光纖通信：FTTP網絡的高性價比實現

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　　鑒于FTTP技術的成本在最近得到了極大改善，通訊行業正掀起FTTP配置高潮。因此，近幾年，主要的電信運營商都宣布將大規模配置FTTP網絡的策略。該行動在行業內引起了很大的反應，使得大大小小的業務提供商都紛紛效仿。

同時，許多新興網絡公司也趁機加入到競爭行列，希望在快速發展的市場中分得一杯羹。
　　
　　期盼已久的“殺手級應用”以“三網融合”的捆綁方式終于出現在人們面前。業務提供商必須為客戶或已流失客戶提供性價比最高的服務，從而增強自身的競爭力。種種跡象表明通訊行業正處于革命性改變的邊緣，其中兩個方向已經明晰：光纖化和平臺化。
　　
　　光纖化意味著鋪設更多的光纖來提供更高的帶寬。雖然很多運營商的光網絡已經比較完整，但他們也意識到有必要建立更深的光網絡來提供更多新業務。
　　
　　平臺化是指建立一個統一的網絡平臺以捆綁方式承載所有的網絡業務。目前，所有的三種業務——話音、數據和視頻——都可以捆綁在一起，從而簡化新業務的建立過程。
　　
　　對于大規模鋪設FTTP網絡，行業內還沒有肯定或否定的言論。
　　
　　FTTP網絡與現有網絡結構的區別在于后者需要不同的方案和策略。但幾個主要考慮事項和決策處理為高性價比接入結構的建立或過度建立提供了有用的信息。
　　
　　不管在網絡中配置哪種技術，標準都是最需要考慮的因素。目前在接入網絡結構中有很多可以采用的方案，確�；ミB互通非常重要。
　　
　　標準代表了“用戶需求”，增強了方案互換性，業務提供商也可以隨意購買設備而不被局限于某一廠商。
　　
　　同時，基于標準的方案也更便宜，因為市場上有多個廠商競爭。從一家廠商來看，標準的意義更大，因為基于標準的設備才能為廠商帶來更多機會，增加收入。
　　
　　諸多努力縮短了產品上市時間，減低了產品價格。對于業務提供商而言，可以在網絡中引入更好的方案，降低投資成本。
　　
　　有源或無源網絡
　　為了與標準統一，業務提供商必須選用遵循標準的FTTP方案。這就導致了有源與無源方案之間的選擇。
　　
　　一般的，有源系統在用戶和集中電子系統之間建立點對點連接，在傳送線與投落光纜之間分配專用帶寬。而無源系統則共享集中式電子系統連接電路。每個用戶通過無源光鏈路連接到光網絡，因此在分布式網絡中沒有有源電設備，饋線和接續點之間寬帶共享。
　　
　　另外，網絡結構可確定采用哪條正確的路由，但在相同區域內可做出比較：標準化、距離/密度、運行/管理。
　　
　　有源FTTP方案可通過多種不同途徑實現，標準或專用方法。無源FTTP方案有兩種關鍵標準：FSAN/ITU和EFMA/IEEE，方案可建立在任一標準上。
　　
　　有源FTTP傳輸距離達十幾英里，支持真正的無約束傳輸。
　　
　　但是，有源單元大大增加了網絡成本。因此有源FTTP主要應用于短距離、高密度用戶節點。無源FTTH可連接20km遠的CO和終端用戶。這一方案在美國非常適用，因為用戶離CO距離遠且呈分散分布。
　　
　　網絡管理只涉及少量單元，完成無源FTTP網絡的運行、維護操作，降低了復雜度。而在有源網絡中需要附加的管理單元，以及附加的電力和支撐設備，網絡復雜，運行成本也高。
　　
　　在北美，大多數運營商在路由選擇上達成了一致：BPON技術和FSAN標準。事實上，大多數工作是為了改善網絡性能，滿足未來業務發展需要。BPON很大一部分基于GPON，使得BPON向GPON升級簡單。而特殊情況則發生變化，行業傾向于朝FSAN方案發展。因此，運營商需要權衡每個FTTP過度建設決議的標準性。
　　　
　　圖1、分布式和集中式分路器結構
　　
　　分布式vs.集中式
　　如圖1，PON有兩種結構：分布式和集中式。
　　
　　分布式結構將分路器安裝在PON的分布部分，大大減低了光纖要求。每個OLT光接口為32個家庭用戶提供服務，通過一條光纖反饋到SAI。利用分路器（1_16, 1_8, 1_4或1_2）將光纖分成一種或兩種狀態，安裝在SAI和EDP之間的重要位置。
　　
　　集中式結構運行在每個OLT和SAI之間的單根光纖上。而分路器與SAI一起配置（通常是每OLT配置一個1_32分路器）。反過來，每用戶端的ONT都連接源于SAI的專用光纜。分路器和連接器點安裝在SAI和住宅之間的特定位置，將傳送光纜劃分為更小的光纖束，連接終端用戶。
　　
　　雖然分布式結構在利用率接近或等于100%的地區更有意義，但研究表明集中式結構在更多的情況下有顯著的成本優勢。在新建的FTTP多業務系統，利用率很少能達到100%，集中式是更好的選擇。
　　
　　圖2、集中式和分布式結構分路器使用情況比較
　　
　　集中式結構按“按需分配”原則使用分路器，每增加32個用戶增加一個分路器，延長了運營商投資周期并提高了網絡效率，有點類似于按流量計費的原則。分布式結構在初期就安裝了分路器，其中的大多數都擱置未用（如圖2）。
　　
　　隨著新FTTP標準特別是GPON的出現，運營商將更清晰地意識到集中式結構的優勢。當分布式結構需要高昂的升級費用時，集中式結構則能根據新標準輕易的將原用戶轉移到FTTP網絡中。
　　
　　最后，在FTTP網絡中連接器也可用作分路器，因為其在長途傳送中作用重大。結合處的連接器對可提供靈活的管理、測試和故障處理，節約了網絡運行成本，延長了網絡壽命。
　　
　　業務
　　光纖的深度鋪設與當前網絡拓撲結構以及配置有關。就目前而言，單個運營商在FTTP構建上可能采用幾種不同的策略。有時光纖可到達每個用戶側，而在另外情況下延伸范圍只局限于方圓5000英尺之內。業務提供商的目標是盡可能減低FTTP網絡成本，為用戶提供高質量三網融合業務。
　　
　　話音——電話業務仍然是電信運營商的賴以生存的基礎，雖然現在受到來自有線電視運營商捆綁業務的威脅。因此，FTTP方案選用了大多數與現有Class 5交換機或本地交換兼容的接口。這就需要一種方案將本地ATM業務返回到TDM來完成主機交換。綜合網關功能的OLT配置更簡單，成本低廉，操作也更簡單。
　　
　　但是由于業務提供商青睞全分組網絡，未來的FTTP網絡必須支持分組話音業務。有兩個關鍵步驟，將ONT視為媒體網關，分布式分組話音盡可能靠近用戶，而ONT與軟交換機之間的OLT被視為集中器。這樣就能在ONT與網關之間保留原有話音環路，并實現網關向分組網關的未來升級。
　　
　　數據——數據業務正是FTTP網絡的一大優勢，業務提供商可提供大量10Mb/s甚至超過30Mb/s的高速因特網業務，大大超過了目前的數據速率，具有極大的市場潛力。新興技術，比如WiFi、電話網、同軸電纜網以及以太電力網等都是家庭配線需要。業務提供商將最大程度地合并所有的技術，為終端用戶提供不同的應用。
　　
　　視頻——每家庭用戶的視頻業務不斷增長，從模擬到數字電視、高清數字電視HDTV發展。而電信運營商在配置視頻業務時有不同的策略，在FTTP網絡上提供視頻業務有兩種不同方案。
　　
　　BPON包括第二層覆蓋下傳光波1550nm。該方法稱為“視頻覆蓋”，建立了下載路徑，除了用戶住宅內部都采用光纖路線。當然這是假設用戶通過全光纖連接。但要考慮到目前用戶IP視頻業務還是通過同軸電纜連接。IP視頻可通過FTTP和DSL承載，因此不管是否鋪設光纖都可為用戶提供IP視頻，但還有一些技術上的挑戰。目前MPEG-2編碼程序需要3-4Mb/s，300-1200住宅用戶的地區所需帶寬為4-15Gbps。
　　
　　如果在OLT和ONT之間采用多點傳送就可以很容易地解決這一難題。如果在相同的地區提供相同的業務，則只需400-1000Mbps帶寬。多點傳送方案的處理能力必須超過3840條話路，才能在服務區域內提供所有的電視業務。另外帶寬也要擴展到1300Mbps，另外的20%為HDTV保留。
　　
　　展望
　　FTTP將徹底改變接入網，業務提供商要保持競爭力就必須想辦法為用戶提供三網融合的業務。FTTP的高級網絡結構、高帶寬和優越的業務性能，將為運營商贏得更多客戶。

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