FTTH寬帶光纖接入技術
發布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數:608
本文主要從系統技術的角度來分析幾種ftth技術的特征、問題與方案選擇。當然,除了系統技術外,影響其發展的因素很多,主要是業務和應用以及管制政策。此外,各種配套元器件技術和敷設安裝測試技術也十分關鍵。目前低成本光源已有望實現,850nm的vcsel(垂直共振腔面射型激光)僅數美元,1310nm的vcsel已有突破,速率達10gbit/s。光波平面電路(plc)混合集成技術,高密度低成本光纜及相關技術,對彎曲不敏感的室內用光纖,低成本無源器件,施工安裝技術,自動光操作測試系統等也都是影響光接入網推廣應用的關鍵因素,需要有妥善的全面解決方案。
1、寬帶光纖接入網的優勢
就世界范圍看,絕大多數電信公司是以adsl為主發展寬帶接入的,然而,adsl是建立在銅線基礎上的寬帶接入技術,銅是世界性戰略資源,隨著國際銅纜價格持續攀升(近幾年年均20%-30%的增幅),以銅纜為基礎的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,當前光纖的市場價格已經低于普通銅線,并且其壽命還遠高于后者。在新鋪用戶線路或者老電纜替換中,光纖已經成為更合理的選擇,特別是主干段乃至配線段。其次,作為有源設備,xdsl電磁干擾難以避免,維護成本越來越高。作為無源傳輸介質的光纖可以避免這類問題。
最后,隨著全網的光纖化進程繼續向用戶側延伸,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業務需求。盡管adsl2+和vdsl2技術有望緩解這一壓力,但其速率和傳輸距離的繼續大幅度提高是受限的,不能指望有本質性突破。顯然,隨著光纖在長途網、城域網乃至接入網主干段的大量應用,符合邏輯的發展趨勢是將光纖繼續向接入網的配線段和引入線部分延伸,最終實現光纖到戶。關鍵的問題是:推進速度有多快?這將取決于多種因素,包括市場的需求、競爭的需要、應用的刺激、技術的進步、成本的下降和配套運維系統的開發等。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ftth的發展。
2、點到點有源以太網系統
歷史上,在企事業用戶應用環境,以太網技術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施接口。主要原因是已有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識,目前所有流行的操作系統和應用也都是與以太網兼容的,性能價格比好、可擴展、容易安裝開通以及具有高可靠性等。
對于公用網住宅用戶應用環境,點到點有源以太網系統采用有源業務集中點來替代無源點到多點系統的無源器件,使傳輸距離可以擴展到120km之遠。這種技術的主要優點是專用接入,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;局端設備簡單便宜;傳輸距離長,服務區域大;成本隨用戶數的實際增長而線性增加,可預測,無需規劃,投資風險低,設備端口利用率較高,因而在低密度用戶分布地區成本較低。缺點是兩端設備和光纖設施專用,用戶不能共享局端設備和光纖,當需求快速增長且用戶很密集時,光纖和兩端設備的數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域。另外,有源以太網要求多點供電和備用電源,網絡管理的元件(包括電源)多,增加了供電和網管的復雜性。第三,從標準化的角度,有源以太網并沒有一個統一的標準,而是利用多個相關標準,從而產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技術的因素是傳統視頻業務的提供方式,例如有些美國電信公司(例如verizon)承諾能提供同樣質量的傳統模擬射頻視頻節目,而以太網技術在支持傳統模擬射頻視頻節目的傳送方面是比較困難的。
在ftth應用場合,點到點以太網主要用于多住戶單元接入,具體又分為單纖系統和雙纖系統兩種,單纖系統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,遵循日本電信技術委員會制定的標準ts-1000,因而互操作性較好,網絡復雜性較低。雙纖系統采用兩根光纖,遵循ieee802.3ub標準,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,增強其管理功能,制定了很多私有標準,使系統的互操作性很差。
3、點到多點無源光網絡系統
3.1無源光網絡技術
無源光網絡(pon)是一種純介質網絡,其主要特點是在接入網中去掉了有源設備,從而避免了電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設備的故障率,簡化了供電配置和網管復雜性,降低了運維成本。其次,pon的業務透明性較好,帶寬寬,可適用于任何制式和速率的信號,能比較經濟地支持模擬廣播電視業務,具備三重業務功能(triple-play)。第三,其局端設備和光纖(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設備數量較少,相應成本
本文主要從系統技術的角度來分析幾種ftth技術的特征、問題與方案選擇。當然,除了系統技術外,影響其發展的因素很多,主要是業務和應用以及管制政策。此外,各種配套元器件技術和敷設安裝測試技術也十分關鍵。目前低成本光源已有望實現,850nm的vcsel(垂直共振腔面射型激光)僅數美元,1310nm的vcsel已有突破,速率達10gbit/s。光波平面電路(plc)混合集成技術,高密度低成本光纜及相關技術,對彎曲不敏感的室內用光纖,低成本無源器件,施工安裝技術,自動光操作測試系統等也都是影響光接入網推廣應用的關鍵因素,需要有妥善的全面解決方案。
1、寬帶光纖接入網的優勢
就世界范圍看,絕大多數電信公司是以adsl為主發展寬帶接入的,然而,adsl是建立在銅線基礎上的寬帶接入技術,銅是世界性戰略資源,隨著國際銅纜價格持續攀升(近幾年年均20%-30%的增幅),以銅纜為基礎的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,當前光纖的市場價格已經低于普通銅線,并且其壽命還遠高于后者。在新鋪用戶線路或者老電纜替換中,光纖已經成為更合理的選擇,特別是主干段乃至配線段。其次,作為有源設備,xdsl電磁干擾難以避免,維護成本越來越高。作為無源傳輸介質的光纖可以避免這類問題。
最后,隨著全網的光纖化進程繼續向用戶側延伸,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業務需求。盡管adsl2+和vdsl2技術有望緩解這一壓力,但其速率和傳輸距離的繼續大幅度提高是受限的,不能指望有本質性突破。顯然,隨著光纖在長途網、城域網乃至接入網主干段的大量應用,符合邏輯的發展趨勢是將光纖繼續向接入網的配線段和引入線部分延伸,最終實現光纖到戶。關鍵的問題是:推進速度有多快?這將取決于多種因素,包括市場的需求、競爭的需要、應用的刺激、技術的進步、成本的下降和配套運維系統的開發等。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ftth的發展。
2、點到點有源以太網系統
歷史上,在企事業用戶應用環境,以太網技術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施接口。主要原因是已有巨大的網絡基礎和長期的經驗知識,目前所有流行的操作系統和應用也都是與以太網兼容的,性能價格比好、可擴展、容易安裝開通以及具有高可靠性等。
對于公用網住宅用戶應用環境,點到點有源以太網系統采用有源業務集中點來替代無源點到多點系統的無源器件,使傳輸距離可以擴展到120km之遠。這種技術的主要優點是專用接入,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;局端設備簡單便宜;傳輸距離長,服務區域大;成本隨用戶數的實際增長而線性增加,可預測,無需規劃,投資風險低,設備端口利用率較高,因而在低密度用戶分布地區成本較低。缺點是兩端設備和光纖設施專用,用戶不能共享局端設備和光纖,當需求快速增長且用戶很密集時,光纖和兩端設備的數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域。另外,有源以太網要求多點供電和備用電源,網絡管理的元件(包括電源)多,增加了供電和網管的復雜性。第三,從標準化的角度,有源以太網并沒有一個統一的標準,而是利用多個相關標準,從而產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技術的因素是傳統視頻業務的提供方式,例如有些美國電信公司(例如verizon)承諾能提供同樣質量的傳統模擬射頻視頻節目,而以太網技術在支持傳統模擬射頻視頻節目的傳送方面是比較困難的。
在ftth應用場合,點到點以太網主要用于多住戶單元接入,具體又分為單纖系統和雙纖系統兩種,單纖系統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,遵循日本電信技術委員會制定的標準ts-1000,因而互操作性較好,網絡復雜性較低。雙纖系統采用兩根光纖,遵循ieee802.3ub標準,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,增強其管理功能,制定了很多私有標準,使系統的互操作性很差。
3、點到多點無源光網絡系統
3.1無源光網絡技術
無源光網絡(pon)是一種純介質網絡,其主要特點是在接入網中去掉了有源設備,從而避免了電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設備的故障率,簡化了供電配置和網管復雜性,降低了運維成本。其次,pon的業務透明性較好,帶寬寬,可適用于任何制式和速率的信號,能比較經濟地支持模擬廣播電視業務,具備三重業務功能(triple-play)。第三,其局端設備和光纖(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設備數量較少,相應成本