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摘要:现代网络中,在实现宽带接入的各种手段里面,光纤接入(FTTx)技术是最能适应未来发展的解决方案。本文重点介绍了FTTX光接入技术的发展历史情况和一些主要应用。相信这些应用也将促进FTTX技术向着更完善、更灵活、可用性更高的发展方向。
关键词:FTTX；技术；分类；发展趋势
Abstract: the modern network, in the realization of the broadband access various means inside, optical fiber access (FTTx) technology is the most can adapt to the development of future solution. This paper introduces the development of the technology of optical access FTTX history and some main application. Believe that the application will also promote technology toward a more perfect, FTTX more flexible, usability higher development direction.
Keywords: FTTX; Technology; Classification; Development trend
中圖分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1 FTTx技术
1.1 FTTx技术简介
FTTx来源于英文Fiber-to-the-x ,即光纤接入技术,其中x代表光纤接入点,大致上可分为FTTH、FTTP、FTTC、FTTN等几种接入方式,分别表示光纤到户(FTTH),光纤到驻地(FTTP),光纤到路边/小区(FTTC),光纤到结点(FTTN)。其中光纤到家庭(FTTH)是20多年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向。
FTTx是在十多年的发展历程中,不断推陈出新,从有源接入方式到无源接入方式,从点到点(P2P)方式的MC(媒体转换器)发展到点到多点方式的APON、EPON和GPON等PON(无源光网络)技术。PON技术已经成为当前实现FTTH的首选方案。PON系统由光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)、光网络终端(ONT)和光分配网(ODN)组成,PON技术采用了点到多点拓扑结构,OLT发出的下行光信号通过一根光纤经由无源光分路器广播给各ONU／ONT。不同的数据链路层技术和物理层PON技术结合形成了不同的PON技术。
1.2 FTTx技术的组网特点
FTTx技术的诸多特点使得它成为未来互联网网络发展的最佳技术选择第一,FTTx成本的不断降低使得FTTx的大规模组网变成了现实。FTTx提供的大带宽和低成本特性使得它成为了最佳的光纤宽带接入技术;第二,FTTx技术的多业务承载能力使得它又成为全业务接入网络的最佳技术。第三,由于中国电信及中国联通已经分别组织了2000万线的EPON集采和1000万线的EPON设备集采,中移动及铁通则选择集采了大规模的GPON设备,这证明了FTTx技术产业链的成熟以及巨大可靠性;第四,FTTx设备综合网管系统的成熟使得它具有良好的可维护性,这使得电信运营商更加易于接受FTTx。
1.3 FTTx技术分类
光纤连接ONU主要有两种方式，一种是点对点形式拓扑(Point to Point;P2P)，从中心局到每个用户都用一根光纤；另外一种是使用点 对多点形式拓扑方式(Point to Multi-Point; P2MP)的无源光网络 (Passive Optical Network; PON)。对于具有N个终端用户的距离为Mkm的无保护FTTx系统，如果采用点到点的方案，需要2N个光收发器和NMkm的光纤。但如果采用点到多点的方案，则需要N十1个光收发器、一个或多个(视N的大小)光分路器、和大约Mkm的光纤，在这一点上，采用点到多点的方案，大大地降低了光收发器的数量和光纤用量，并降低了中心局所需的机架空间，有着明显的成本优势。
1.3.1点到点的FTTx解决方案
点对点直接光纤连接具有容易管理、没有复杂的上行同步技术和终端自动识别等优点。另外上行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩展。但是这些优点并不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。Ethernet+ Media Converter 就是一种过渡性的点对点 FTTH方案，此种方案使用媒体转换器（Media Converter；MC）方式将电信号转换成光信号进行长距离的传输。其中MC是一个单纯的光电/电光转换器，它并不对信号包做加工，因此成本低廉。这种方案的好处是对于已有的电的 Ethernet 设备只需要加上MC即可。对于目前已经普及的100Mbps Ethernet网络而言，100Mbps的速率也可满足接入网的需求，不必更换支持光纤传输的网卡，只需要加上MC，这样用户可以减少升级的成本，是点对点FTTH方案过渡期间网络的解决方案。由于其技术架构相当简单、便宜并直接结合以太网络而一度成为日本FTTH的主流，但在2004 年OFC会议中，NTT宣称将从现在起日本FTTH 标案将采取点对多点(Point to Multi-Point, P2MP)架构的PON网络模式，势必将影响MC的未来。
1.3.2 点到多点的FTTx解决方案
在光接人网中，如果光配线网(ODN)全部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接人网就是PON。PON的架构主要是将从光纤线路终端设备OLT下行的光信号，通过一根光纤经由无源器件 Splitter（光分路器），将光信号分路广播给各用户终端设备ONU/T，这样就大幅减少网络机房及设备维护的成本，更节省了大量光缆资源等建置成本，PON因而成为FTTH最新热门技术。
PON作为一种接入网技术，定位在常说的“最后一公里”，也就是在服务提供商、电信局端和商业用户或家庭用户之间的解决方案。随着宽带应用越来越多，尤其是视频和端到端应用的兴起，人们对带宽的需求越来越强烈。
1.4 光纤回路分类
FTTx在传输层的设计中分为三类，分别是Duplex双纤双向回路，单纤双向回路和Triplex 单纤三向回路。其中双纤回路是在OLT端和ONU端之间使用两路光纤连接，一路为下行(Downstream)，信号由OLT端到ONU端；另一路为上行(Upstream)，信号由ONU端到OLT 端。Simplex单纤回路又称为 Bidirectional，简称BIDI，这种方案只使用一条光纤连接OLT端和ONU端，并利用WDM方式，以不同波长的光信号分别传送上行和下行的信号。这种利用WDM方式传输的单纤回路和Duplex双纤回路相比可减少一半的光纤使用量，可以降低ONU用户端的成本但是使用单纤方式时在光收发模块上要引入分光合光单元，架构比使用双纤方式的光收发模块复杂一点。
4 FTTX技术的具体应用及发展趋势
4.1 FTTx在电信网络下的应用及发展趋势
根据不同用户需求及运营商通过各个接入方面综合考虑,现今FTTx一般通过以下几种方式接入至用户端电脑(服务器等终端设备)。
第一,为了树立当地运营商的品牌形象需要及满足部分对电信接入质量很高的客户要求,直接采用FTTH接入方式;第二,接入点网络质量要求较高,但是运营商本身需要考虑接入成本,一般采用FTTB+LAN接入方式;第三,我国现状在接入终端仍旧存在使用大量铜质线缆资源问题,由于大部分线缆资源使用年限未到报废期限,尚可继续利用。而且以上电信用户对接入网络质量要求较为宽松,在该种情况下,可考虑利用原有铜线资源和终端,一般采用FTTN+DSL接入方式。
以上接入方式中,虽然现在FTTH仍然存在接入成本较高,对装机人员素质要求较高等诸多问题,但不可否认的是,FTTH将是未来FTTx的最终发展方向。
4.2 FTTx在广电网络中的应用及发展趋势
由于广电网络终端采用同轴电缆传输,这使得广电网络系统将采用与既有电信网络系统不同的网络接入方案(FTTH+EOC技术)。
5 结语
FTTx技术的出现是继20世纪90年代数字移动通信之后的又一全球性的技术革命,它颠覆了电信业的陈旧运营模式,给设备商、运营商以及整个电信业产业链带来了巨大冲击。FTTx与移动电话业务、有线数字网络一样,它同样带来了大规模的产业和应用变迁。在这场产业变革里面,既蕴含着无限的商机,也潜藏着巨大的挑战。在这场技术革命中,FTTx技术将最终惠及到所有电信网络用户,使得人们得以享
受互联网大带宽时代所带来的高质量的生活享受及便利。
关键词:FTTX；技术；分类；发展趋势
Abstract: the modern network, in the realization of the broadband access various means inside, optical fiber access (FTTx) technology is the most can adapt to the development of future solution. This paper introduces the development of the technology of optical access FTTX history and some main application. Believe that the application will also promote technology toward a more perfect, FTTX more flexible, usability higher development direction.
Keywords: FTTX; Technology; Classification; Development trend
中圖分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1 FTTx技术
1.1 FTTx技术简介
FTTx来源于英文Fiber-to-the-x ,即光纤接入技术,其中x代表光纤接入点,大致上可分为FTTH、FTTP、FTTC、FTTN等几种接入方式,分别表示光纤到户(FTTH),光纤到驻地(FTTP),光纤到路边/小区(FTTC),光纤到结点(FTTN)。其中光纤到家庭(FTTH)是20多年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向。
FTTx是在十多年的发展历程中,不断推陈出新,从有源接入方式到无源接入方式,从点到点(P2P)方式的MC(媒体转换器)发展到点到多点方式的APON、EPON和GPON等PON(无源光网络)技术。PON技术已经成为当前实现FTTH的首选方案。PON系统由光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)、光网络终端(ONT)和光分配网(ODN)组成,PON技术采用了点到多点拓扑结构,OLT发出的下行光信号通过一根光纤经由无源光分路器广播给各ONU／ONT。不同的数据链路层技术和物理层PON技术结合形成了不同的PON技术。
1.2 FTTx技术的组网特点
FTTx技术的诸多特点使得它成为未来互联网网络发展的最佳技术选择第一,FTTx成本的不断降低使得FTTx的大规模组网变成了现实。FTTx提供的大带宽和低成本特性使得它成为了最佳的光纤宽带接入技术;第二,FTTx技术的多业务承载能力使得它又成为全业务接入网络的最佳技术。第三,由于中国电信及中国联通已经分别组织了2000万线的EPON集采和1000万线的EPON设备集采,中移动及铁通则选择集采了大规模的GPON设备,这证明了FTTx技术产业链的成熟以及巨大可靠性;第四,FTTx设备综合网管系统的成熟使得它具有良好的可维护性,这使得电信运营商更加易于接受FTTx。
1.3 FTTx技术分类
光纤连接ONU主要有两种方式，一种是点对点形式拓扑(Point to Point;P2P)，从中心局到每个用户都用一根光纤；另外一种是使用点 对多点形式拓扑方式(Point to Multi-Point; P2MP)的无源光网络 (Passive Optical Network; PON)。对于具有N个终端用户的距离为Mkm的无保护FTTx系统，如果采用点到点的方案，需要2N个光收发器和NMkm的光纤。但如果采用点到多点的方案，则需要N十1个光收发器、一个或多个(视N的大小)光分路器、和大约Mkm的光纤，在这一点上，采用点到多点的方案，大大地降低了光收发器的数量和光纤用量，并降低了中心局所需的机架空间，有着明显的成本优势。
1.3.1点到点的FTTx解决方案
点对点直接光纤连接具有容易管理、没有复杂的上行同步技术和终端自动识别等优点。另外上行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩展。但是这些优点并不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。Ethernet+ Media Converter 就是一种过渡性的点对点 FTTH方案，此种方案使用媒体转换器（Media Converter；MC）方式将电信号转换成光信号进行长距离的传输。其中MC是一个单纯的光电/电光转换器，它并不对信号包做加工，因此成本低廉。这种方案的好处是对于已有的电的 Ethernet 设备只需要加上MC即可。对于目前已经普及的100Mbps Ethernet网络而言，100Mbps的速率也可满足接入网的需求，不必更换支持光纤传输的网卡，只需要加上MC，这样用户可以减少升级的成本，是点对点FTTH方案过渡期间网络的解决方案。由于其技术架构相当简单、便宜并直接结合以太网络而一度成为日本FTTH的主流，但在2004 年OFC会议中，NTT宣称将从现在起日本FTTH 标案将采取点对多点(Point to Multi-Point, P2MP)架构的PON网络模式，势必将影响MC的未来。
1.3.2 点到多点的FTTx解决方案
在光接人网中，如果光配线网(ODN)全部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接人网就是PON。PON的架构主要是将从光纤线路终端设备OLT下行的光信号，通过一根光纤经由无源器件 Splitter（光分路器），将光信号分路广播给各用户终端设备ONU/T，这样就大幅减少网络机房及设备维护的成本，更节省了大量光缆资源等建置成本，PON因而成为FTTH最新热门技术。
PON作为一种接入网技术，定位在常说的“最后一公里”，也就是在服务提供商、电信局端和商业用户或家庭用户之间的解决方案。随着宽带应用越来越多，尤其是视频和端到端应用的兴起，人们对带宽的需求越来越强烈。
1.4 光纤回路分类
FTTx在传输层的设计中分为三类，分别是Duplex双纤双向回路，单纤双向回路和Triplex 单纤三向回路。其中双纤回路是在OLT端和ONU端之间使用两路光纤连接，一路为下行(Downstream)，信号由OLT端到ONU端；另一路为上行(Upstream)，信号由ONU端到OLT 端。Simplex单纤回路又称为 Bidirectional，简称BIDI，这种方案只使用一条光纤连接OLT端和ONU端，并利用WDM方式，以不同波长的光信号分别传送上行和下行的信号。这种利用WDM方式传输的单纤回路和Duplex双纤回路相比可减少一半的光纤使用量，可以降低ONU用户端的成本但是使用单纤方式时在光收发模块上要引入分光合光单元，架构比使用双纤方式的光收发模块复杂一点。
4 FTTX技术的具体应用及发展趋势
4.1 FTTx在电信网络下的应用及发展趋势
根据不同用户需求及运营商通过各个接入方面综合考虑,现今FTTx一般通过以下几种方式接入至用户端电脑(服务器等终端设备)。
第一,为了树立当地运营商的品牌形象需要及满足部分对电信接入质量很高的客户要求,直接采用FTTH接入方式;第二,接入点网络质量要求较高,但是运营商本身需要考虑接入成本,一般采用FTTB+LAN接入方式;第三,我国现状在接入终端仍旧存在使用大量铜质线缆资源问题,由于大部分线缆资源使用年限未到报废期限,尚可继续利用。而且以上电信用户对接入网络质量要求较为宽松,在该种情况下,可考虑利用原有铜线资源和终端,一般采用FTTN+DSL接入方式。
以上接入方式中,虽然现在FTTH仍然存在接入成本较高,对装机人员素质要求较高等诸多问题,但不可否认的是,FTTH将是未来FTTx的最终发展方向。
4.2 FTTx在广电网络中的应用及发展趋势
由于广电网络终端采用同轴电缆传输,这使得广电网络系统将采用与既有电信网络系统不同的网络接入方案(FTTH+EOC技术)。
5 结语
FTTx技术的出现是继20世纪90年代数字移动通信之后的又一全球性的技术革命,它颠覆了电信业的陈旧运营模式,给设备商、运营商以及整个电信业产业链带来了巨大冲击。FTTx与移动电话业务、有线数字网络一样,它同样带来了大规模的产业和应用变迁。在这场产业变革里面,既蕴含着无限的商机,也潜藏着巨大的挑战。在这场技术革命中,FTTx技术将最终惠及到所有电信网络用户,使得人们得以享
受互联网大带宽时代所带来的高质量的生活享受及便利。