現(xiàn)有的FTTH技術(shù)探討分析

　　首先，隨著用戶對寬帶接入提出越來越高的要求，現(xiàn)有的寬帶接入方式，如ADSL和LAN接入，由于存在傳輸距離短、接入帶寬有限、安全性不高、QoS沒有很好的保證等問題，已越來越不能滿足用戶的需求。第二，光接入技術(shù)快速發(fā)展，從有源光接入技術(shù)（PDH、SDH、MSTP、點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)系統(tǒng)）到PON無源光接入技術(shù)（APON、BPON、GPON、EPON、GEPON）。最后，由于光纖本身的成本，光收發(fā)模塊、OLT和ONU的設(shè)備成本，以及現(xiàn)有光纖到戶的配套成本不斷下降，使得目前實(shí)現(xiàn)光纖到戶的設(shè)備成本和線路成本比以前有了大幅度的下降。因此，光纖到戶接入方式逐漸成熟，目前也逐漸成為國內(nèi)外通信行業(yè)的熱點(diǎn)。在不久的將來必將成為用戶接入的重要手段。然而在目前眾多的光纖接入技術(shù)中，哪種光纖接入技術(shù)比較適合FTTH的大規(guī)模發(fā)展呢？

　　2、有源光纖接入技術(shù)

　　2.1　PDH

　　PDH技術(shù)以其成熟性在光接入領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其安全可靠性和高QoS保障性能，使其在一段時間內(nèi)仍然是電信運(yùn)營商重要的光纖接入技術(shù)方式。但是傳統(tǒng)PDH技術(shù)在接入應(yīng)用中不可避免存在一定局限性，主要體現(xiàn)在：

　　（1）缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理；

　?。?）組網(wǎng)能力欠缺；

　?。?）對業(yè)務(wù)的保護(hù)能力差；

　?。?）對急劇增長的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)缺乏有效的承載手段；

　?。?）擴(kuò)容升級缺乏靈活性；

　?。?）接口單一，設(shè)備層疊，外部線纜連接比較多，故障點(diǎn)增多，給維護(hù)帶來困難。

　　PDH光接入技術(shù)主要應(yīng)用于點(diǎn)對點(diǎn)小容量專線企業(yè)用戶。

　　2.2　SDH

　　在目前企事業(yè)客戶光纖接入中應(yīng)用得比較多的SDH，與PDH相比，有如下明顯優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）統(tǒng)一的比特率，統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，便于設(shè)備間的互聯(lián)；

　?。?）網(wǎng)絡(luò)管理能力大大加強(qiáng)；

　?。?）具有自愈保護(hù)功能。

　　SDH主要缺點(diǎn)在于是為傳輸TDM信息而設(shè)計(jì)的。該技術(shù)缺少處理基于TDM技術(shù)的傳統(tǒng)語音信息以外的其他信息所需的功能，不適合于傳送TDM以外的ATM和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)。

　　SDH光接入技術(shù)主要應(yīng)用于點(diǎn)對點(diǎn)大容量專線企業(yè)用戶、局間或匯接點(diǎn)（POP）間通信。

　　2.3　MSTP

　　基于SDH、同時實(shí)現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的MSTP，具有如下優(yōu)勢：

　?。?）提供多種物理接口，滿足新業(yè)務(wù)快速接入。在保證兼容傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的同時，能夠提供多業(yè)務(wù)靈活接入。典型的業(yè)務(wù)主要有：IP、ATM、SDH、FR。

　?。?）由于它是基于現(xiàn)有SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的，可以很好地兼容現(xiàn)有技術(shù)，保證現(xiàn)有投資。

　?。?）MSTP采用VC虛級聯(lián)技術(shù)，有效地利用帶寬并實(shí)現(xiàn)了較小顆粒的帶寬管理。

　　（4）MSTP采用LCAS技術(shù)，保證了在不中斷數(shù)據(jù)流的情況下動態(tài)地調(diào)整虛級聯(lián)的個數(shù)。

　?。?）MSTP技術(shù)支持網(wǎng)狀、樹型、星型、多環(huán)切接等組網(wǎng)方式，這樣可以提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，便于靈活高效地配置系統(tǒng)環(huán)境。

　?。?）傳輸?shù)母呖煽啃院妥詣颖Ｗo(hù)恢復(fù)功能。MSTP繼承了SDH的保護(hù)特性，小于50ms的自動保護(hù)恢復(fù)，保證用戶對服務(wù)的滿意程度。

　　MSTP的缺點(diǎn)主要有：

　?。?）帶寬利用率較低；

　?。?）最大提供的帶寬有限；

　?。?）主要實(shí)現(xiàn)二層功能，以及較為簡單的三層功能；

　　（4）靈活提供業(yè)務(wù)能力不足。

　?。?）光纖的占用較多

　　MSTP的應(yīng)用場合主要定位于局間或匯接點(diǎn)間通信以及大型企事業(yè)用戶的點(diǎn)到點(diǎn)通信。

　　2.4　點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)系統(tǒng)

　　點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)系統(tǒng)是最直接的以太網(wǎng)光纖接入技術(shù)。每個用戶通過一根/對光纖直接連接到局端以太網(wǎng)交換機(jī)的一個用戶光接口。在點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)系統(tǒng)方式中，通過擴(kuò)充的以太網(wǎng)OAM協(xié)議，可以通過局端交換機(jī)對用戶端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，從而提供電信級可運(yùn)營、可管理的以太網(wǎng)接入方式。

　　2.4.1　優(yōu)點(diǎn)

　　（1）接入帶寬高，網(wǎng)絡(luò)升級方便；

　?。?）網(wǎng)絡(luò)層次簡單，接入網(wǎng)和用戶以太網(wǎng)無縫連接；

　　（3）以太網(wǎng)交換機(jī)放在大樓、小區(qū)或者局端機(jī)房，局端和用戶端之間直接通過光纖連接，整個接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單；

　?。?）業(yè)務(wù)開通率高，投資回收快；

　?。?）通過局端交換機(jī)可以對用戶端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理，在局端就可以輕松進(jìn)行線路檢測、故障定位，降低了維護(hù)難度。

　　2.4.2　缺點(diǎn)

　?。?）需要重新鋪設(shè)光纖線路；

　?。?）每個用戶占用一根/對光纖，光纖數(shù)量多，施工較困難；

　?。?）因?yàn)橐蕴W(wǎng)技術(shù)的固有機(jī)制不提供端到端的包時延、包丟失率和帶寬控制，難以保證實(shí)時業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，提供TDM業(yè)務(wù)比較困難；

　　（4）維護(hù)成本很高；

　　（5）缺乏安全機(jī)制保證；

　　2.4.3　應(yīng)用場合

　　用戶很密集時，機(jī)房空間需求和成本也隨之迅速增加，因而不太適合高密集用戶區(qū)域，比較適合分散用戶接入。

　　3、無源光纖接入技術(shù)

　　無源光網(wǎng)絡(luò)（PON），是指在OLT（光線路終端）和ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）之間的光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）沒有任何有源電子設(shè)備。其典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為點(diǎn)對多點(diǎn)的星型結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。在光分支點(diǎn)不需要節(jié)點(diǎn)設(shè)備，只需要安裝一個簡單的無源光分路器，因此具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機(jī)房投資、安全性高、綜合建網(wǎng)成本低、維護(hù)成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

　　圖1　無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）拓?fù)鋱D

　　PON光纖接入技術(shù)的缺點(diǎn)：

　　（1）初期投資成本太高；

　　（2）其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用戶不具有保護(hù)功能或保護(hù)成本太高。

　　PON光纖接入技術(shù)的應(yīng)用場合主要適合于分散的小企業(yè)和居民用戶，特別是那些用戶區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。

　　目前基于PON的光纖接入技術(shù)有APON、BPON、GPON、EPON和GEPON等5種，由于APON和BPON是基于ATM，而ATM不是發(fā)展方向，而且其速率有限，設(shè)備復(fù)雜，滿足不了用戶高帶寬和低成本的要求，因此，APON和BPON不是發(fā)展方向。本文主要介紹EPON/GEPON和GPON光纖接入技術(shù)。
3.1　EPON/GEPON

　　EPON/GEPON是IEEE提出的基于以太網(wǎng)的PON技術(shù)，已形成標(biāo)準(zhǔn)802.3ah，該標(biāo)準(zhǔn)主要是設(shè)備商推動的。

　　3.1.1　優(yōu)勢

　?。?）消除了ATM層，降低設(shè)備復(fù)雜度和實(shí)現(xiàn)難度，從而降低成本。

　?。?）速率更高，上下行帶寬高達(dá)1Gbit/s。

　?。?）標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備成熟。

　　3.1.2　缺點(diǎn)

　?。?）難以支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務(wù)，特別是實(shí)時性要求要的TDM業(yè)務(wù)。

　?。?）傳輸效率低，由于線路編碼、承載層、傳輸匯聚層、業(yè)務(wù)適配效率等方面的原因，使得傳輸效率很低，僅為GPON的一半。

　　3.1.3　應(yīng)用場合

　　主要定位于為用戶提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入，以商業(yè)用戶和個人用戶為主。

　　3.2　GPON

　　GPON是ITU-T提出的基于ATM和GFP的PON技術(shù)，已形成標(biāo)準(zhǔn)G.984.1和G.984.2，該標(biāo)準(zhǔn)主要是運(yùn)營商推動的，因此具有更周到的運(yùn)營利益考慮，速率更高，可達(dá)2.4Gbit/s；具有通用的映射格式，可適應(yīng)任何新老業(yè)務(wù)；具有豐富的運(yùn)行、管理、維護(hù)和配置（OAMP）特點(diǎn)；對各種業(yè)務(wù)均具有很高的傳輸效率，即便對于TDM業(yè)務(wù)也能高效無開銷地傳送。

　　3.2.1　優(yōu)勢

　　（1）速率更高，達(dá)到2.5Gbits/s；

　　（2）傳輸效率更高；

　　（3）能夠有效承載TDM業(yè)務(wù)。

　　3.2.2　劣勢

　　（1）硬件實(shí)現(xiàn)難度大，成本高；

　?。?）設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)不太成熟。

　　3.2.3　應(yīng)用場合

　　主要定位于為高端用戶提供數(shù)據(jù)、語音業(yè)務(wù)和專線接入，以大客戶和商業(yè)用戶為主。

　　4、GEPON關(guān)鍵問題和技術(shù)

　　4.1　測距、同步

　　測距技術(shù)是TDMA方案中的一個關(guān)鍵問題。它實(shí)質(zhì)上是上行信號的同步問題。由于各ONU距OLT的光纖路徑不同和各ONU元器件的不一致性造成OLT與各ONU間的環(huán)路時延不同，而且由于環(huán)境溫度的變化和器件老化等原因，環(huán)路延時也會發(fā)生不斷的變化。因此必須引入測距技術(shù)對上述原因引發(fā)的時延差異進(jìn)行補(bǔ)償，以確保不同ONU所發(fā)出的信號能夠在OLT處準(zhǔn)確地按時隙復(fù)用在一起，避免由于上行時隙間的不同步而導(dǎo)致在OLT上發(fā)生信號碰撞的現(xiàn)象。GEPON中采用的同步技術(shù)是絕對時標(biāo)（ATS）技術(shù)，包括ATS的插入和提取等。

　　OLT有一個本地時鐘計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器對時間顆粒計(jì)數(shù)。當(dāng)OLT發(fā)送M