FTTH光纖到戶實戰(zhàn)賞析

美國康寧   柯  剛

鎮(zhèn)江恒美嘉園被稱為是我國第一個商用的FTTH光纖到戶項目, 該項目是由鎮(zhèn)江市政府信息化推進處積極推動, 房地產(chǎn)開發(fā)商鎮(zhèn)江恒順地產(chǎn)主導(dǎo),眾多設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商以及運營商高度響應(yīng)的一個里程碑的項目。恒美嘉園旨在通過采用先進的以太無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立一個視頻、數(shù)據(jù)和語音三網(wǎng)合一;具有對各種資源開放的接入能力的光纖到戶網(wǎng)絡(luò)，并在社區(qū)內(nèi)提供多種信息化增值服務(wù)和信息交互平臺，從而實現(xiàn)集全面的安全防護、高效的物業(yè)管理、便利的通訊網(wǎng)絡(luò)以及舒適的居住環(huán)境于一體的住宅小區(qū)。
 
 
2004年8月起， FTTH光纖到戶系統(tǒng)在恒美嘉園中開始了試用。部署了GEPON+系統(tǒng)，為2個單元共24戶用戶提供了FTTH應(yīng)用的商業(yè)試用，如圖所示。

其中OLT(Optical Line Terminal)光纖線路終端設(shè)備放置于恒美嘉園的物業(yè)管理中心。
 
 
OLT同時提供傳統(tǒng)的IP接入和模擬電話接入，GE通過匯聚層交換機分別接入網(wǎng)通和電信寬帶網(wǎng)絡(luò)，完成IP數(shù)據(jù)的接入；同時通過E1接口分別接入到電信和鐵通PSTN交換機，采用V5協(xié)議完成語音數(shù)據(jù)的接入。同時采用1路獨立的光纖傳輸CATV視頻信號。
 
 
OLT下聯(lián)的PON(Passive Optical Network)無源光網(wǎng)絡(luò)口引入EPON網(wǎng)絡(luò)，中間采用兩級分光結(jié)構(gòu)，一級分光器放在小區(qū)機房，采用光纖配線架接入到不同樓道的二級分光器。二級分光器在各樓一層的智能箱中，熔接雙芯光纖直接到用戶家中。

ONU(Optical Network Unit)光網(wǎng)絡(luò)單元放在各個家庭用戶家中，ONU可以提供1個FE口，4個POTS口和一個CoaX電視接口，通過家庭布線，分別接入PC機、電話和電視。真正實現(xiàn)了FTTH光纖到戶三網(wǎng)融合。

OLT可以下聯(lián)32個ONU，32個ONU共享1G的帶寬，網(wǎng)管人員依據(jù)用戶需要分配帶寬，可以依據(jù)用戶特點定制不同的帶寬策略和SLA服務(wù)，采用不同的收費策略。

2005年6月恒美嘉園全部建設(shè)完畢后，采用GEPON+系統(tǒng)實現(xiàn)小區(qū)全部用戶1000戶的光纖到戶覆蓋。同時在物業(yè)中心建設(shè)寬帶信息平臺，依托FTTH寬帶信息網(wǎng)絡(luò)提供寬帶服務(wù)和應(yīng)用。

工程共分兩期完成。一期接入248戶，二期完成小區(qū)內(nèi)其他用戶的接入。

在商業(yè)試用的基礎(chǔ)上，我們在中心機房增加OLT設(shè)備和其他局端設(shè)備，以提高整個網(wǎng)絡(luò)的接入容量。
共計53臺OLT設(shè)備，將分別通過一個GE口連到兩臺Cisco Catalyst3750交換機上，經(jīng)由堆疊的兩臺交換機上聯(lián)至電信/網(wǎng)通的城域網(wǎng)；將分別通過一個E1接口連到V5信令網(wǎng)關(guān)，經(jīng)由兩臺V5設(shè)備上聯(lián)至電信/鐵通的PSTN網(wǎng)。

每戶家中放置一臺ONU設(shè)備，集成到家庭信息箱中，通過家庭信息箱中的各個端口，接入各個房間內(nèi)的終端。

網(wǎng)管系統(tǒng)集中設(shè)置在小區(qū)中心機房，通過圖形化界面的網(wǎng)管，可以實現(xiàn)對每個用戶端口的控制和管理，包括開閉CATV接口，這樣能輕松實現(xiàn)對有線電視欠費戶的管理。

為了實現(xiàn)了公共電話網(wǎng)（PSTN）、有線電視網(wǎng)（CATV）和計算機互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的三網(wǎng)合一, 使接入網(wǎng)絡(luò)可靠性，穩(wěn)定性和接入能力有很大提高。我們采用了FTTH光纖直接到每個家庭的建設(shè)。FTTH的實現(xiàn)技術(shù)從全球來看主要有兩種，一種是PPP點到點光接入技術(shù)，另一種是PON無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
 
 
點到點光接入技術(shù)是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號進行長距離的傳輸，利用光纖鏈接端局和每個用戶，其上下行速率可達1Gbit/s。點到點光接入技術(shù)具有產(chǎn)品成熟、結(jié)構(gòu)/技術(shù)簡單、安全性較好等優(yōu)點，但這種技術(shù)需要鋪設(shè)大量光纖和光纖收發(fā)器，在規(guī)模部署時整體成本不降反升。所以采用點到點的光纖鋪設(shè)方式, 主要問題是不但成本難以控制, 而且小區(qū)路由復(fù)雜, 大量光纜的鋪設(shè)也很有挑戰(zhàn)性, 而且我們在光纜線路上管理維護的難度也大大增加。

PON技術(shù)是業(yè)界公認的實現(xiàn)FTTH的最佳方案。PON是一種點到多點的光纖接入技術(shù)，它由局側(cè)的OLT（光線路終端）、用戶側(cè)的ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）以及ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）組成。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA方式，而且可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓撲結(jié)構(gòu)。所謂“無源” （Passive）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(shù)不易受雷電損壞和輻射干擾，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活易于擴展，而且共享饋線段光纖可節(jié)約鋪設(shè)成本；另外PON可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)的透明，具有多業(yè)務(wù)支持能力，所以從誕生之日便受到業(yè)界極大的關(guān)注。目前比較流行的是EPON和GPON。EPON技術(shù)成熟，有規(guī)模商用的案例，而且成本低廉。GPON技術(shù)標準是按電信的理念推出的，對設(shè)備的互操作性能有詳細的要求，對包括TDM在內(nèi)的各種業(yè)務(wù)類型都能提供相應(yīng)的QoS保證，但目前成本依然較高。

該項目上我們采用的是GEPON+ 的FTTH解決方案。GEPON+平臺提供高帶寬的接入能力，上聯(lián)帶寬為1.25G,一個GEPON網(wǎng)絡(luò)的ONU安需分配1G的帶寬。這種方式并非傳統(tǒng)方式的總線共享方式，真正意義上保障了最終用戶的帶寬。

網(wǎng)管中心按照用戶的要求配置每個用戶的帶寬，在理論上，單個用戶的接入帶寬最高可以擴展到1G，接入能力相對于傳統(tǒng)的接入方式有很大的提高。 網(wǎng)管中心還可以按照用戶需求的變化及時調(diào)整原有的帶寬分配數(shù)據(jù)，在操作上具有很強的靈活性。

同時， EPON采用實時動態(tài)帶寬分配模式。通過采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，GEPON+系統(tǒng)能夠連續(xù)地監(jiān)測所有ONU的狀態(tài)。當一個緩沖區(qū)/隊列開始填充時，系統(tǒng)會實時地分配帶寬來滿足突發(fā)數(shù)據(jù)需求。

為實現(xiàn)三網(wǎng)合一對線路高帶寬的要求, 我們?nèi)�系列采用了美國康寧的光纜系統(tǒng)解決方案,這主要包括SMF-28e單模光纖, 也就是我們俗稱的零水峰全光譜光纖。由于光纖在制造過程中不可避免出現(xiàn)極個別OH離子, 導(dǎo)致光纖在特定的1383nm諧振頻率下吸收能量并由此造成衰減, 即是我們常常講的水峰。SMF-28e單模光纖就是在普通光纖基礎(chǔ)上通過控制OH根壓縮1383nm窗口的水峰, 從而將其可用波長范圍擴展到1260-1625nm整個波段。而且SMF-28e單模光纖還有若干項指標的提升,包括抗彎曲特性的改善,衰減系數(shù),色散系統(tǒng),色散斜率,包層不圓度等。該項目的室外大芯數(shù)光纜和室內(nèi)兩芯MIC光纜都采用該種光纖, 這為我們的高帶寬要求, 波分復(fù)用等技術(shù)的應(yīng)用都提供了具有前瞻性的基礎(chǔ)架構(gòu)。

 在光纖的端接上我們選用的是美國康寧的UniCam?單模機械端接接頭, 而不是傳統(tǒng)的光纖尾纖熔接。使用UniCam?單模機械端接接頭, 我們能快速, 簡單的在現(xiàn)場完成光纖端接, 并能得到一流的光學(xué)性能表現(xiàn)。該項目上其中實現(xiàn)數(shù)據(jù)和語音的一芯采用的是FC/UPC接頭, 傳輸CATV視頻信號的一芯采用了SC/APC接頭。UniCam?機械端接接頭能保證每個接頭插入損耗典型值0.2dB,最大值0.5dB,輕便的手持安裝工具和高性能切割刀幾乎消除了現(xiàn)場安裝中人為因素的影響,保證端接正常,且性能穩(wěn)定,每個UniCam?機械端接接頭的安裝只需剝線,清潔,切割,旋轉(zhuǎn)和壓接這么簡單, 時間可以控制在一分鐘內(nèi)完成, 無需電源,100%通過工廠插入損耗測試等都為我們項目中上千戶家庭的光纖端接提供了便利和保障。

 
恒美嘉園開放的FTTH平臺, 具有非常好的靈活性和適用性，為運營商開展各種增值業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ); 同時依托FTTH寬帶網(wǎng)絡(luò)搭建了小區(qū)寬帶信息平臺，為小區(qū)物業(yè)提供豐富的寬帶增值業(yè)務(wù)。

寬帶INTERNET 接入:高質(zhì)量的寬帶接入，GEPON＋系統(tǒng)下，可以為MST提供最高100M的接入帶寬，同時可以根據(jù)具體的用戶情況設(shè)置端口接入帶寬。

TDM業(yè)務(wù): EPON+系統(tǒng)具備TDM傳送能力，所以在實現(xiàn)基于IP的數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)之外，可以通過EPON平臺實現(xiàn)多種TDM接入業(yè)務(wù)。支持系統(tǒng)內(nèi)，以及系統(tǒng)出局POTS電話，支持TDM專線業(yè)務(wù)。

CATV傳送:GEPON+系統(tǒng)有采用單獨光纖傳輸CATV信號和采用原有光纖1550波長傳輸兩種模式。因為采用了單獨的傳輸介質(zhì)或單獨的波長傳輸，CATV業(yè)務(wù)具有良好的質(zhì)量保證。

寬帶增值業(yè)務(wù):當接入帶寬不再成為瓶頸時，靈活豐富的增值業(yè)務(wù)便可以因地制宜的展開，運營上可以在GEPON+高帶寬的接入平臺基礎(chǔ)上開展豐富的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)投資增值：

IP電話:GEPON+系統(tǒng)通過與局端語音網(wǎng)關(guān)和軟交換平臺的配合，MST可以下聯(lián)VoIP終端，實現(xiàn)長途話音業(yè)務(wù)的IP旁路，為用戶節(jié)省大量話費。

IPTV、視頻會議、VOD:GEON+系統(tǒng)支持視頻業(yè)務(wù)，包括視頻會議和VOD等基于IP的視頻應(yīng)用。視頻局端設(shè)備可以由局方建設(shè)，通過GEON+系統(tǒng)為用戶提供視頻會議終端的寬帶接入， GEPON+系統(tǒng)可以充分保證業(yè)務(wù)帶寬和服務(wù)質(zhì)量。

其他

寬帶網(wǎng)絡(luò)游戲
遠程教育
社區(qū)信息化平臺
IT業(yè)務(wù)超市
小區(qū)監(jiān)控
…

恒美嘉園FTTH項目采用駐地網(wǎng)運運營商獨立運營的方式，由鎮(zhèn)江恒順房地產(chǎn)開發(fā)有限公司等多家公司投資成立了江蘇中天住宅科技集成有限公司，由該公司獨立進行光纖到戶的項目的運營和維護，公司依托FTTH網(wǎng)絡(luò)和恒美小區(qū)寬帶信息平臺為最終用戶提供綜合業(yè)務(wù)接入和寬帶信息服務(wù)。

區(qū)別與傳統(tǒng)的電信公司運營網(wǎng)絡(luò)的模式，在此模式下，駐地網(wǎng)的建設(shè)和運營將由駐地網(wǎng)運營商/二級運營商負責(zé)。駐地網(wǎng)運營商租用電信運營商的中繼，向住宅用戶提供服務(wù)并收費；駐地網(wǎng)運營商建設(shè)的駐地網(wǎng)絡(luò)也可以幫助物業(yè)公司實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞和信息發(fā)布的功能，并收取一定的費用；駐地網(wǎng)運商具有很強的業(yè)務(wù)靈活性，可以開發(fā)寬與帶業(yè)務(wù)平臺相關(guān)的增值業(yè)務(wù)。

恒美嘉園FTTH項目建設(shè)過程也帶給我們很多需要優(yōu)化的內(nèi)容:

首先是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容提供商匱乏,  在恒美嘉園FTTH項目建設(shè)時期, 我們對杭州,上海和南京都做了些調(diào)研, 我們希望能找到相關(guān)的視頻等互動內(nèi)容專業(yè)的提供商,但是當時除杭州有一些游戲,視頻等內(nèi)容有一定的專業(yè)能力外, 其他地方都沒有得到積極的響應(yīng)。而且為了利用杭州的網(wǎng)絡(luò)資源, 我們必須鋪設(shè)或租用一條獨立的光纖鏈路從杭州到鎮(zhèn)江, 基于巨大的投入成本, 最后還是放棄了。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用才是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和建設(shè)的真正推動者, 相信隨著今天IPTV等應(yīng)用的大范圍推廣, FTTH也才真正有了它的用武之地。

小區(qū)增值業(yè)務(wù)未能廣泛展開, 建設(shè)之初, 房地產(chǎn)商和業(yè)主都對基于FTTH高帶寬的增值服務(wù)寄予了很高的期望, 但是最后我們發(fā)現(xiàn)這不是一個物業(yè)管理公司可以解決的問題, 這是一個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈, 需要專業(yè)的IT應(yīng)用公司參與其中, 為我們業(yè)主的生活和工作提供專業(yè)的解決方案。

運營商的觀望甚至是抵制也阻礙了FTTH前期的建設(shè)和發(fā)展, 在我們完成了整個項目的建設(shè)后, 有一家國內(nèi)主要的運營商以各種理由不接入到小區(qū), 這樣一來使得完全開放的網(wǎng)絡(luò)平臺大打折扣, 而且部分業(yè)主對于無法接入該運營商的網(wǎng)絡(luò)而投訴于物業(yè)管理公司。

由于廣電和電信部門的獨立性, 加上一些技術(shù)問題未能解決, 我們無法真正實現(xiàn)三網(wǎng)的完全融合, 也就是在單根光纖上傳輸所有的信號,  最后我們將分別數(shù)據(jù)和語音信號在一根光纖上傳輸, CATV視頻信號在另一根光纖上傳輸。

技術(shù)和法規(guī)上我們也同樣面臨挑戰(zhàn), 在光纖傳輸語音信號的同時, 相對傳統(tǒng)的模擬電話信號, 我們無法保障業(yè)主可以在家庭斷電的情況下, 還可以撥打電話, 尤其是110, 120等緊急求助電話。除非我們在各個家庭, 設(shè)備間都須安裝UPS等設(shè)備, 以保障語音網(wǎng)絡(luò)的暢通, 但是無論是成本還是系統(tǒng)維護方面都很難實施。這樣物業(yè)管理公司將會因業(yè)主在斷電的情況下無法撥打求就電話而違反國家相關(guān)法規(guī), 也會給居民的生活帶來不便。

最后是投資成本問題,  該項目上每戶的投資超過了5000塊, 這些成本最終都是需要業(yè)主來承受的, 相對ADSL, FTTB+LAN, CABLE MODEM等其他寬帶技術(shù)的成本還是很高。我們需要進一步降低成本, 光纖到戶的每戶接入成本目前已經(jīng)降到了每戶2000～3000元，在武漢地區(qū)更是降到了每戶最低1800元。光纖到戶的成本下降明顯，但是還需進一步降低，這有助于形成規(guī)模優(yōu)勢。

實踐是最好的說明,  在恒美嘉園FTTH項目建設(shè)上, 我們看到的是純商業(yè)模式的一種探索, 這和我們以往一些試點項目大不同, 他需要真正的投入, 可實施的技術(shù)和產(chǎn)品, 全商業(yè)的項目運作模式, 對傳統(tǒng)法規(guī)的遵從和挑戰(zhàn)等。

可以預(yù)見的是，在未來幾年，我國范圍內(nèi)的FTTH光纖到戶將會“成型”與“放量”，廣大用戶能夠真正享受到FTTH的體驗。到時候，F(xiàn)TTH的商業(yè)模式會變得清晰起來，監(jiān)管的不確定性也會大大降低，政府的補貼會逐步加大，而市場的需求也會迅速放大，基于FTTH網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和服務(wù)會更加精彩紛呈。而2008年將是FTTH發(fā)展道路上的一個歷史性拐點，F(xiàn)TTH也許從此將進入高速發(fā)展期。