FTTH寬帶光纖接入技術(shù)
發(fā)布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):619
本文主要從系統(tǒng)技術(shù)的角度來分析幾種ftth技術(shù)的特征、問題與方案選擇。當(dāng)然,除了系統(tǒng)技術(shù)外,影響其發(fā)展的因素很多,主要是業(yè)務(wù)和應(yīng)用以及管制政策。此外,各種配套元器件技術(shù)和敷設(shè)安裝測試技術(shù)也十分關(guān)鍵。目前低成本光源已有望實現(xiàn),850nm的vcsel(垂直共振腔面射型激光)僅數(shù)美元,1310nm的vcsel已有突破,速率達(dá)10gbit/s。光波平面電路(plc)混合集成技術(shù),高密度低成本光纜及相關(guān)技術(shù),對彎曲不敏感的室內(nèi)用光纖,低成本無源器件,施工安裝技術(shù),自動光操作測試系統(tǒng)等也都是影響光接入網(wǎng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素,需要有妥善的全面解決方案。
1、寬帶光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢
就世界范圍看,絕大多數(shù)電信公司是以adsl為主發(fā)展寬帶接入的,然而,adsl是建立在銅線基礎(chǔ)上的寬帶接入技術(shù),銅是世界性戰(zhàn)略資源,隨著國際銅纜價格持續(xù)攀升(近幾年年均20%-30%的增幅),以銅纜為基礎(chǔ)的xdsl的線路成本越來越高,而光纖的原材料是二氧化硅,在自然界取之不盡,用之不竭。事實上,當(dāng)前光纖的市場價格已經(jīng)低于普通銅線,并且其壽命還遠(yuǎn)高于后者。在新鋪用戶線路或者老電纜替換中,光纖已經(jīng)成為更合理的選擇,特別是主干段乃至配線段。其次,作為有源設(shè)備,xdsl電磁干擾難以避免,維護(hù)成本越來越高。作為無源傳輸介質(zhì)的光纖可以避免這類問題。
最后,隨著全網(wǎng)的光纖化進(jìn)程繼續(xù)向用戶側(cè)延伸,端到端寬帶連接的限制越來越集中在接入段,目前adsl的上下行連接速率無法滿足高端用戶的長遠(yuǎn)業(yè)務(wù)需求。盡管adsl2+和vdsl2技術(shù)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(zhì)性突破。顯然,隨著光纖在長途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用,符合邏輯的發(fā)展趨勢是將光纖繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸,最終實現(xiàn)光纖到戶。關(guān)鍵的問題是:推進(jìn)速度有多快?這將取決于多種因素,包括市場的需求、競爭的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步、成本的下降和配套運維系統(tǒng)的開發(fā)等。我國2008年舉辦奧運會和2010年舉辦世界博覽會這兩個重大世界性事件也將在一定程度上會推進(jìn)ftth的發(fā)展。
2、點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)
歷史上,在企事業(yè)用戶應(yīng)用環(huán)境,以太網(wǎng)技術(shù)一直是最流行的方法,目前已成為僅次于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設(shè)施接口。主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗知識,目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的,性能價格比好、可擴(kuò)展、容易安裝開通以及具有高可靠性等。
對于公用網(wǎng)住宅用戶應(yīng)用環(huán)境,點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)采用有源業(yè)務(wù)集中點來替代無源點到多點系統(tǒng)的無源器件,使傳輸距離可以擴(kuò)展到120km之遠(yuǎn)。這種技術(shù)的主要優(yōu)點是專用接入,帶寬有保證,每用戶可以在配線段和引入線段獨享100mbit/s乃至1gbit/s;局端設(shè)備簡單便宜;傳輸距離長,服務(wù)區(qū)域大;成本隨用戶數(shù)的實際增長而線性增加,可預(yù)測,無需規(guī)劃,投資風(fēng)險低,設(shè)備端口利用率較高,因而在低密度用戶分布地區(qū)成本較低。缺點是兩端設(shè)備和光纖設(shè)施專用,用戶不能共享局端設(shè)備和光纖,當(dāng)需求快速增長且用戶很密集時,光纖和兩端設(shè)備的數(shù)量及其成本以及空間需求也隨之迅速增加,因而不太適合高密集用戶區(qū)域。另外,有源以太網(wǎng)要求多點供電和備用電源,網(wǎng)絡(luò)管理的元件(包括電源)多,增加了供電和網(wǎng)管的復(fù)雜性。第三,從標(biāo)準(zhǔn)化的角度,有源以太網(wǎng)并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而是利用多個相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從而產(chǎn)生多種不兼容的解決方案。最后還有一個可能影響選擇以太網(wǎng)技術(shù)的因素是傳統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的提供方式,例如有些美國電信公司(例如verizon)承諾能提供同樣質(zhì)量的傳統(tǒng)模擬射頻視頻節(jié)目,而以太網(wǎng)技術(shù)在支持傳統(tǒng)模擬射頻視頻節(jié)目的傳送方面是比較困難的。
在ftth應(yīng)用場合,點到點以太網(wǎng)主要用于多住戶單元接入,具體又分為單纖系統(tǒng)和雙纖系統(tǒng)兩種,單纖系統(tǒng)的上下行分別采用不同波長,典型上行波長為1310nm,下行波長為1550nm,傳輸距離為15km,遵循日本電信技術(shù)委員會制定的標(biāo)準(zhǔn)ts-1000,因而互操作性較好,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性較低。雙纖系統(tǒng)采用兩根光纖,遵循ieee802.3ub標(biāo)準(zhǔn),采用多模光纖,傳輸距離僅為2km。不同運營商為了延長傳輸距離,增強(qiáng)其管理功能,制定了很多私有標(biāo)準(zhǔn),使系統(tǒng)的互操作性很差。
3、點到多點無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
3.1無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無源光網(wǎng)絡(luò)(pon)是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),其主要特點是在接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備,從而避免了電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設(shè)備的故障率,簡化了供電配置和網(wǎng)管復(fù)雜性,降低了運維成本。其次,pon的業(yè)務(wù)透明性較好,帶寬寬,可適用于任何制式和速率的信號,能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù),具備三重業(yè)務(wù)功能(triple-play)。第三,其局端設(shè)備和光纖(從饋線段一直到引入線)由用戶共享,因而光纖線路長度和收發(fā)設(shè)備數(shù)量較少,相應(yīng)成本
本文主要從系統(tǒng)技術(shù)的角度來分析幾種ftth技術(shù)的特征、問題與方案選擇。當(dāng)然,除了系統(tǒng)技術(shù)外,影響其發(fā)展的因素很多,主要是業(yè)務(wù)和應(yīng)用以及管制政策。此外,各種配套元器件技術(shù)和敷設(shè)安裝測試技術(shù)也十分關(guān)鍵。目前低成本光源已有望實現(xiàn),850nm的vcsel(垂直共振腔面射型激光)僅數(shù)美元,1310nm的vcsel已有突破,速率達(dá)10gbit/s。光波平面電路(plc)混合集成技術(shù),高密度低成本光纜及相關(guān)技術(shù),對彎曲不敏感的室內(nèi)用光纖,低成本無源器件,施工安裝技術(shù),自動光操作測試系統(tǒng)等也都是影響光接入網(wǎng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素,需要有妥善的全面解決方案。
1、寬帶光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢
就世界范圍看,絕大多數(shù)電信公司是以adsl為主發(fā)展寬帶接入的,然而,adsl是建立在銅線基礎(chǔ)上的寬帶接入技術(shù),銅是世界性戰(zhàn)略資源,隨著國際銅纜價格持續(xù)攀升(近幾年年均20%-30%的增幅),以銅纜為基礎(chǔ)的xdsl的線路成本越來越高,而光纖的原材料是二氧化硅,在自然界取之不盡,用之不竭。事實上,當(dāng)前光纖的市場價格已經(jīng)低于普通銅線,并且其壽命還遠(yuǎn)高于后者。在新鋪用戶線路或者老電纜替換中,光纖已經(jīng)成為更合理的選擇,特別是主干段乃至配線段。其次,作為有源設(shè)備,xdsl電磁干擾難以避免,維護(hù)成本越來越高。作為無源傳輸介質(zhì)的光纖可以避免這類問題。
最后,隨著全網(wǎng)的光纖化進(jìn)程繼續(xù)向用戶側(cè)延伸,端到端寬帶連接的限制越來越集中在接入段,目前adsl的上下行連接速率無法滿足高端用戶的長遠(yuǎn)業(yè)務(wù)需求。盡管adsl2+和vdsl2技術(shù)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(zhì)性突破。顯然,隨著光纖在長途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用,符合邏輯的發(fā)展趨勢是將光纖繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸,最終實現(xiàn)光纖到戶。關(guān)鍵的問題是:推進(jìn)速度有多快?這將取決于多種因素,包括市場的需求、競爭的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步、成本的下降和配套運維系統(tǒng)的開發(fā)等。我國2008年舉辦奧運會和2010年舉辦世界博覽會這兩個重大世界性事件也將在一定程度上會推進(jìn)ftth的發(fā)展。
2、點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)
歷史上,在企事業(yè)用戶應(yīng)用環(huán)境,以太網(wǎng)技術(shù)一直是最流行的方法,目前已成為僅次于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設(shè)施接口。主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗知識,目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的,性能價格比好、可擴(kuò)展、容易安裝開通以及具有高可靠性等。
對于公用網(wǎng)住宅用戶應(yīng)用環(huán)境,點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)采用有源業(yè)務(wù)集中點來替代無源點到多點系統(tǒng)的無源器件,使傳輸距離可以擴(kuò)展到120km之遠(yuǎn)。這種技術(shù)的主要優(yōu)點是專用接入,帶寬有保證,每用戶可以在配線段和引入線段獨享100mbit/s乃至1gbit/s;局端設(shè)備簡單便宜;傳輸距離長,服務(wù)區(qū)域大;成本隨用戶數(shù)的實際增長而線性增加,可預(yù)測,無需規(guī)劃,投資風(fēng)險低,設(shè)備端口利用率較高,因而在低密度用戶分布地區(qū)成本較低。缺點是兩端設(shè)備和光纖設(shè)施專用,用戶不能共享局端設(shè)備和光纖,當(dāng)需求快速增長且用戶很密集時,光纖和兩端設(shè)備的數(shù)量及其成本以及空間需求也隨之迅速增加,因而不太適合高密集用戶區(qū)域。另外,有源以太網(wǎng)要求多點供電和備用電源,網(wǎng)絡(luò)管理的元件(包括電源)多,增加了供電和網(wǎng)管的復(fù)雜性。第三,從標(biāo)準(zhǔn)化的角度,有源以太網(wǎng)并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而是利用多個相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),從而產(chǎn)生多種不兼容的解決方案。最后還有一個可能影響選擇以太網(wǎng)技術(shù)的因素是傳統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的提供方式,例如有些美國電信公司(例如verizon)承諾能提供同樣質(zhì)量的傳統(tǒng)模擬射頻視頻節(jié)目,而以太網(wǎng)技術(shù)在支持傳統(tǒng)模擬射頻視頻節(jié)目的傳送方面是比較困難的。
在ftth應(yīng)用場合,點到點以太網(wǎng)主要用于多住戶單元接入,具體又分為單纖系統(tǒng)和雙纖系統(tǒng)兩種,單纖系統(tǒng)的上下行分別采用不同波長,典型上行波長為1310nm,下行波長為1550nm,傳輸距離為15km,遵循日本電信技術(shù)委員會制定的標(biāo)準(zhǔn)ts-1000,因而互操作性較好,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性較低。雙纖系統(tǒng)采用兩根光纖,遵循ieee802.3ub標(biāo)準(zhǔn),采用多模光纖,傳輸距離僅為2km。不同運營商為了延長傳輸距離,增強(qiáng)其管理功能,制定了很多私有標(biāo)準(zhǔn),使系統(tǒng)的互操作性很差。
3、點到多點無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
3.1無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
無源光網(wǎng)絡(luò)(pon)是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),其主要特點是在接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備,從而避免了電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設(shè)備的故障率,簡化了供電配置和網(wǎng)管復(fù)雜性,降低了運維成本。其次,pon的業(yè)務(wù)透明性較好,帶寬寬,可適用于任何制式和速率的信號,能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù),具備三重業(yè)務(wù)功能(triple-play)。第三,其局端設(shè)備和光纖(從饋線段一直到引入線)由用戶共享,因而光纖線路長度和收發(fā)設(shè)備數(shù)量較少,相應(yīng)成本
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