FTTH技術(shù)對比及光纖接入技術(shù)應(yīng)用策略

　　現(xiàn)有的FTTH技術(shù)主要包括無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network——PON）接入技術(shù)和小區(qū)有源交換光網(wǎng)絡(luò)（Active Optical Network——AON）接入技術(shù)，它們各有優(yōu)勢，適合于不同的應(yīng)用環(huán)境。本文將根據(jù)我國住宅小區(qū)的特點(diǎn)，比較上述兩種FTTH技術(shù)在我國住宅小區(qū)應(yīng)用的優(yōu)劣，通過闡明FTTH接入技術(shù)在我國住宅小區(qū)應(yīng)用的幾個(gè)突出問題，淺談我國發(fā)展FTTH應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用策略。

1． 我國FTTH目標(biāo)市場特點(diǎn)

　　目前，我國FTTH主要目標(biāo)市場無疑是大中小城市住宅小區(qū)的住戶，城市住宅小區(qū)一般為花園式住宅小區(qū)，其突出特點(diǎn)是：住戶密度高，單一花園住宅小區(qū)一般有500—3000住戶,有些甚至是上萬個(gè)住戶；住宅小區(qū)（包括商業(yè)大廈）一般配備通信機(jī)房，用于安裝整個(gè)小區(qū)通信接入設(shè)備和線路交接，這種配置是電信運(yùn)營商相互競爭和多種電信業(yè)務(wù)綜合接入的需要，機(jī)房到用戶距離普遍小于1km；主要電信運(yùn)營商和有線電視運(yùn)營商普遍都已鋪設(shè)小芯數(shù)（一般為4到12芯）光纜到住宅小區(qū)或商業(yè)大廈的機(jī)房；小區(qū)內(nèi)住戶通信和CATV接入線纜資源歸屬各運(yùn)營商所有。我國FTTH目標(biāo)市場另一特點(diǎn)是電信業(yè)務(wù)提供存在行業(yè)壁壘：電信運(yùn)營商不容許經(jīng)營CATV業(yè)務(wù)，而且這一現(xiàn)狀在未來相當(dāng)一段時(shí)間無法改變。

2． 我國FTTH接入技術(shù)選擇

1) 無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在我國FTTH應(yīng)用面臨的問題

　　理想無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network——PON）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與分布，其主要特點(diǎn)是：光線路終端（Optical Line Terminal——OLT）置于電信運(yùn)營商中心機(jī)房，無源光分配器放置（Splitter)盡量靠近用戶端的光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit——ONU）。OLT與ONU之間的距離等于電信運(yùn)營商中心機(jī)房到用戶的距離，與目前固定電話的接入距離相仿，一般為幾公里，Splitter距ONU一般為幾十米到幾百米。PON的這種結(jié)構(gòu)和布局突出體現(xiàn)了PON的優(yōu)勢：從中心機(jī)房至用戶的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)為無源網(wǎng)絡(luò)；大量節(jié)約中心機(jī)房至用戶的光纜資源；因?yàn)槭且稽c(diǎn)對多點(diǎn)，精簡中心機(jī)房設(shè)備數(shù)量與規(guī)模，減少中心機(jī)房配線數(shù)量。

　　無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在住宅小區(qū)的理想布局：OLT置于電信運(yùn)營商中心機(jī)房，根據(jù)Splitter盡量靠近用戶原則，Splitter放置于樓層配線箱。很顯然，這一理想布局能突顯PON的固有優(yōu)勢，但將不可避免帶來以下問題：第一，從中心機(jī)房至小區(qū)需要高芯數(shù)光纜，如3000戶小區(qū)，按1：16分支比計(jì)算，需要近200芯的光纜，而目前一般只有4-12芯，增加鋪設(shè)光纜非常困難；第二，用戶無法自由選擇運(yùn)營商，只能選擇單一電信運(yùn)營商提供的服務(wù)，不可避免出現(xiàn)單一運(yùn)營商壟斷業(yè)務(wù)情形，不利于多運(yùn)營商的競爭，用戶利益無法得到有效保障；第三，無源光分配器置于樓層配線箱將使配線節(jié)點(diǎn)非常分散，導(dǎo)致放號、維護(hù)和管理非常困難，甚至幾乎不可能；第四，無法提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其接入端口的利用率，因?yàn)樵趩我籔ON的覆蓋范圍內(nèi)，用戶接入率很難做到100%。

　　無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在住宅小區(qū)的現(xiàn)實(shí)布局：OLT和Splitter均放置在小區(qū)機(jī)房里。這種現(xiàn)實(shí)布局優(yōu)點(diǎn)是：中心機(jī)房至住宅小區(qū)只需要低芯數(shù)光纜，現(xiàn)有光纜資源就能滿足需要；整個(gè)住宅小區(qū)接入線路均在小區(qū)機(jī)房配線，容許用戶自由選擇不同電信運(yùn)營商，對電信運(yùn)營商而言網(wǎng)絡(luò)非常容易放號、維護(hù)和管理；由于接入設(shè)備和配線架同在小區(qū)機(jī)房，無疑顯著提高設(shè)備端口利用率，接入設(shè)備可以根據(jù)接入用戶數(shù)增加而逐步擴(kuò)容。但這種現(xiàn)實(shí)的布局也有其明顯的缺點(diǎn)：首先，丟棄PON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是無源網(wǎng)絡(luò)的最大優(yōu)勢，中心機(jī)房至用戶網(wǎng)絡(luò)還是有源網(wǎng)絡(luò)；其次，并沒有因?yàn)镻ON而節(jié)約光纜資源；再者，PON設(shè)備成本高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

　　綜上所述，PON在住宅小區(qū)FTTH應(yīng)用中存在矛盾的兩面：按PON的理想網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和布局固然可以發(fā)揮其原有優(yōu)勢：從中心機(jī)房至用戶的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)為無源網(wǎng)絡(luò)，大量節(jié)約中心機(jī)房至用戶的光纜資源，精簡中心機(jī)房設(shè)備數(shù)量與規(guī)模；但同時(shí)也帶來幾乎無法接受的缺點(diǎn)：須要大量增加鋪設(shè)光纜線路；配線節(jié)點(diǎn)分散，放號、維護(hù)和管理異常困難；用戶無法自由選擇運(yùn)營商，不利于多運(yùn)營商的競爭，用戶利益無法得到有效保障；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其接入端口利用率低。而如果采用無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在住宅小區(qū)的現(xiàn)實(shí)布局，現(xiàn)有光纜資源就能滿足需要，小區(qū)機(jī)房統(tǒng)一配線，非常容易放號、維護(hù)和管理，用戶可以自由選擇運(yùn)營商，顯著提高設(shè)備端口利用率，但同時(shí)也丟棄了PON是無源網(wǎng)絡(luò)和節(jié)約光纜資源這兩大優(yōu)勢，就目前還必須忍受PON設(shè)備成本高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等劣勢。{{分頁}}

2) 我國住宅小區(qū)FTTH接入技術(shù)選擇——小區(qū)有源交換光網(wǎng)絡(luò)（Active Optical Network——AON）的點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）接入技術(shù)

　　很明顯，PON的優(yōu)勢在高密度住宅小區(qū)中蕩然無存。在目前PON技術(shù)不十分成熟，而且設(shè)備價(jià)格居高不下情況下，我們認(rèn)為FTTH接入選擇AON技術(shù)更為科學(xué)和可行，因?yàn)椋?

　　小區(qū)普遍設(shè)有機(jī)房；

　　AON的P2P技術(shù)成熟、成本低，能輕易提供100M或1G的帶寬，與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無縫鏈接；

　　無需增加鋪設(shè)中心機(jī)房至小區(qū)的光纜；

　　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)成本低；

　　集中在小區(qū)機(jī)房配線，易于放號、維護(hù)和管理；

　　容許用戶自由選擇運(yùn)營商，有利于多運(yùn)營商的競爭，通過競爭用戶利益能得到有效保障；

　　設(shè)備端口利用率非常高，可以根據(jù)接入用戶數(shù)增加而逐步擴(kuò)容。

　　基于AON的FTTH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從電信運(yùn)營商中心機(jī)房至小區(qū)機(jī)房沿用目前已有的低芯數(shù)光纜，在小區(qū)機(jī)房放置交換系統(tǒng)，從小區(qū)機(jī)房至用戶端采用點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）組網(wǎng)方式，接入設(shè)備和配線架統(tǒng)一放置小區(qū)機(jī)房，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)采用技術(shù)成熟、成本低廉的以太網(wǎng)協(xié)議。AON的點(diǎn)對點(diǎn)FTTH網(wǎng)絡(luò)是目前在日本和美國普遍采用的FTTH接入技術(shù)，在目前全球500萬線的FTTH用戶中，95%以上采用有源交換的P2P技術(shù)。其突出優(yōu)勢有：

　　高帶寬：輕易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定雙向100MB寬帶接入；

　　可以支持Internet寬帶接入、CATV接入和電話接入，在接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一；

　　支持未來可預(yù)見的新業(yè)務(wù)：可視電話、VOD、數(shù)字影院、遠(yuǎn)程辦公、在線展覽、電視教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、數(shù)據(jù)存儲及備份等等；

　　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、接入成本低；

　　只有小區(qū)機(jī)房是有源節(jié)點(diǎn)，集中機(jī)房配線，降低維護(hù)成本，提高設(shè)備端口利用率；

　　容許用戶自由選擇運(yùn)營商，有利于電信運(yùn)營商的相互競爭；

　　有效節(jié)約中心機(jī)房至小區(qū)的光纜資源，無需增加鋪設(shè)中心機(jī)房至小區(qū)的光纜。 {{分頁}}

　　我們認(rèn)為FTTH接入選擇AON技術(shù)更為科學(xué)和可行，還因?yàn)镻ON在標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)上發(fā)展存在不確定性：

　　標(biāo)準(zhǔn)剛剛出現(xiàn)，多種版本(EPON&GPON)，標(biāo)準(zhǔn)的競爭對未來推廣存在不確定性。

　　相關(guān)器件須要3-5年的標(biāo)準(zhǔn)化和成熟過程， 在未來3-5年內(nèi)難與目前以太網(wǎng)P2P器件在成本上和普及上相競爭。

　　PON的光電器件造價(jià)高昂：高功率、高速突發(fā)性收發(fā)；目前光電器件遠(yuǎn)無法滿足生產(chǎn)低成本PON系統(tǒng)要求。

　　目前國外EPON的設(shè)備平均售價(jià)一線為1000—1500美元。

3． 重視FTTH技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，切忌盲目要求支持全業(yè)務(wù)接入

　　很多用戶動軋要求FTTH支持全業(yè)務(wù)，要求同時(shí)支持寬帶上網(wǎng)、有線電視（CATV）接入和傳統(tǒng)固定電話接入，即所為三網(wǎng)合一接入，希望實(shí)現(xiàn)FTTH接入技術(shù)一步到位。我們認(rèn)為，能支持寬帶上網(wǎng)、有限電視（CATV）接入和普通固定電話接入固然理想，但這實(shí)際上存在巨大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

　　目前全球500萬線的FTTH用戶中，97%以上的FTTH接入網(wǎng)絡(luò)只提供Internet寬帶接入業(yè)務(wù)，因?yàn)镕TTH提供傳統(tǒng)固定電話成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有固定電話技術(shù)成本，而且利用光纖傳輸傳統(tǒng)固定電話還存在電話供電問題。雖然AON、EPON和GPON都支持三網(wǎng)合一接入。但EPON和GPON標(biāo)準(zhǔn)剛剛頒布，技術(shù)成熟尚需時(shí)日，EPON和GPON這兩種標(biāo)準(zhǔn)相互競爭對未來推廣也存在不確定性，而其一點(diǎn)對多點(diǎn)的無源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并不適合中國高密度住宅小區(qū)應(yīng)用，再者，EPON和GPON相關(guān)器件至少須要5年的標(biāo)準(zhǔn)化和成熟過程，在未來5年內(nèi)難與目前以太網(wǎng)P2P器件在成本上和普及上相競爭，目前光電器件遠(yuǎn)無法滿足生產(chǎn)低成本PON系統(tǒng)要求。由此可見，在現(xiàn)階段盲目追求利用EPON或GPON的FTTH全業(yè)務(wù)接入將不可避免帶來巨大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

　　在接入網(wǎng)上，光纖替代各種銅質(zhì)纜線是必然趨勢，但一夜之間光纖就徹底替代銅質(zhì)纜線，所有業(yè)務(wù)都通過光纖接入是不現(xiàn)實(shí)的，也是無法想象的。任何技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用都是循序漸進(jìn)的，F(xiàn)TTH也不例外。因此在FTTH發(fā)展和推廣初期，光纖與銅質(zhì)纜線共存是必然的，光纖與銅質(zhì)纜線的共存能使用戶和電信運(yùn)營商有效避免FTTH的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。首先，可以在初期采用AON接入技術(shù)低成本實(shí)現(xiàn)FTTH的寬帶接入，而CATV和傳統(tǒng)固定電話仍然采用同軸線和雙絞線接入，對別墅區(qū)也可以低成本通過光纖同時(shí)實(shí)現(xiàn)CATV接入，免鋪同軸線；其次，目前我國電信業(yè)務(wù)提供存在行業(yè)壁壘，電信運(yùn)營商不允許經(jīng)營CATV業(yè)務(wù)，反之CATV運(yùn)營商不許經(jīng)營傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)（如電話），而且這一現(xiàn)狀在未來相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)無法改變，因此單一運(yùn)營商無法在FTTH接入網(wǎng)絡(luò)提供三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)；再次，由于光纜壽命可以達(dá)40年，而銅質(zhì)纜線一般為10年，因此當(dāng)銅質(zhì)纜線因壽命出現(xiàn)通信質(zhì)量下降時(shí)，不需再鋪設(shè)任何纜線，只需升級光纖設(shè)備，就可以提供原銅質(zhì)纜線提供的業(yè)務(wù)，實(shí)際上，任何時(shí)候只要技術(shù)成熟且成本能夠被接受，就可以隨時(shí)升級光纖設(shè)備，及時(shí)享受FTTH新技術(shù)帶來的便捷和高帶寬。

　　綜上所述，目前選擇光纖與銅質(zhì)纜線共存，采用AON的Fiber P2P的FTTH實(shí)現(xiàn)Internet寬帶接入，CATV和傳統(tǒng)固定電話仍然采用同軸線和雙絞線接入，能有效避免FTTH技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)，盡早享受FTTH新接入技術(shù)帶來的便捷和高帶寬，而在技術(shù)成熟且成本能夠被接受，同時(shí)行業(yè)壁壘消除的時(shí)候，可以隨時(shí)升級光纖設(shè)備，實(shí)現(xiàn)FTTH全業(yè)務(wù)接入。 {{分頁}}

4． 用發(fā)展眼光看FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的高投入

　　人們一提到光纖通信，往往聯(lián)想到其高成本，潛意識認(rèn)為FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一定是高投入，而缺乏理性和發(fā)展的眼光分析FTTH投資效益。這種光纖網(wǎng)絡(luò)必然是高投入的潛意識主要表現(xiàn)在：錯(cuò)誤認(rèn)為光纜價(jià)格高，光纜鋪設(shè)施工難度大且成本高，日后光纖網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)成本高，光纖網(wǎng)絡(luò)初期投資高。

　　就在3年前，光纜價(jià)格確實(shí)比銅纜價(jià)格貴，但今天，隨著光纖生產(chǎn)技術(shù)的成熟和普及，光纜的市場價(jià)格（每芯每米只需幾毛錢）已低于普通銅質(zhì)纜線的價(jià)格，而且由于生產(chǎn)光纖的材料是大自然中用之不盡取之不竭的二氧化硅，其價(jià)格仍然會隨時(shí)間推移繼續(xù)下降，而銅質(zhì)線纜則相反，隨著銅材料的消耗其價(jià)格將隨時(shí)間推移而上漲，光纜價(jià)格高于銅質(zhì)纜線價(jià)格的時(shí)代已一去不復(fù)返。

　　無可置疑，光纜鋪設(shè)施工難度較銅質(zhì)纜線大且成本也較銅質(zhì)纜線高，但這主要是施工的成本，我們知道，線纜埋設(shè)和架設(shè)是勞動密集型工作，在我國勞動力價(jià)格非常便宜的情形下無疑不是突出問題，再說，由于光纜壽命可以達(dá)40年，而銅質(zhì)纜線一般為10年，光纜不需要定期更換和再鋪設(shè)，可以一勞永逸，從發(fā)展的眼光看一次光纜鋪設(shè)成本無疑遠(yuǎn)低于多次銅質(zhì)纜線鋪設(shè)的成本。

　　通信網(wǎng)絡(luò)日后維護(hù)成本取決于網(wǎng)絡(luò)的可靠性和可管理性，由于光纖通信具有不受電磁場干擾、通信內(nèi)容絕對保密、幾乎沒有極限的帶寬，尤其是光纖連接頭的可靠性遠(yuǎn)比銅線連接頭（如RJ45連接頭）高，這些優(yōu)勢確保了FTTH光纖網(wǎng)絡(luò)比一般銅質(zhì)纜線組成的網(wǎng)絡(luò)可靠性要高的多，同時(shí)光纖傳輸距離遠(yuǎn)，在同樣的物理需求和網(wǎng)絡(luò)功能需求下，在結(jié)構(gòu)上寬帶接入的FTTH光纖網(wǎng)絡(luò)一定比銅線網(wǎng)絡(luò)簡單，網(wǎng)絡(luò)簡單無疑也就更好管理和維護(hù)，顯而易見，在日后維護(hù)管理支出方面，光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)普遍低于銅線網(wǎng)絡(luò)。

　　就目前設(shè)備價(jià)格而言，與傳統(tǒng)寬帶接入技術(shù)相比，建設(shè)FTTH接入網(wǎng)絡(luò)初期投入確實(shí)稍高一些，但在分析投資效益時(shí)，如果把光纜40年折舊，F(xiàn)TTH光纖網(wǎng)絡(luò)更低的日后維護(hù)管理成本，和FTTH光纖網(wǎng)絡(luò)比銅線網(wǎng)絡(luò)更高的可靠性多所帶來的更高用戶接入率等因素同時(shí)考慮進(jìn)去，我們將發(fā)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)比銅線網(wǎng)絡(luò)具有更高的投資收益。

　　可見，以發(fā)展的眼光、科學(xué)理性地分析FTTH投資效益顯得非常重要。

5． 結(jié)束語

　　迄今為止，F(xiàn)TTH主要在日本和美國得到一定規(guī)模的應(yīng)用，全球FTTH共有約500萬用戶。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，電信產(chǎn)品消費(fèi)水平普遍較低，目前商業(yè)FTTH用戶還非常少（幾乎為零），F(xiàn)TTH推廣尚處于起步階段，為此，選擇適合我國國情的FTTH技術(shù)，重視FTTH存在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，和以發(fā)展的眼光分析FTTH投資效益對推動我國FTTH的普及至關(guān)重要。