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光進銅退的驅動力及技術選擇

摘要:為了應對接入網(wǎng)面臨的問題,電信運營商不約而同地提出了“光進銅退”的接入網(wǎng)發(fā)展策略,將投資重心轉向光接入網(wǎng),嚴格控制銅纜投資和使用,分階段有步驟地實現(xiàn)接入網(wǎng)光纖化,不斷縮短銅纜長度,最終實現(xiàn)光纖到家庭(FTTH)。
        接入網(wǎng)是電信通信網(wǎng)的重要組成部分,它直接面對最終用戶提供各種業(yè)務,需要適應不同用戶對業(yè)務種類、質量、性能、帶寬等各方面不同的要求。為了應對接入網(wǎng)面臨的問題,電信運營商不約而同地提出了“光進銅退”的接入網(wǎng)發(fā)展策略,將投資重心轉向光接入網(wǎng),嚴格控制銅纜投資和使用,分階段有步驟地實現(xiàn)接入網(wǎng)光纖化,不斷縮短銅纜長度,最終實現(xiàn)光纖到家庭(FTTH)。

  光進銅退”的驅動力

  PON作為一種新興技術,具有高帶寬、節(jié)省遠端有源機房、便于維護、業(yè)務部署迅速等特點,將在寬帶接入網(wǎng)中得到廣泛應用。在業(yè)務、組網(wǎng)成本、技術、競爭等多方面驅動下,光纖直接接入商業(yè)用戶并提供綜合業(yè)務接入成為接入網(wǎng)發(fā)展的方向。

  第一,業(yè)務驅動。隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動通信的迅速發(fā)展,一方面,占固網(wǎng)運營商業(yè)務收入近70%的語音業(yè)務被嚴重分流;另一方面,寬帶接入和基于寬帶的業(yè)務發(fā)展勢頭迅猛。世界各大運營商都提出了向“綜合信息服務商”轉型的戰(zhàn)略,法國電信預言,今后語音收入只會占運營商收入的10%,而70%以上的收入將來源于寬帶增值業(yè)務。目前提供的寬帶增值業(yè)務包括企業(yè)郵箱、門戶網(wǎng)站、網(wǎng)絡存儲等,這些寬帶增值業(yè)務必然對網(wǎng)絡接入的雙向帶寬、時延、信號質量提出了更高的要求,傳統(tǒng)的ADSL方式必然難以滿足這方面的需求。光纖直接入商業(yè)用戶,可以為用戶提供雙向高帶寬,低時延,高質量的寬帶接入,為提供各類增值業(yè)務提供一個強大的網(wǎng)絡基礎。

  第二,成本驅動。近年來,一方面,銅作為戰(zhàn)略資源,其價格一再上漲,令銅纜的價格也一升再升;另一方面,隨著光纖制造工藝的成熟和規(guī)?;a(chǎn),光纖的價格一再下降。電纜是一種用以傳輸電能信息和實現(xiàn)電磁能轉換的線材產(chǎn)品。既有導體和絕緣層,有時還加有防止水份侵入的嚴密內(nèi)護層,或還加機械強度大的外護層,結構較為復雜,電纜的造價甚至超過了一公里光纜的造價加上相關光設備的價格,而且光纖鏈路的維護成本也大大低于銅纜。因此,運營商在新建網(wǎng)絡時,將光纖不斷地向用戶端進行延伸,“光進銅退”的演進更加迅速。

  第三,技術驅動。EPON作為光接入網(wǎng)的新型技術,在2004年標準發(fā)布的一年多時間內(nèi),光器件成本已經(jīng)下降了70%,光設備成本已經(jīng)下降了50%,產(chǎn)品和設備都已經(jīng)完全成熟可用。GPON產(chǎn)品也開始逐步成熟。這些技術的發(fā)展和成熟都為FTTX的技術方案掃清了障礙。

  第四,競爭驅動。隨著電信運營的逐步開放,這個領域的競爭也日趨激烈。如何使用更低的投資,更低的維護成本,為客戶提供更多、更高質量的業(yè)務,為客戶更快速、更靈活地發(fā)放業(yè)務成了各固網(wǎng)運營商的首要問題。目前,某些運營商已經(jīng)開始對商業(yè)用戶使用光纖直接入戶,提供高質量、高帶寬、綜合業(yè)務接入,作為差異化的競爭手段去向客戶提供業(yè)務,并獲得了很大成功。

  綜合上面各方面的因素,我們可以發(fā)現(xiàn)接入網(wǎng)的建設正在向光纖直接入戶,提供綜合業(yè)務接入的方向迅速發(fā)展。而在這個趨勢中,PON作為一種重要的接入技術,必將在今后的FTTX建設中發(fā)揮主流作用。

  PON技術(包括以太網(wǎng)PON(EPON)、千兆PON(GPON))是發(fā)展FTTx的主要實現(xiàn)技術,它可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡層次,在長距離傳輸條件下可提供雙向高帶寬能力,接入業(yè)務種類豐富,其遠程管理能力和無源光分配網(wǎng)結構可大幅降低運維成本,因此可支持多種應用場景。但由于PON采用點到多點的拓撲結構,實際組網(wǎng)應用中分光點(即光分路器的放置位置)在網(wǎng)絡中的位置受到用戶分布和成本等因素的制約,因此更適合于用戶區(qū)域較分散、而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。

  光進銅退”接入的技術選擇

  EPON和GPON是目前主流的兩種PON技術,在進行實際網(wǎng)絡部署時,需要對具體的應用環(huán)境、設備性能和成本等因素進行綜合評估后再選擇。那么“光進銅退”的建設中到底該如何利用PON技術接入呢?

  (1)光纖到交接箱(FTTCab:Fiber To The Cabinet)。其特征是:以光纖替換傳統(tǒng)的饋線電纜,光網(wǎng)絡單元(ONU)部署在交接箱處,ONU下采用其他介質接入到用戶,例如采用現(xiàn)有的金屬線或者無線,每個ONU支持的用戶數(shù)為數(shù)百戶到1000戶左右。

  (2)光纖到樓宇/分線盒(FTTB/C:Fiber To The Buildin/Curb)。其特征是:以光纖替換用戶引入點之前的銅線電纜,ONU部署在傳統(tǒng)的分線盒處,ONU下采用其他介質接入用戶,如現(xiàn)有的金屬線或無線,每個ONU支持的用戶數(shù)為10~100戶左右。

  (3)光纖到公司/辦公室(FTTO:Fiber To The Office)。其特征是:僅利用光纖傳輸媒質連接通信局端和公司或辦公室用戶,引入光纖由單個公司或辦公室用戶獨享,ONU/光網(wǎng)絡終端(ONT)之后的設備或網(wǎng)絡由用戶管理。

  (4)FTTH。其特征是:僅利用光纖傳輸媒質連接通信局端和家庭住宅,引入光纖由單個家庭住宅獨享。

  光進銅退”的應用模式

  除以上四種模式之外,國內(nèi)外還存在其他FTTx的術語,綜合歸納后仍然可以等效劃歸。

  不同應用場景下客戶的分布密度、業(yè)務需求存在很大的差異性,相應的運營商收益也有所區(qū)別,如企業(yè)客戶數(shù)量少,但資費高、收益大;家庭用戶數(shù)量眾多,但資費低,等等。綜合考慮業(yè)務需求、成本和客戶分布情況的不同,PON的典型應用場景可分為下面四大類。

  第一,企業(yè)客戶。企業(yè)客戶主要是中小企業(yè)和網(wǎng)吧等,其帶寬需求一般相對較高(一般超過2 Mbit/s,典型需求為10 Mbit/s甚至100 Mbit/s),業(yè)務需求以IP業(yè)務為主,輔以E1語音專線或POTS業(yè)務,可以承受較高的資費。此外,企業(yè)客戶對系統(tǒng)的可用性和維護質量要求較高,這樣就對PON設備的長時可用性和運營商的運維部門提出了較高的要求。

  采用EPON和GPON技術可以較好地滿足企業(yè)客戶的需求,只需在附近具備條件的接入機房或者匯聚機房設置OLT設備,ONU設備放置在用戶端,無源光分配器放置在室外或室內(nèi)(可以采用掛壁式安裝)即可。由于不需要建設機房,因此降低了初期投資和后期運維成本。并且多棟樓宇的各種客戶通過PON連接起來,構成一個樹型/星型的寬帶接入網(wǎng),所有用戶共享帶寬,某個用戶的故障不會影響其他用戶的正常使用。另外,分光器是無源設備,故障率低,可以有效解決MSTP的樹型/鏈型網(wǎng)絡拓撲可靠性差的問題,只需要增加新的分光器即可擴容,無需破環(huán)割接,部署方便。在業(yè)務接入方面,數(shù)據(jù)業(yè)務通過ONU以太網(wǎng)口接入,ONU上行通過OLT設備的FE/GE上聯(lián)口連接至匯聚點業(yè)務路由器,TDM業(yè)務通過ONU E1接口接入。

  具體來說,在中小商業(yè)客戶比較集中的商業(yè)樓宇,采用PON技術直接實現(xiàn)FTTO或FTTB+LAN,可為客戶提供不同帶寬、不同業(yè)務類型(包括IP、E1、話音)的個性化服務;在網(wǎng)吧密集地區(qū)和新建工業(yè)園區(qū),采用PON技術替代光纖直連方式實現(xiàn)FTTO,每個網(wǎng)吧或企業(yè)獨享一個ONU,在提供穩(wěn)定傳輸帶寬的同時可節(jié)省大量城域光纖資源。

  第二,視頻監(jiān)控。隨著城市監(jiān)控、交通監(jiān)控等一系列遠程視頻監(jiān)控組網(wǎng)需求的大量出現(xiàn),視頻監(jiān)控(“全球眼”)、視頻通信(“新視通”)等對上行帶寬要求較高的業(yè)務已經(jīng)成為運營商的一種收益較高的新型業(yè)務。

  視頻監(jiān)控業(yè)務對上行帶寬需求較大,一般超過3 Mbit/s,終端設備數(shù)量大并且在一個區(qū)域內(nèi)呈分散分布,對接入網(wǎng)絡的擴展性要求高。采用PON技術承載視頻監(jiān)控業(yè)務的回傳數(shù)據(jù),攝像頭通過FE接口直接連接至ONU,可充分利用PON系統(tǒng)上行高帶寬的特性,與視頻光端機點到點的傳輸方式相比,可節(jié)約大量主干光纖資源。此外,由于此類業(yè)務主要用于公共安全防護和行業(yè)應用,客戶對QoS的要求較高,但對成本不很敏感。

  第三,家庭用戶。ADSL和LAN接入是目前家庭用戶寬帶接入的主要方式,具有技術成熟、布線簡單、成本低等優(yōu)勢,但帶寬升級能力有限,同時對小區(qū)機房、運維和供電的要求較高;LAN接入還存在網(wǎng)絡層次多、故障點多、維護困難、對組播業(yè)務的支持能力較弱等缺點,用戶帶寬升級會造成對光纜和以太網(wǎng)交換機千兆光口數(shù)量的要求急劇增加,從而導致網(wǎng)絡建設成本大幅增加。

  由于高端家庭用戶和普通家庭用戶對資費的承受能力存在一定差異,因此采用PON技術為家庭用戶提供高帶寬接入服務時需要區(qū)分客戶類型來采用FTTH或FTTB/C等不同的網(wǎng)絡結構。

  對于別墅區(qū)和高檔住宅小區(qū),考慮到用戶對資費的承受能力較強,可以采用PON直接實現(xiàn)FTTH,OLT放置在局端或小區(qū)中心機房,分光器放置在中心機房或弱電箱,ONU放在用戶家中。OLT和分光器、分光器和ONU之間采用單纖連接。一步到位解決客戶對IP數(shù)據(jù)、視頻和話音的多種業(yè)務需求。

  對于普通家庭用戶,采用PON+LAN(多FE端口的ONU)或PON+DSL(內(nèi)置DSLAM功能模塊)實現(xiàn)FTTB,在提供高帶寬的同時可大幅降低網(wǎng)絡建設成本,滿足普通家庭用戶對低資費高帶寬的要求。

  第四,農(nóng)村信息化服務。農(nóng)村信息化服務是建設社會主義新農(nóng)村的一項舉措,其業(yè)務接入點分散,一般沿公路呈鏈狀分布,單點用戶較少,用戶帶寬需求低。在運維方面,存在沒有機房或機房環(huán)境差、人員維護成本高的困難。

  采用PON技術通過多級分光方式可適應行政村的鏈狀分布,同時可實現(xiàn)IP、話音和CATV的多業(yè)務接入,并節(jié)省大量主干光纖資源。但由于是鏈狀網(wǎng)絡,因此光分配網(wǎng)絡(ODN)一般要求采用多級不均勻分光方式。

  PON技術長期不能得到實質性的發(fā)展,究其原因主要在于網(wǎng)絡建設費用昂貴和缺乏有力的業(yè)務需求。隨著光接入成本的不斷下降、銅纜價格和銅線接入網(wǎng)運維成本的攀升、運營商網(wǎng)絡向以寬帶為特征的下一代網(wǎng)絡的轉型,以及更多高帶寬業(yè)務的出現(xiàn),F(xiàn)TTH或FTTB已經(jīng)成為所有主流運營商的選擇。“光進銅退”在中國已經(jīng)加速,但FTTH在中國的實現(xiàn)將是一個循序漸進的過程,還有賴于政府、運營商、設備商、器件商、研發(fā)機構、用戶等多方的不懈努力和持續(xù)推進,還需要我們有足夠的耐心和恒心。來源通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng))
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關鍵字: 光進銅退 寬帶 PON 接入網(wǎng) FTTHHubb
文章標題:光進銅退的驅動力及技術選擇
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