摘要 詳細介紹了“三網合一”的概念和這種網絡體系具有的特征,從政治、經濟、社會和技術的角度論述了“三網合一”是大勢所趨。從價格、技術以及帶寬的角度論述了FTTH是實現“三網合一”的最終解決方案,并指出EPON/GPON是實現FTTH的最佳技術。從而得出“三網合一”的趨勢必然會促進FTTH的發(fā)展,反過來FTTH的發(fā)展必然會促進“三網合一”的盡早實現。
O、引言
接入網是連接城域網/骨干網和用戶駐地網的橋梁,科技的進步和經濟的全球化導致社會信息化進程的加快,傳統的接入技術已經遠遠不能滿足用戶的需要,接入網已經成為網絡寬帶化的“瓶頸”。隨著光纖以及光器件價格的不斷降低,在成本上已經充分具備實現寬帶光纖接入的可能性。在寬帶業(yè)務普及率比較高的國家(如日本、韓國、美國等),已經逐步開始大規(guī)模發(fā)展光纖到戶(FTTH)。人們逐漸認識到FTTH是接入網寬帶化一勞永逸的解決方案,實現真正意義上的三網合一。
1、三網合一的概念
所謂三網合一即原先獨立設計運營的傳統電信網、計算機互聯網和有線電視網將趨于相互滲透和相互融合。相應地,三類不同的業(yè)務、市場和產業(yè)也將相互滲透和相互融合,以三大業(yè)務來分割三大市場和行業(yè)的界限逐步變得模糊,逐漸形成一個統一的網絡系統,并以全數字化的網絡設施來支持包括數據、話音和視頻圖像在內的所有業(yè)務的通信。因此,這種網絡體系具有以下幾個特征:
1)網絡在物理層上是互通的,也就是說,網絡之間要互相透明。
2)用戶只需一個物理網絡連接,就可以享用其他網絡的資源或者與其他網絡上的用戶通信。
3)在應用層上,網絡之間業(yè)務是相互滲透和交叉的,但又可以相互獨立,互不妨礙,并且在各自的網絡上可以像以往那樣獨立發(fā)展自己的新業(yè)務。
4)網絡之間的協議兼容或者可以進行轉換。
2、FTTH是實現三網合一的最終解決方案
事實上,接入部分兩邊目前都已跨入吉比特級以上的速率,只有突破接入部分的帶寬“瓶頸”,才能使整個網絡有效發(fā)揮寬帶的作用,真正推動寬帶業(yè)務的發(fā)展,給運營商帶來經濟效益和社會效益。
目前的ADSL技術是建立在銅線基礎上的寬帶接入技術,隨著國際銅纜價格的持續(xù)攀升,以銅纜為基礎的xDSL的線路成本會越來越高;作為有源設備,電磁干擾難以避免,維護成本也會越來越高;隨著全網的光纖化進程繼續(xù)向用戶側延伸,端到端寬帶連接的限制將越來越集中在接入段,目前ADSL上行1Mbit/s和下行8Mbit/s的連接速率已無法滿足高端用戶的長遠需求。盡管ADSL2和ADSL2+技術有望緩解這一壓力,但其速率和傳輸距離的繼續(xù)大幅度提高是受限的,不能指望有本質性突破。另外,VDSL雖然可以解決ADSL的部分問題,提供高達50MHz的帶寬,但是其傳輸距離受到極大的限制。
實時的廣播電視占據帶寬約500MHz,要用Internet去傳送或采用點播方式是不現實的,F有的廣播電視網經過HFC雙向改造后,上行帶寬為40MHz,在傳送廣播電視的基礎上兼顧IP業(yè)務,可滿足部分數據業(yè)務的要求。但是在許多用戶分享帶寬的情況下,每戶得到的上行帶寬與ADSL差不多,難以滿足今后大量上行業(yè)務的發(fā)展。
光纖是迄今為止最好的傳輸媒介,光纖接入技術與其他接入技術(如銅雙絞線、同軸電纜、五類線、無線等)相比,最大優(yōu)勢在于可用帶寬大,它能提供的有用帶寬高達75000Gb/s,光纖接入網還有傳輸質量好、傳輸距離長、抗干擾能力強、網絡可靠性高、節(jié)約管道資源等特點,是FTTH的發(fā)展動力所在。
從2004年開始,IPTV業(yè)務引起了業(yè)界的廣泛關注。它不僅有望能夠在很大程度上解決寬帶的內容問題,更使得潛在的寬帶用戶群擴展到了TV用戶群。以IPTV為代表的網絡視頻業(yè)務對于帶寬的需求遠遠超過傳統的WEB瀏覽、E-mail等業(yè)務,因此FTTH成為大規(guī)模承載IPTV業(yè)務的理想方式。此外我們還應注意HDTV,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps,用H.264技術可壓縮到5Mbps~6Mbps。通常認為對QoS有所保證的ADSL的最高傳輸速率是2Mbps,仍難以傳輸HDTV,可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。
價格不再是FTTH發(fā)展的主要障礙。光纖從2000年的1.2元/米,已下滑到今天的0.1元/米;155M收發(fā)模塊,2000年的價格為4000元,如今卻不到100元;ASIC芯片也比初期下降了30%~40%;GPON的成本(包括局端和用戶端)也從04年的2500元/線下滑至現在的1500元/線了。
圖1 某小區(qū)低成本FTTH三網合一組網方案
截止到2005年一季度,烽火通信和武漢電信合作,建設了武漢紫菘花園408戶FTTH商用試點工程;與湖北網通合作,承建了南湖都市桃源的713戶FTTH商用試點工程;與四川綿陽電信合作,承建了FTTO網吧接入等工程。這些工程的開通,標志著我國FTTH應用又上了一個新的臺階,為FTTH日后的規(guī)模應用和推廣提供了寶貴的借鑒作用。
3、EPON/GPON:實現FTTH的最佳技術
FTTH涉及的技術很多,包括光器件、光傳輸系統、光纖光纜、安裝、維護監(jiān)控等方面,其中傳輸技術和設備是關鍵,而EPON/GPON技術便是公認的實現FTTH的最佳技術之一。
無源光網絡(PON)技術是一種點到多點的光纖接入技術,如圖2所示,它由局側的OLT(光線路終端)、用戶側的ONU(光網絡單元)以及ODN(光分配網絡)組成。所謂“元源”,是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源,全部由光分路器(Splitter)等無源器件組成,因此其管理維護的成本較低。PON技術的概念是20世紀90年代初提出的,可分為用于窄帶TDM業(yè)務接入的窄帶PON技術和用于寬帶接入的基于ATM傳送的BPON(APON)、基于Ethernet分組傳送的EPON技術以及兼顧ATM/Ethernet/TDM綜合化的GPON技術。
GPON支持多種速率等級,可支持上下行不對稱速率,上行不一定要支持1Gbit以上速率,因此與EPON只能支持對稱1Gbit單一速率相比,GPON的光器件選擇余地更大,從而可降低成本。EPON只支持Class A和B的ODN等級,而GPON可支持Class A、B和C,因此GPON可支持高達128的分路比和長達20km的傳輸距離。
單從協議上比較,因為EPON標準是以802.3體系結構為基礎的,因此與GFON標準相比其協議分層更簡單、系統實現更容易,更由于目前以太網芯片的成熟性,其系統成本更低。
目前業(yè)內關于EPON和GPON孰優(yōu)孰劣還存在很大爭議,但接入網存在技術多樣化的鮮明特點,因此如果EPON/GPON能達到技術成熟、成本低廉的目標,將來都應該會得到應用,但未來1~2年,EPON將會走在GPON的前面,北美和日本的很多運營商都開始采用EPON技術裝備其FTTP/FTTH網絡。
圖2 PON網絡結構與分布
4、結論
FTTH規(guī)模應用和推廣還需盡快完善行業(yè)技術標準,設備制造商應聯合標準化組織、運營商、器件廠商及設計部門,從系統技術標準、FTTH器件技術標準、FTTH光纜技術標準、FTTH工程配套設備技術標準、FTTH工程施工標準和FTTH測試標準等六個方面,全面制定FTTH行業(yè)技術標準和規(guī)范,以指導FTTH應用。盡管前行的路還充滿了挑戰(zhàn),但是三網合一的趨勢必然會促進FTTH的發(fā)展,反過來FTTH的發(fā)展必然會促進三網合一的盡早實現。