全球FTTx技术最新进展 |
(发布日期:2007-3-9) 来源:
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近几年来,电信网发展进入了一个历史转折点,宽带化、IP化以及业务融合化的趋势已非常明显,而FTTH作为整个电信网中接入网部分的发展目标,已不再是遥不可及了。业界对FTTH的关注热情日趋高涨,对FTTH相关的网络、技术、市场、标准化等问题的讨论不绝于耳。宽带光接入(FTTx)特别是FTTH的相关技术及其应用在国内外发展非常迅速,已经成为关系全球主要固网运营商未来网络和技术转型的重要领域。
信息产业部电信研究院通信标准研究所 敖立
一、宽带及FTTx在全球的总体发展情况
最新资料统计,截至2006年第三季度,全球的宽带接入用户数已经达到了2.64亿户,年增长率为33.3%。其中,DSL用户数达到了1.73亿户,占全球宽带接入用户总数的65.6%,与CableModem和FTTx相比,DSL技术仍然占据着绝对主导地位。
就FTTx而言,截至2006年第三季度,全球用户数已经达到了约2700万户,占全球宽带用户总数的10.2%,季度增长率约为12.5%,大大高于全球宽带用户及DSL用户的增长率,是CableModem用户增长率的两倍。在FTTx发展较好的亚太和北美地区,FTTx的季度增长率约为20%;在亚太地区,FTTx的用户数已经超过了CableModem用户数。
应该说,随着Internet和其他宽带业务的发展,对接入带宽需求的不断增加,FTTx的应用将变得越来越普遍。尽管FTTx短期内对DSL的威胁还难以形成,但相比于CableModem而言则更具竞争力。亚洲的日本和韩国,对于一些住宅楼密集的区域,FTTx(主要是FTTB)已经是提供宽带Internet连接技术的主要发展趋势。韩国2006年第三季度的宽带用户数为1400万户,其中DSL、CableModem和FTTx的用户数分别为580万户、510万户和300万户,FTTx的发展速度非常快,其中FTTH用户有5万户左右。日本是全世界FTTH发展最好的国家,2006年第三季度FTTH(更准确地说应该是FTTx)用户数已经突破了600万户,已经具备了相当的规模。
二、FTTx技术和设备的发展情况
总体来讲,FTTx技术(尤其是FTTH)虽然具有带宽高、容量大、传输距离长、管理维护方便的特点,但综合考虑技术成熟度、业务需求、建设成本以及竞争形式等各种因素,FTTx尤其是FTTH技术还难以达到像目前DSL一样能够大规模部署的要求。
宽带光接入的主要实现技术包括点对点技术(如点对点光以太网,包括有源、无源两种情况)和点对多点无源光网络技术(如EPON、GPON、BPON等)两大类。无源光网络(PON)技术与点对点方式相比,节省主干光纤和OLT光接口,标准化程度高,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,是近期宽带光接入应用的主要方式。点对点方式的主要优点是专用接入、带宽有保证、设备成本低、覆盖区域较大、在低密度用户区域平均成本较低,适合于用户分布比较分散或带宽需求较高(100Mbit/s以上)的场合,但它不应是宽带光接入的主要方式。
就无源光网络技术而言,BPON/APON由于技术比较复杂、成本较高、速率有限、IP业务映射效率低等原因,不宜再采用。EPON(IEEE802.3-2005)技术是千兆以太网技术与无源光网络(PON)的结合,IEEE标准规定相对简单,易实现,目前技术已基本成熟,商用芯片和设备均较多,成本不断下降。在国外已有百万量级用户的规模商用,能够满足当前主要宽带业务的要求,是近期宽带光接入的主要实现方式。当然,EPON设备目前还面临着OLT和ONU互通性较差、EPON设备管理和维护能力有待加强等问题的挑战。
而GPON技术来自于运营商驱动和FSAN/ITU-T标准化的结合,ITU-TG.984标准规定比较详细,在传输带宽、速率灵活性、传输距离和分路比方面有优势,OAM功能和保护机制相对完善,承载TDM业务能力较强,但技术复杂,目前芯片和设备厂商较少,研发进度明显落后于EPON。从总体上看,设备仍不成熟,没有完整的商用芯片解决方案,尚未实现不同厂商设备的互通,设备稳定性与可靠性等还有待验证,成本较高,产业链不成熟,尚不具备规模商用的条件。就目前传统厂家提供的GPON设备情况来看,GPON技术在2006年取得了长足进步。比如:GPON的光收发模块技术已经比较成熟;一些指标比如1:64的分路比、GEM封装能够较好地符合G.984标准,但在设备的基本功能、性能、业务承载能力、网管功能等方面不同的厂家表现参差不齐;传送TDM业务时钟的能力也没有理论上宣称的那么完善;EPON设备面临的互通性问题也同样困扰着GPON。
需要说明的是,从目前的国际标准角度看,尽管EPON技术在一些方面(如管理维护、保护倒换、安全性、承载TDM业务等)不如GPON,但随着技术的发展和产业化的进步,EPON和GPON技术总体上无本质区别。可以说,未来大规模部署FTTx是采用EPON还是GPON的争论还将继续下去,但当前对于有明确业务需求的地区,EPON技术应该是运营商在所有PON技术中的首要选择。
另外,部署FTTx尤其是FTTH除了要考虑设备之外,还需要关注线缆、施工工艺、维护仪表、光分路器件等问题。目前,市场上已经出现了一些适用于FTTx(尤其是FTTH)的光纤光缆(如室内小弯曲半径、高强度光纤、新型皮线光缆)、光分路器件(如平面波导PLC无源分光器)以及施工工艺(如光缆冷接工艺)等已经基本能够满足网络部署的需要,但这些技术和设施还存在成本高,稳定性和可靠性有待长期运行验证,运营维护的支撑手段(如仪器仪表、光线路诊断技术等)很不完备的问题。
三、FTTx标准化的现状和趋势
FTTx涉及的技术较多,标准化领域较广,包括FTTx的系统技术、线缆、设备管理等各方面,涉及的国际标准化组织有ITU-TSG15、IEEE、DSLForum等,国内的一些标准化组织(如中国通信标准化协会CCSA、运营商)也比较活跃。就目前的情况而言,标准化领域存在以下特点。
就FTTx系统技术而言,GEPON和GPON技术的国际标准化工作已经基本结束,GEPON的标准尽管还存在很多不完善的地方,但出于多方考虑IEEE早在2005年就已经冻结了该标准。ITU-TGPON的标准包括G.984.1-4共4个建议,其中前3个建议已经稳定,G.984.4建议由于涉及系统的管理,由于GPON设备功能会随着需要不断增加,因此G.984.4建议短时间内不会稳定。
随着FTTx技术的不断发展,更高速率或者更新技术的标准化工作已经摆在了IEEE和ITU-T面前。IEEE将准备启动GEPON技术标准化的工作,而ITU-T开始考虑对WDM-PON技术进行标准化工作。
现有EPON技术和GPON技术还存在一些不完善的地方,比如EPON和GPON的互通性、E/GPON的系统级管理维护功能、E/GPONONU的管理等方面,标准化工作仍然存在很大的空间。这其中,DSLForum已经开始考虑GPON互通的技术规范和测试规范、E/GPON的ONU的远程管理规范等方面的工作。CCSA已经组织由运营商(中国电信)等各相关单位启动了EPON设备互通的标准化工作。所有这些标准化组织的工作都力图让FTTH以及E/GPON朝着大规模商用的方向发展。
四、对我国发展FTTx的几点考虑
尽管FTTx在全球的一些地区和国家发展较快,但就目前FTTx技术的发展情况和我国的国情来看,对于家庭用户,FTTx尤其是FTTH在近期还不具备大规模部署的可能,DSL技术仍然是电信运营商的主要选择,DSL技术在一段时间内能够基本满足家庭用户的带宽需求。
尽管FTTx技术面向家庭用户大规模商用还不具备条件,但是在一些区域和一些应用场景下,FTTx仍然是可以选择的,比如面向中小型商业客户比较密集的商业楼宇、工业园区、网吧集中区,传统的FTTx+LAN小区的网络优化和改造以及一些有潜在高带宽需求的高档住宅小区(如高档公寓和别墅)等。
EPON和GPON的技术选择目前还不明朗,还需要视未来技术和产业发展的情况来判断,也许将来这两种技术会在竞争中共存,但目前阶段EPON还是比GPON更适合商用的需要。
尽管“光进铜退”是接入网发展的必然趋势,FTTx和DSL技术在未来较长的时间内并不是完全的竞争关系,FTTx+VDSL2/ADSL2+将是传统运营商首选的宽带接入解决方案。
为了推动FTTx技术和网络部署的需要,标准化工作仍然需求加强,设备互通性和管理维护、线路维护等是近期的工作重点。 |
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