基于FTTH的三网合一实现方案

    详细介绍了“三网合一”的概念和这种网络体系具有的特征，从政治、经济、社会和技术的角度论述了“三网合一”是大势所趋。从价格、技术以及带宽的角度论述了FTTH是实现“三网合一”的最终解决方案，并指出EPON/GPON是实现FTTH的最佳技术。从而得出“三网合一”的趋势必然会促进FTTH的发展，反过来FTTH的发展必然会促进“三网合一”的尽早实现。

0、引言

　　接入网是连接城域网/骨干网和用户驻地网的桥梁，科技的进步和经济的全球化导致社会信息化进程的加快，传统的接入技术已经远远不能满足用户的需要，接入网已经成为网络宽带化的“瓶颈”。随着光纤以及光器件价格的不断降低，在成本上已经充分具备实现宽带光纤接入的可能性。在宽带业务普及率比较高的国家（如日本、韩国、美国等），已经逐步开始大规模发展光纤到户（FTTH）。人们逐渐认识到FTTH是接入网宽带化一劳永逸的解决方案，实现真正意义上的三网合一。

1、三网合一的概念

　　所谓三网合一即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。相应地，三类不同的业务、市场和产业也将相互渗透和相互融合，以三大业务

来分割三大市场和行业的界限逐步变得模糊，逐渐形成一个统一的网络系统，并以全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和视频图像在内的所有业务的通信。因此，这种网络体系具有以下几个特征：

　　1）网络在物理层上是互通的，也就是说，网络之间要互相透明。

　　2）用户只需一个物理网络连接，就可以享用其他网络的资源或者与其他网络上的用户通信。

　　3）在应用层上，网络之间业务是相互渗透和交叉的，但又可以相互独立，互不妨碍，并且在各自的网络上可以像以往那样独立发展自己的新业务。

　　4）网络之间的协议兼容或者可以进行转换。

2、FTTH是实现三网合一的最终解决方案

　　事实上，接入部分两边目前都已跨入吉比特级以上的速率，只有突破接入部分的带宽“瓶颈”，才能使整个网络有效发挥宽带的作用，真正推动宽带业务的发展，给运营商带来经济效益和社会效益。

　　目前的ADSL技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术，随着国际铜缆价格的持续攀升，以铜缆为基础的xDSL的线路成本会越来越高；作为有源设备，电磁干扰难以避免，维护成本也会越来越高；随着全网的光纤化进程继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制将越来越集中在接入段，目前ADSL上行1Mbit/s和下行8Mbit/s的连接速率已无法满足高端用户的长远需求。尽管ADSL2和ADSL2+技术有望缓解这一压力，但其速率和传输距离的继续大幅度提高是受限的，不能指望有本质性突破。另外，VDSL虽然可以解决ADSL的部分问题，提供高达50MHz的带宽，但是其传输距离受到极大的限制。

　　实时的广播电视占据带宽约500MHz，要用Internet去传送或采用点播方式是不现实的。现有的广播电视网经过HFC双向改造后，上行带宽为40MHz，在传送广播电视的基础上兼顾IP业务，可满足部分数据业务的要求。但是在许多用户分享带宽的情况下，每户得到的上行带宽与ADSL差不多，难以满足今后大量上行业务的发展。

　　光纤是迄今为止最好的传输媒介，光纤接入技术与其他接入技术（如铜双绞线、同轴电缆、五类线、无线等）相比，最大优势在于可用带宽大，它能提供的有用带宽高达75000Gb/s，光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点，是FTTH的发展动力所在。

　　从2004年开始，IPTV业务引起了业界的广泛关注。它不仅有望能够在很大程度上解决宽带的内容问题，更使得潜在的宽带用户群扩展到了TV用户群。以IPTV为代表的网络视频业务对于带宽的需求远远超过传统的WEB浏览、E-mail等业务，因此FTTH成为大规模承载IPTV业务的理想方式。此外我们还应注意HDTV，目前其传输速率尚需19.2Mbps，用H.264技术可压缩到5Mbps～6Mbps。通常认为对QoS有所保证的ADSL的最高传输速率是2Mbps，仍难以传输HDTV，可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。

　　价格不再是FTTH发展的主要障碍。光纤从2000年的1.2元/米，已下滑到今天的0.1元/米；155M收发模块，2000年的价格为4000元，如今却不到100元；ASIC芯片也比初期下降了30%～40%；GPON的成本（包括局端和用户端）也从04年的2500元/线下滑至现在的1500元/线了。
     
                 图1　某小区低成本FTTH三网合一组网方案

    截止到2005年一季度，烽火通信和武汉电信合作，建设了武汉紫菘花园408户FTTH商用试点工程；与湖北网通合作，承建了南湖都市桃源的713户FTTH商用试点工程；与四川绵阳电信合作，承建了FTTO网吧接入等工程。这些工程的开通，标志着我国FTTH应用又上了一个新的台阶，为FTTH日后的规模应用和推广提供了宝贵的借鉴作用。

3、EPON/GPON：实现FTTH的最佳技术

　　FTTH涉及的技术很多，包括光器件、光传输系统、光纤光缆、安装、维护监控等方面，其中传输技术和设备是关键，而EPON/GPON技术便是公认的实现FTTH的最佳技术之一。

　　无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，如图2所示，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。所谓“无源”，是指ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。PON技术的概念是20世纪90年代初提出的，可分为用于窄带TDM业务接入的窄带PON技术和用于宽带接入的基于ATM传送的BPON（APON）、基于Ethernet分组传送的EPON技术以及兼顾ATM/Ethernet/TDM综合化的GPON技术。

　　GPON支持多种速率等级，可支持上下行不对称速率，上行不一定要支持1Gbit以上速

率，因此与EPON只能支持对称1Gbit单一速率相比， GPON的光器件选择余地更大，从而可降低成本。EPON只支持Class A和B的ODN等级，而GPON可支持Class A、B和C，因此GPON可支持高达128的分路比和长达20km的传输距离。

　　单从协议上比较，因为EPON标准是以802.3体系结构为基础的，因此与GFON标准相比其协议分层更简单、系统实现更容易，更由于目前以太网芯片的成熟性，其系统成本更低。

　　目前业内关于EPON和GPON孰优孰劣还存在很大争议，但接入网存在技术多样化的鲜明特点，因此如果EPON/GPON能达到技术成熟、成本低廉的目标，将来都应该会得到应用，但未来1～2年，EPON将会走在GPON的前面，北美和日本的很多运营商都开始采用EPON技术装备其 FTTP/FTTH网络。

图2　PON网络结构与分布

4、结论

　　FTTH规模应用和推广还需尽快完善行业技术标准，设备制造商应联合标准化组织、运营商、器件厂商及设计部门，从系统技术标准、FTTH器件技术标准、FTTH光缆技术标准、FTTH工程配套设备技术标准、FTTH工程施工标准和FTTH测试标准等六个方面，全面制定FTTH行业技术标准和规范，以指导FTTH应用。尽管前行的路还充满了挑战，但是三网合一的趋势必然会促进FTTH的发展，反过来FTTH的发展必然会促进三网合一的尽早实现。