[圖]光纖到戶接入技術(shù)應(yīng)用策略
光纖到戶接入技術(shù)應(yīng)用策略
深圳市首邁通信技術(shù)有限公司 黃河振
深圳市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園南區(qū)方大大廈12樓，郵編518057
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到目前為止，光纖到戶（Fiber To The Home——FTTH）在日本和美國已開始得到廣泛應(yīng)用。但FTTH在我國還處于明芽階段，尚未有實用的FTTH接入網(wǎng)絡(luò)?，F(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，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)用的幾個突出問題，淺談我國發(fā)展FTTH應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)有策略。
1． 我國FTTH目標(biāo)市場特點
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,有些甚至是上萬個住戶；住宅小區(qū)（包括商業(yè)大廈）一般配備通信機房，用于安裝整個小區(qū)通信接入設(shè)備和線路交接，這種配置是電信運營商相互競爭和多種電信業(yè)務(wù)綜合接入的需要，機房到用戶距離普遍小于1km；主要電信運營商和有線電視運營商普遍都已鋪設(shè)小芯數(shù)（一般為4到12芯）光纜到住宅小區(qū)或商業(yè)大廈的機房；小區(qū)內(nèi)住戶通信和CATV接入線纜資源歸屬各運營商所有。我國FTTH目標(biāo)市場另一特點是電信業(yè)務(wù)提供存在行業(yè)壁壘：電信運營商不容許經(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
如圖1是理想無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network——PON）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與分布，其主要特點是：光線路終端（Optical Line Terminal——OLT）置于電信運營商中心機房，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營商中心機房到用戶的距離，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：從中心機房至用戶的整個網(wǎng)絡(luò)為無源網(wǎng)絡(luò)；大量節(jié)約中心機房至用戶的光纜資源；因為是一點對多點，精簡中心機房設(shè)備數(shù)量與規(guī)模，減少中心機房配線數(shù)量。
圖2是無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在住宅小區(qū)的理想布局：OLT置于電信運營商中心機房，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營商，只能選擇單一電信運營商提供的服務(wù)，不可避免出現(xiàn)單一運營商壟斷業(yè)務(wù)情形，不利于多運營商的競爭，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)點非常分散，導(dǎo)致放號、維護和管理非常困難，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，因為在單一PON的覆蓋范圍內(nèi)，用戶接入率很難做到100%。
圖3是無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）在住宅小區(qū)的現(xiàn)實布局：OLT和Splitter均放置在小區(qū)機房里。這種現(xiàn)實布局優(yōu)點是：中心機房至住宅小區(qū)只需要低芯數(shù)光纜，現(xiàn)有光纜資源就能滿足需要；整個住宅小區(qū)接入線路均在小區(qū)機房配線，容許用戶自由選擇不同電信運營商，對電信運營商而言網(wǎng)絡(luò)非常容易放號、維護和管理；由于接入設(shè)備和配線架同在小區(qū)機房，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)增加而逐步擴容。但這種現(xiàn)實的布局也有其明顯的缺點：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，中心機房至用戶網(wǎng)絡(luò)還是有源網(wǎng)絡(luò)；其次，并沒有因為PON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：從中心機房至用戶的整個網(wǎng)絡(luò)為無源網(wǎng)絡(luò)，大量節(jié)約中心機房至用戶的光纜資源，精簡中心機房設(shè)備數(shù)量與規(guī)模；但同時也帶來幾乎無法接受的缺點：須要大量增加鋪設(shè)光纜線路；配線節(jié)點分散，放號、維護和管理異常困難；用戶無法自由選擇運營商，不利于多運營商的競爭，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)實布局，現(xiàn)有光纜資源就能滿足需要，小區(qū)機房統(tǒng)一配線，非常容易放號、維護和管理，用戶可以自由選擇運營商，顯著提高設(shè)備端口利用率，但同時也丟棄了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。
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）的點對點（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)備價格居高不下情況下，我們認為FTTH接入選擇AON技術(shù)更為科學(xué)和可行，因為：
² 小區(qū)普遍設(shè)有機房；
² AON的P2P技術(shù)成熟、成本低，能輕易提供
² 無需增加鋪設(shè)中心機房至小區(qū)的光纜；
² 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)和運營維護成本低；
² 集中在小區(qū)機房配線，易于放號、維護和管理；
² 容許用戶自由選擇運營商，有利于多運營商的競爭，通過競爭用戶利益能得到有效保障；
² 設(shè)備端口利用率非常高，可以根據(jù)接入用戶數(shù)增加而逐步擴容。
圖4是典型基于AON的FTTH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從電信運營商中心機房至小區(qū)機房沿用目前已有的低芯數(shù)光纜，在小區(qū)機房放置交換系統(tǒng)，從小區(qū)機房至用戶端采用點對點（P2P）組網(wǎng)方式，接入設(shè)備和配線架統(tǒng)一放置小區(qū)機房，整個網(wǎng)絡(luò)采用技術(shù)成熟、成本低廉的以太網(wǎng)協(xié)議。AON的點對點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：
² 高帶寬：輕易實現(xiàn)穩(wěn)定雙向100M寬帶接入；
² 可以支持Internet寬帶接入、CATV接入和電話接入，在接入網(wǎng)實現(xiàn)三網(wǎng)合一；
² 支持未來可預(yù)見的新業(yè)務(wù)：可視電話、VOD、數(shù)字影院、遠程辦公、在線展覽、電視教育、遠程醫(yī)療、數(shù)據(jù)存儲及備份等等；
² 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、接入成本低；
² 只有小區(qū)機房是有源節(jié)點，集中機房配線，降低維護成本，提高設(shè)備端口利用率；
² 容許用戶自由選擇運營商，有利于電信運營商的相互競爭；
² 有效節(jié)約中心機房至小區(qū)的光纜資源，無需增加鋪設(shè)中心機房至小區(qū)的光纜；。
我們認為FTTH接入選擇AON技術(shù)更為科學(xué)和可行，還因為PON在標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)上發(fā)展存在不確定性：
² 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。
² 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。
² PON的光電器件造價高昂：高功率、高速突發(fā)性收發(fā)；目前光電器件遠無法滿足生產(chǎn)低成本PON系統(tǒng)要求。
² 目前國外EPON的設(shè)備平均售價一線為1000—1500美元。
3． 重視FTTH技術(shù)風(fēng)險，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，希望實現(xiàn)FTTH接入技術(shù)一步到位。我們認為，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，但這實際上存在巨大技術(shù)風(fēng)險。
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)，因為FTTH提供傳統(tǒng)固定電話成本遠遠高于現(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，而其一點對多點的無源網(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。
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)實的，也是無法想象的。任何技術(shù)的進步和應(yīng)用都是循序漸進的，FTTH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營商有效避免FTTH的技術(shù)風(fēng)險。首先，可以在初期采用AON接入技術(shù)低成本實現(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實現(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，電信運營商不允許經(jīng)營CATV業(yè)務(wù)，反之CATV運營商不許經(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)一段時間內(nèi)無法改變，因此單一運營商無法在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，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)，實際上，任何時候只要技術(shù)成熟且成本能夠被接受，就可以隨時升級光纖設(shè)備，及時享受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)險同時，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，同時行業(yè)壁壘消除的時候，可以隨時升級光纖設(shè)備，實現(xiàn)FTTH全業(yè)務(wù)接入。
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：錯誤認為光纜價格高，光纜鋪設(shè)施工難度大且成本高，日后光纖網(wǎng)絡(luò)管理維護成本高，光纖網(wǎng)絡(luò)初期投資高。
就在3年前，光纜價格確實比銅纜價格貴，但今天，隨著光纖生產(chǎn)技術(shù)的成熟和普及，光纜的市場價格（每芯每米只需幾毛錢）已低于普通銅質(zhì)纜線的價格，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，其價格仍然會隨時間推移繼續(xù)下降，而銅質(zhì)線纜則相反，隨著銅材料的消耗其價格將隨時間推移而上漲，光纜價格高于銅質(zhì)纜線價格的時代已一去不復(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，同時光纖傳輸距離遠，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，顯而易見，在日后維護管理支出方面，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)初期投入確實稍高一些，但在分析投資效益時，如果把光纜40年折舊，FTTH光纖網(wǎng)絡(luò)更低的日后維護管理成本，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考慮進去，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，FTTH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。我國是一個發(fā)展中國家，電信產(chǎn)品消費水平普遍較低，目前商業(yè)FTTH用戶還非常少（幾乎為零），FTTH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，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。
新聞來源：http://getprofitprime.com