FTTx的技术发展和实际应用综述

摘要

FTTx是未来固定宽带接入的发展方向。随着市场需求、建设成本、国家政策等各方面因素的推动，我国FTTx用户获得了快速发展。EPON和GPON是实现FTTx的两种主要技术。与GPON相比，EPON具有产业链更完整成本更低的优点，近年来国内运营商主要采用EPON技术来实现FTTx。北京联通在前几年内主要采用FTTB方式，FTTH已成为当今主流的应用模式。从2005年至今，北京联通在EPON实际应用中遇到了一些问题并采取了相应解决办法。未来xPON将向10Gbit/s更高速发展，容量和分光比进一步提高，单位成本进一步降低，FTTH将引发一场全球性技术革命。

1  引言

FTTx是指把光纤用于接入层网络，使光纤靠近用户的接入组网方式。光纤接入网采用光纤作为传输媒质，具有传输容量大、传输质量高、高可靠性、传输距离长、抗电磁干扰等优点，是未来固定宽带接入的发展方向。从传统的接入网来看，最后一公里是资源也是负担，最后一公里接入网体现了用户的接入控制权，也是电信运营商网络的核心竞争力的表现。

近年来，人们的需求已经由单纯的语音通讯向多媒体通讯迈进，随着IPTV，HDTV，体感游戏，数字家庭等业务的兴起，传统接入方式已经无法满足日益攀升的带宽要求，FTTx接入速率可以高达20Mbit/s～100Mbit/s，凭借其无法比拟的带宽优势而成为必然选择。随着技术的不断成熟和商业化规模效应，近几年FTTx的成本降低已超过50%，2010年我国新建FTTx的综合建设成本比2009年下降了25%，成本的大幅下降给FTTx大规模普及创造了条件。同时，随着国务院2010年7月正式公布全国三网试点城市名单，我国三网融合已进入实质性阶段，FTTx作为实现三网融合的首要技术选择，迎来了大幅度发展的难得机遇。

由于市场需求、建设成本、国家政策等各方面因素的推动，我国从2007年开始规模部署FTTx，目前我国FTTx用户已经突破2000万大关，乐观估计甚至已达到2300万，远远超过了日本的1700万用户，截至2009年我国就已经成为全球最大的FTTx国家。

2  FTTx的技术发展

在所有已知的FTTx实现技术中，无源光网络（Passive Optical Network，PON）技术以光纤为传输媒质，具备高接入带宽、全程无源分光传输的特点，在管理运维、带宽性能、综合业务提供、带宽分配策略、组网灵活性等方面，相比其他光接入技术具有明显的优势。

PON系统由OLT，ONU和ODN组成，其结构如图1所示。其中，OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）位于局端，是整个PON系统的核心部件，向上提供接入网与核心网/城域网的高速接口，向下提供面向无源光纤网络的一点对多点的PON接口，以广播方式向各ONU发送数据。ODN（Optical Distribution Network，光纤分布网）是由POS（Passive Optical Splitter，无源光纤分路器）组成的光纤分配网络，使得一个PON接口的光纤传输带宽可以由多个ONU共享。ONU（Optical Network Unit，光网络单元）位于用户端，实现数据和话音业务的接入。

图1  PON系统网络结构示意图

PON技术的概念是20世纪90年代初提出的，经过10多年的变迁，PON技术经历了从窄带PON到APON，再到EPON和GPON的发展历程。窄带PON是基于TDM的，性价比不好已经自然消亡。APON是基于ATM的PON技术，虽然标准非常成熟，但由于ATM协议复杂且设备价格较高，提供的接入速率相对较低，现在已不适合采用。目前，业界最主要的两个PON标准，一个是由IEEE制定的Ethernet PON （EPON）标准，另一个是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON（GPON）标准。EPON是在以太网基础上发展起来的，兼具了无源光网络独特的网络结构优势和以太网的低成本优势。GPON是在传统ATM封装基础上进一步采用了GFP封装，以提高效率增加对TDM业务的支持。

业界一直有EPON和GPON技术之争，从表1可以看出，GPON相比EPON推出标准更晚、更完善，从技术层面而言，GPON在上、下行速率、分路比、网管功能、支持TDM业务更具优势；但EPON的产业链更完整、更成熟、成本更低，同时EPON标准制定得更宽松，厂家在开发产品时有更大的灵活性。有数据表明，对电信运营商来说，最后一公里接入网的投资占到了整个网络的60%~70%。从运营商的角度来看，所采用技术应具有尽可能低的成本、良好的带宽提供能力和多业务提供能力，成熟可靠已有商业化规模应用。因此，近年来国内运营商主要采用EPON技术来实现FTTx，GPON总体处于测试和试验阶段。

表1  EPON/GPON技术对比

3  FTTx的实际应用

从2005年开始，中国电信和中国网通均开始采用EPON技术进行FTTx的测试和试点工作，北京联通2005年8月开始在海淀、朝阳、昌平、密云4处进行试点应用。经过两年多的市场培育和技术准备，从2007年开始基于EPON技术的FTT x进入规模应用阶段。

目前ONU可以分为单口ONU、多口ONU和综合型ONU三种，按照ONU在PON接入网中所处的位置不同，可以将光接入网划分为光纤到户（FTTH）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）几种类型，统称为FTTx。

作者：张鲲 王福林   来源：电信网技术