代初提出的，可分為用于窄帶TDM業(yè)務接入的窄帶PON技術和用于寬帶接入的基于ATM傳送的BPON（APON）、基于Ethernet分組傳送的EPON技術以及兼顧ATM/Ethernet/TDM綜合化的GPON技術。

　　GPON支持多種速率等級，可支持上下行不對稱速率，上行不一定要支持1Gbit以上速

率，因此與EPON只能支持對稱1Gbit單一速率相比， GPON的光器件選擇余地更大，從而可降低成本。EPON只支持Class A和B的ODN等級，而GPON可支持Class A、B和C，因此GPON可支持高達128的分路比和長達20km的傳輸距離。

　　單從協(xié)議上比較，因為EPON標準是以802.3體系結構為基礎的，因此與GFON標準相比其協(xié)議分層更簡單、系統(tǒng)實現(xiàn)更容易，更由于目前以太網芯片的成熟性，其系統(tǒng)成本更低。

　　目前業(yè)內關于EPON和GPON孰優(yōu)孰劣還存在很大爭議，但接入網存在技術多樣化的鮮明特點，因此如果EPON/GPON能達到技術成熟、成本低廉的目標，將來都應該會得到應用，但未來1～2年，EPON將會走在GPON的前面，北美和日本的很多運營商都開始采用EPON技術裝備其 FTTP/FTTH網絡。

圖2　PON網絡結構與分布

4、結論

　　FTTH規(guī)模應用和推廣還需盡快完善行業(yè)技術標準，設備制造商應聯(lián)合標準化組織、運營商、器件廠商及設計部門，從系統(tǒng)技術標準、FTTH器件技術標準、FTTH光纜技術標準、FTTH工程配套設備技術標準、FTTH工程施工標準和FTTH測試標準等六個方面，全面制定FTTH行業(yè)技術標準和規(guī)范，以指導FTTH應用。盡管前行的路還充滿了挑戰(zhàn)，但是三網合一的趨勢必然會促進FTTH的發(fā)展，反過來FTTH的發(fā)展必然會促進三網合一的盡早實現(xiàn)。