FTTH網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運(yùn)營

2003年以后，F(xiàn)TTH技術(shù)展現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢頭，國際大型運(yùn)營商紛紛將FTTH作為未來寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。日本和美國是最為激進(jìn)的兩個國家，日本政府制定的“e-Japan”計(jì)劃鼓勵了NTT、KDDI等固網(wǎng)運(yùn)營商投入到FTTH網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，美國的電信運(yùn)營商出于與CABLE運(yùn)營商競爭的需要，紛紛投資建設(shè)FTTH網(wǎng)絡(luò)；另外，亞太（韓國、新加坡和中國香港等）、歐洲（德國、法國、荷蘭等）也出現(xiàn)了一定規(guī)模的應(yīng)用。與此同時(shí)，中國內(nèi)地的運(yùn)營商已經(jīng)從跟蹤觀望轉(zhuǎn)變到積極試驗(yàn)、摸索推廣的積極態(tài)度，這一時(shí)期，主要的運(yùn)營商開始進(jìn)行設(shè)備測試、技術(shù)規(guī)范制定、現(xiàn)場試驗(yàn)，通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會也開始著手制定有關(guān)EPON、GPON的技術(shù)要求和互通性規(guī)范，這些舉措大大促進(jìn)了國內(nèi)FTTH產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，可以說，目前中國在FTTH領(lǐng)域的積累與探索已經(jīng)與世界同步甚至在某些方面處于領(lǐng)先。本文將根據(jù)近年FTTH研究所取得的成果就目前中國FTTH發(fā)展的熱點(diǎn)問題展開討論，包括FTTH技術(shù)比較、FTTH的運(yùn)行維護(hù)等方面內(nèi)容。

一、FTTH網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)比較

FTTH網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)有兩個重要的分支：點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）的有源接入技術(shù)（AON）和點(diǎn)對多點(diǎn)（P2MP）的無源接入技術(shù)（PON）。關(guān)于適合中國發(fā)展FTTH的技術(shù)選擇問題集中在兩個層次：第一，以P2P技術(shù)為主導(dǎo)還是以P2MP技術(shù)為主導(dǎo)；第二，以EPON技術(shù)為主導(dǎo)還是以GPON技術(shù)為主導(dǎo)，目前對第二個問題的爭議是最多的。下面對這兩點(diǎn)加以分析。

1.P2P技術(shù)與P2MP技術(shù)

P2P技術(shù)的代表是媒質(zhì)轉(zhuǎn)換器（MC），其最新進(jìn)展是IEEE802.3ah（現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3-2005）中提出了對P2P技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，其主要內(nèi)容是規(guī)范了光接口的指標(biāo)，增加了鏈路層的OAM功能，包括遠(yuǎn)端故障指示、遠(yuǎn)端環(huán)回控制、連接監(jiān)控?cái)U(kuò)展功能等，這些OAM功能能在鏈路失敗或遠(yuǎn)端故障的情況下快速定位故障點(diǎn)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的維護(hù)能力與管理能力。目前能提供標(biāo)準(zhǔn)的P2P設(shè)備的廠家只有華為、瑞斯康達(dá)等少數(shù)幾家，且設(shè)備對新標(biāo)準(zhǔn)的支持能力還很弱，基本無法實(shí)現(xiàn)互通，現(xiàn)網(wǎng)中的應(yīng)用仍然以傳統(tǒng)的MC技術(shù)為主。

由于P2P技術(shù)自身的特點(diǎn)，其規(guī)模應(yīng)用的成本將遠(yuǎn)高于以EPON、GPON為代表的P2MP技術(shù)。在同等接入距離下，單個P2P設(shè)備的建設(shè)成本要比EPON、GPON設(shè)備都低，但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，P2P方案的設(shè)備成本與線路成本將呈線性增長，而EPON、GPON方案只會在設(shè)備成本方面有少量增長，PON技術(shù)的成本優(yōu)勢明顯。因此，P2P技術(shù)與PON技術(shù)并不構(gòu)成真正意義上的競爭關(guān)系，而應(yīng)作為FTTH的一種補(bǔ)充手段，對于住戶分散、密度低的區(qū)域用戶或?qū)ΡＣ苄杂袊?yán)格要求的企業(yè)客戶，采用P2P技術(shù)是一種合適的選擇。

2.EPON與GPON技術(shù)

EPON與GPON誰將成為FTTH的主導(dǎo)是全球范圍內(nèi)爭論的問題，出于各自不同的考慮，美國、歐洲、澳洲等運(yùn)營商選擇了GPON技術(shù)，亞太（日本、韓國和中國香港）等運(yùn)營商選擇了EPON技術(shù)，這使得EPON與GPON的產(chǎn)業(yè)鏈都有足夠的市場需求以促進(jìn)其發(fā)展完善。對中國而言，也許暫時(shí)不下結(jié)論是穩(wěn)妥的選擇。僅從技術(shù)可行性角度考慮，目前EPON與GPON已無明顯的差別，下面進(jìn)行詳細(xì)地分析。

(1)基本的傳送能力

在基本的傳送能力方面，EPON與GPON有相近的功能和性能。EPON標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種傳送能力，分別是10km（1:32）分光和20km（1:32）分光，但這主要取決于光收發(fā)模塊的性能，實(shí)際測試表明，采用CLASSB+光模塊，EPON系統(tǒng)能達(dá)到20km以上和1:64分光的傳送能力，這與GPON標(biāo)準(zhǔn)制定的指標(biāo)基本相同。

(2)業(yè)務(wù)承載效率

關(guān)于兩者的業(yè)務(wù)承載效率，許多文獻(xiàn)在理論上做過對比，結(jié)論不盡相同，被引用最多的結(jié)論是EPON的以太網(wǎng)承載效率只有60％～70％，GPON可達(dá)到97％，而實(shí)際測試結(jié)果表明，EPON的上下線吞吐量均能達(dá)到900M以上，因此，如不考慮EPON采用8B/10B編碼帶來的效率損失，GPON在承載效率上約有5％左右的優(yōu)勢。這種差別不足以判定孰優(yōu)孰劣。

(3)互通性進(jìn)程

從ADSL技術(shù)和移動通信技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)來看，實(shí)現(xiàn)終端開放性有利于形成完整的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，可以有效降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維的成本，是技術(shù)發(fā)展的趨勢。在這方面，GPON標(biāo)準(zhǔn)的成熟性有著先天的優(yōu)勢，ITU-TG.984.3（GTC層規(guī)范）和G.984.4（OMCI）規(guī)范為GPON設(shè)備的互通奠定了良好的基礎(chǔ)，F(xiàn)SAN組織已經(jīng)于2006開始了互通性的測試工作，但遺憾的是，能提供穩(wěn)定版本參與測試的設(shè)備有限，GPON技術(shù)的互通性優(yōu)勢還沒有體現(xiàn)出來。而EPON的互通性工作則必須先由完善IEEE802.3-2005工作開始，IEEE802.3-2005僅對EPON系統(tǒng)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層做了規(guī)范，對動態(tài)帶寬分配、終端設(shè)備的認(rèn)證、業(yè)務(wù)層功能（如組播、VoIP和TDM業(yè)務(wù)的承載、VLAN等）、服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證、網(wǎng)絡(luò)管理等設(shè)備實(shí)現(xiàn)所必須具備的功能均未做規(guī)定。另外，IEEE802.3-2005存在規(guī)定不完善或者模糊之處，也會導(dǎo)致各廠商在理解和實(shí)現(xiàn)上的差異，從而導(dǎo)致互通性問題。但好在這些影響互通的因素已經(jīng)找到，主流芯片廠商正在積極開發(fā)或已經(jīng)發(fā)布具有互通功能的解決方案，這種產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的積極配合使得EPON的互通性工作具有良好的發(fā)展前景。

從以上分析可以看出，EPON與GPON技術(shù)近兩年均取得了明顯的進(jìn)展，兩者的發(fā)展路徑不同，GPON技術(shù)是遵循先嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展思路，EPON技術(shù)則是以產(chǎn)業(yè)化為起點(diǎn)，最終在產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟內(nèi)形成標(biāo)準(zhǔn)化。這兩種思路都將促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和成熟，就目前情況看，兩者的發(fā)展路標(biāo)都已走到推動互聯(lián)互通的階段，當(dāng)互通性問題得以解決之后，真正能夠左右運(yùn)營商進(jìn)行技術(shù)選擇的也許只有價(jià)格因素了。因此，積極參與推動EPON技術(shù)的互通并關(guān)注GPON技術(shù)的互通性進(jìn)展是目前運(yùn)營商的工作重點(diǎn)。

二、FTTH網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)

在FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，一個典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)值得借鑒，如圖1所示。其中，OLT和ONT是EPON或GPON系統(tǒng)的有源部分，其它設(shè)施則構(gòu)成ODN網(wǎng)的無源配線部分，系統(tǒng)包括以下設(shè)施。

◇局端配線設(shè)施：光配線架等。
   　 ◇光分配點(diǎn)設(shè)施：光配線架、光交界箱、光分線盒、光分路器、光分支接頭盒等。
    　◇光用戶接入點(diǎn)設(shè)施：光分路器、光分線盒、光終端盒等。
    　◇用戶端接設(shè)施：用戶終端智能盒、光纖信息面板等。

從圖1可以看出，相對于現(xiàn)有的DSL寬帶接入網(wǎng)和LAN接入網(wǎng)，當(dāng)前的FTTH網(wǎng)絡(luò)引入了新的網(wǎng)絡(luò)元件，相應(yīng)的，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維也出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)。

１．維護(hù)技術(shù)復(fù)雜，維護(hù)質(zhì)量要求高，維護(hù)難度大

ADSL和LAN接入網(wǎng)的技術(shù)相對簡單，維護(hù)指標(biāo)要求相對不高，技術(shù)難度較小。而FTTH網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)復(fù)雜度遠(yuǎn)高于ADSL和LAN，故障的產(chǎn)生原因復(fù)雜，這使得FTTH網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)難度很高。光纖光纜的連接遠(yuǎn)比銅纜復(fù)雜，涉及到精密、復(fù)雜的工序和工具。光纖光纜的維護(hù)質(zhì)量要求也很高（特別是接頭質(zhì)量、光纖的彎曲半徑、防塵防水等）。這不但要求運(yùn)維人員能夠掌握復(fù)雜的維護(hù)技術(shù)，解決很多復(fù)雜的故障，還要做好日常的監(jiān)測和巡查。

２．多業(yè)務(wù)運(yùn)行導(dǎo)致的多專業(yè)綜合維護(hù)

傳統(tǒng)的ADSL網(wǎng)和LAN接入網(wǎng)均是單業(yè)務(wù)接入網(wǎng)，僅承載寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)，運(yùn)維主要涉及數(shù)據(jù)和線路專業(yè)。而FTTH網(wǎng)絡(luò)是個綜合接入平臺，支持包括語音、數(shù)據(jù)、視頻、專線等多種業(yè)務(wù)和應(yīng)用，覆蓋了目前電信網(wǎng)上的大多數(shù)專業(yè)領(lǐng)域，包括線路、接入、交換、數(shù)據(jù)、終端、傳輸?shù)��？紤]到大規(guī)模開展FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后的維護(hù)成本和維護(hù)效率，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)必須采用多專業(yè)綜合維護(hù)模式，需要各專業(yè)的維護(hù)部門密切配合，要求維護(hù)人員具有更加全面的專業(yè)技能，掌握光纜線路、接入、終端、交換、數(shù)據(jù)、傳輸?shù)榷囝I(lǐng)域的專業(yè)知識，能解決更加復(fù)雜的問題。

３．設(shè)備和技術(shù)不夠成熟、維護(hù)技術(shù)手段缺乏

ADSL和LAN接入技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)非常成熟，有成熟的維護(hù)流程和有效的維護(hù)工具（如各種儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析系統(tǒng)等）。但FTTH技術(shù)還處于快速發(fā)展期，還有待于進(jìn)一步成熟，這種技術(shù)上的不成熟性給大規(guī)模發(fā)展FTTH網(wǎng)絡(luò)后的運(yùn)營維護(hù)帶來很大的不確定性。

４．FTTH網(wǎng)絡(luò)對故障處理速度要求更高

傳統(tǒng)ADSL接入網(wǎng)僅承載Internet接入業(yè)務(wù)，對故障處理速度沒有嚴(yán)格的要求。但FTTH是個多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障將對多種電信業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，這對FTTH網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)響應(yīng)速度提出了更高的要求，需要有更好的技術(shù)手段進(jìn)行故障定位和處理，有更好的維護(hù)體制以保證各故障處理環(huán)節(jié)的高效協(xié)同。

根據(jù)現(xiàn)有ADSL網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，對FTTH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)體系的基本要求是集中、靈活、高效、低成本。FTTH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)，具有如下發(fā)展趨勢。

１．集中維護(hù)

國內(nèi)外ADSL接入網(wǎng)和國外FTTH接入網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)表明：只有實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的集中化維護(hù)，才能節(jié)約維護(hù)成本，提高維護(hù)的規(guī)范化水平和維護(hù)質(zhì)量，提高客戶響應(yīng)速度。

２．加強(qiáng)FTTH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維支撐系統(tǒng)等技術(shù)手段建設(shè)

集中維護(hù)需要一個高效的運(yùn)維支撐系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)維過程的自動化和標(biāo)準(zhǔn)化。運(yùn)維支撐系統(tǒng)應(yīng)該覆蓋從業(yè)務(wù)受理、派線到安裝、測試、業(yè)務(wù)申告、故障排除、故障處理反饋、營賬等多方面內(nèi)容。

３．FTTH終端應(yīng)具有遠(yuǎn)程管理能力

如采用TR-069的體系架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對終端設(shè)備（包括ONU）的自動配置和動態(tài)業(yè)務(wù)提供、軟件/固件升級、狀態(tài)和性能監(jiān)控、故障診斷，具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高、安全性好、部署靈活、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。

４．FTTH光線路維護(hù)手段的進(jìn)一步完善。

FTTH網(wǎng)絡(luò)光路維護(hù)儀器儀表需要進(jìn)一步發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)完整的測試解決方案。EPON和GPON設(shè)備也應(yīng)該提供更強(qiáng)大的包括線路測試與診斷、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析等在內(nèi)的運(yùn)維功能。

三、FTTH發(fā)展展望

從最近幾年的研究與試驗(yàn)情況來看，F(xiàn)TTH技術(shù)發(fā)展非常迅速，目前已經(jīng)基本成熟，形成了比較完備的技術(shù)體系，包括系統(tǒng)設(shè)備、光線路相關(guān)器材、施工工藝等，可以滿足進(jìn)行小規(guī)模應(yīng)用的需要，但距離大規(guī)模推廣尚有一定的距離，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本過高和業(yè)務(wù)需求不足仍然是制約FTTH發(fā)展的主要因素。

FTTH網(wǎng)絡(luò)成本主要體現(xiàn)在光線路成本和設(shè)備成本。前面提到，設(shè)備成本的降低將依賴于互通性進(jìn)展的順利與否，這一點(diǎn)是值得期待的；但光線路成本的降低則不容樂觀。目前盡管光纖的價(jià)格比較低，但由于光線路的施工工藝復(fù)雜，輔助器材成本高，造成總體線路成本較高。這需要進(jìn)一步降低光纜、光分路器等器材的成本，優(yōu)化線路設(shè)計(jì)，采用更高效的施工工藝來解決。在這方面，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些新的器件與新的工藝，如新型室內(nèi)用的高強(qiáng)度光纖、新型皮線光纜、平面光波導(dǎo)（PLC）光分路器、適合FTTH應(yīng)用的終端盒和接頭盒、冷接工藝等。隨著這些器件與工藝的進(jìn)一步成熟，配合合理的FTTH網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方法，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本仍有較大的下降空間。

從目前互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用來看，公眾用戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的要求主要集中在瀏覽新聞、搜索引擎、收發(fā)郵件等業(yè)務(wù)上，這些業(yè)務(wù)顯然無法對FTTH構(gòu)成強(qiáng)烈的需求。因此，開發(fā)推廣視頻通信、文件上/下載、在線音樂和影視、IPTV（流媒體）等高帶寬應(yīng)用，尤其是提高視頻類業(yè)務(wù)的質(zhì)量和種類是FTTH大規(guī)模發(fā)展的前提基礎(chǔ)，同時(shí)，抓住三網(wǎng)融合的機(jī)遇，將FTTH打造成一個全業(yè)務(wù)接入的寬帶業(yè)務(wù)平臺才是FTTH發(fā)展的趨勢所在。

四、結(jié)束語

FTTH的發(fā)展是一個系統(tǒng)工程，它涉及到技術(shù)體制的選擇、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)、系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)、業(yè)務(wù)的包裝推廣等諸多方面，經(jīng)過這幾年的摸索和總結(jié)，業(yè)界在這幾方面均積累了很多的成果，但距離FTTH大規(guī)模商用的目標(biāo)仍然有不小的差距，隨著全球FTTH高速發(fā)展的浪潮以及國內(nèi)FTTH領(lǐng)域研究的深入，這些問題終將得到解決。