16/09/2005, 深圳市首邁通信技術(shù)有限公司  黃河振
  摘要：本文對無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）和有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能進(jìn)行比較，分析兩者在我國FTTH市場的適應(yīng)性，闡述我國對FTTH接入技術(shù)的選擇。
    光纖到戶（Fiber To The Home——FTTH）接入技術(shù)作為未來最終的、一勞永逸的寬帶接入解決方案，在日本和美國已得到廣泛應(yīng)用（共有用戶約500萬）。在我國FTTH尚處于明芽階段，尚未有商用的FTTH接入網(wǎng)絡(luò)，但FTTH在我國已得到了越來越多的關(guān)注�，F(xiàn)有的FTTH技術(shù)主要包括無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network——PON）和有源光網(wǎng)絡(luò)（Active Optical Network——AON），AON接入技術(shù)又稱小區(qū)交換有源光網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)（Remote Office AON——RAON），它們各有優(yōu)勢，適合于不同的應(yīng)用環(huán)境。本文在對它們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能進(jìn)行比較，并結(jié)合我國住宅小區(qū)的特點，比較上述兩種FTTH技術(shù)在我國住宅小區(qū)應(yīng)用的優(yōu)劣，淺析我國住宅小區(qū)對FTTH接入技術(shù)的選擇。
1． 幾種FTTH接入技術(shù)
    最早的FTTH技術(shù)是光纖從電信運營商中心機(jī)房拉至用戶家里以點對點（P2P）的方式組網(wǎng)，如圖1.1所示。其能輕易提供100M或1G帶寬，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，運營維護(hù)成本低，支持?jǐn)?shù)據(jù)、話音和視頻等多種業(yè)務(wù)，支持目前和未來各種寬帶應(yīng)用的能力。但這種接入方式顯然有其明顯缺點：過分依賴光纜資源，光纖鏈路過長過多；由于中心機(jī)房離用戶較遠(yuǎn)（一般平均距離在4—5km），這種大芯數(shù)遠(yuǎn)距離光纜鋪設(shè)成本非常高，尤其在國內(nèi)城市幾乎不可能；一般中心機(jī)房覆蓋區(qū)域大，用戶眾多，設(shè)備和光纜配線集中在中心機(jī)房需要大量空間。目前，這種P2P的FTTH技術(shù)只應(yīng)用在大客戶（如大型企業(yè)、重點單位等），在FTTH接入中將很少使用。

圖1.1 P2P FTTH組網(wǎng)方式

    目前談?wù)撟疃嗟腇TTH接入技術(shù)是基于一點對多點（P2MP）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network—PON）的FTTH接入網(wǎng)，如圖1.2所示，在靠近用戶時使用光分配器（Splitter）實現(xiàn)一點對多點（P2MP）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。PON根據(jù)其傳輸協(xié)議的不同又分為基于ATM的APON、基于Ethernet的EPON、和基于General Frame Protocol的GPON三種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。下行采用廣播方式，而上行采用TDMA方式。PON從中心機(jī)房至用戶的整個接入網(wǎng)為無源網(wǎng)絡(luò)，具有易于維護(hù)、節(jié)約大量光纜資源、減少中心機(jī)房設(shè)備與配線等技術(shù)優(yōu)勢，同樣具有支持?jǐn)?shù)據(jù)、話音和視頻等多種業(yè)務(wù)的能力。但PON自身存在的缺陷也制約了它的發(fā)展。首先，多種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的存在，何種將成為未來主流標(biāo)準(zhǔn)尚無法確定；其次，系統(tǒng)的光發(fā)射模塊要求高功率激光器和突發(fā)性收發(fā)能力，要求系統(tǒng)具有測距、帶寬動態(tài)分配和信號加密等復(fù)雜功能，使設(shè)備成本高昂；再次，多用戶共享有限帶寬（一般16或32個用戶共享622M或1.25G），帶寬升級技術(shù)復(fù)雜。迄今為止，PON在世界范圍內(nèi)尚未能得到大規(guī)模應(yīng)用。

圖1.2 PON組網(wǎng)方式

    另一種技術(shù)成熟，已廣泛應(yīng)用的FTTH技術(shù)是有源光網(wǎng)絡(luò)（Active Optical Network——AON）接入技術(shù)，AON接入技術(shù)又稱小區(qū)交換有源光網(wǎng)絡(luò)（Remote Office AON——RAON）接入技術(shù)。組網(wǎng)方式如圖1.3。RAON將無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）和點對點（P2P）接入技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)小區(qū)交換有源光網(wǎng)絡(luò)（RAON）光纖到戶綜合業(yè)務(wù)接入解決方案。從電信運營商中心機(jī)房至小區(qū)機(jī)房沿用目前已有的低芯數(shù)光纜，而從小區(qū)機(jī)房至用戶端采用點對點（P2P）組網(wǎng)方式，接入設(shè)備和配線架統(tǒng)一放置小區(qū)機(jī)房，整個網(wǎng)絡(luò)采用技術(shù)成熟、成本低廉的以太網(wǎng)協(xié)議。小區(qū)交換有源光網(wǎng)絡(luò)（RAON）FTTH接入技術(shù)的優(yōu)勢是：是目前最低成本的FTTH接入解決方案；高帶寬，能輕易實現(xiàn)穩(wěn)定雙向100M寬帶接入；可以支持Internet寬帶接入、CATV接入和電話接入，在接入網(wǎng)實現(xiàn)三網(wǎng)合一；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟；只有小區(qū)機(jī)房是有源節(jié)點，集中機(jī)房配線，易于維護(hù)管理，提高設(shè)備端口利用率；有效節(jié)約中心機(jī)房至小區(qū)的光纜資源，無需增加鋪設(shè)中心機(jī)房至小區(qū)的光纜；允許用戶自由選擇運營商，有利于電信運營商的相互競爭；支持未來可預(yù)見的新業(yè)務(wù)，如可視電話、VOD、數(shù)字影院、遠(yuǎn)程辦公、在線展覽、電視教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、數(shù)據(jù)存儲及備份等。是目前現(xiàn)有FTTH網(wǎng)絡(luò)的最主要接入方式。

圖1.3 小區(qū)有源交換FTTH組網(wǎng)方式

2． PON和AON接入技術(shù)比較
    如前所述，目前主要有三種FTTH技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：基于以太網(wǎng)的小區(qū)交換有源光網(wǎng)絡(luò)（（Remote Office Active Optical Network——RAON））技術(shù)、基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)（Ethernet Based Passive Optical Network——EPON）技術(shù)和基于通用幀協(xié)議的無源光網(wǎng)絡(luò)（General Frame Protocol Based Passive Optical Network——GPON）技術(shù)。三種FTTH接入技術(shù)特點比較如下：


    從上表可以看出，RAON與PON相比，具有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低、帶寬高，用戶能自由選擇運營商，無需增加鋪設(shè)中心機(jī)房至小區(qū)的光纜和適合中國市場等突出特點，但由于是有源網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)運營維護(hù)較PON困難。在本文的下一節(jié)，讀者將認(rèn)識到我國住宅小區(qū)為適應(yīng)通信多業(yè)務(wù)接入、多運營商競爭的需要，小區(qū)內(nèi)普遍配套通信機(jī)房，這為RAON在我國的應(yīng)用提供了很好的機(jī)房條件，完全滿足RAON有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安裝運營的需要，使其網(wǎng)絡(luò)運營維護(hù)困難程度顯著降低。
3． PON和AON與我國FTTH市場
    目前，我國FTTH主要目標(biāo)市場無疑是各級城市住宅小區(qū)（包括商業(yè)大廈）的住戶，其突出特點是：住戶密度高，單一花園住宅小區(qū)一般有500—3000住戶,有些甚至是上萬個住戶；住宅小區(qū)（包括商業(yè)大廈）一般配備通信機(jī)房，用于安裝整個小區(qū)通信接入設(shè)備和線路交接，這種配置是電信運營商相互競爭和多種電信業(yè)務(wù)綜合接入的需要，機(jī)房到用戶距離普遍小于500m；主要電信運營商和有線電視運營商普遍都已鋪設(shè)小芯數(shù)（一般為4到12芯）光纜到住宅小區(qū)或商業(yè)大廈的機(jī)房；小區(qū)內(nèi)住戶通信和CATV接入線纜資源歸屬各運營商所有。
    許多用戶認(rèn)為FTTH接入技術(shù)只有無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）接入技術(shù)，而忽略有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）接入技術(shù)，然而只要我們對PON和AON接入技術(shù)稍加分析就會發(fā)現(xiàn)，選擇小區(qū)有源交換技術(shù)更適合我國FTTH市場特點。（請參考《淺析我國FTTH接入技術(shù)選擇》http://www.dsfruit.com/news/content/21/20050221125154.htm）。
    十年前，PON技術(shù)提出之初，是因為當(dāng)時光纖非常昂貴（每芯每米十幾元甚至幾十元），而PON的一點對多點（P2MP）技術(shù)能有效節(jié)約光纖，特別是當(dāng)無源光分配器非�？拷�用戶的時候，同時PON又是無源網(wǎng)絡(luò)，便于維護(hù)和管理。今天，隨著光纖生產(chǎn)技術(shù)的成熟和普及，光纜的市場價格（每芯每米只需幾毛錢）已低于普通銅質(zhì)纜線的價格，而且由于生產(chǎn)光纖的材料是大自然中取之不盡用之不竭的二氧化硅，其價格仍然會隨時間推移繼續(xù)下降，因此PON節(jié)約光纜的優(yōu)勢在今天并不突出。另外，PON在我國高密度住戶住宅小區(qū)中應(yīng)用中存在矛盾的兩面：按PON的理想網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和布局（OLT在中心機(jī)房和Splitter盡量靠近用戶）固然可以發(fā)揮其原有的無源網(wǎng)絡(luò)、節(jié)約光纜資源、精簡中心機(jī)房設(shè)備數(shù)量與規(guī)模的優(yōu)勢，但同時也帶來幾乎無法接受的須要大量增加鋪設(shè)光纜線路、配線節(jié)點分散、放號和管理異常困難、用戶無法自由選擇運營商、接入端口利用率低等缺陷；而如果將PON的OLT放置于小區(qū)機(jī)房，雖然現(xiàn)有中心機(jī)房至小區(qū)的小芯數(shù)光纜資源就能滿足需要，小區(qū)機(jī)房可以統(tǒng)一配線，非常容易放號和管理，用戶可以自由選擇運營商，顯著提高設(shè)備端口利用率，但同時也丟棄了PON是無源網(wǎng)絡(luò)和節(jié)約光纜資源這兩大優(yōu)勢�？梢姡琍ON的無源網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在我國住宅小區(qū)不能充分發(fā)揮和體現(xiàn)。PON與生俱來存在配線節(jié)點分散，放號和配線管理困難，用戶無法自由選擇運營商，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及其接入端口利用率低，設(shè)備成本高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不靈活等缺陷卻恰恰是AON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所輕而易舉能克服和避免的。
    事實上，迄今為止PON在世界范圍內(nèi)尚未能得到大規(guī)模應(yīng)用。我們認(rèn)為，基于以太網(wǎng)的小區(qū)交換有源光網(wǎng)絡(luò)（RAON）FTTH技術(shù)更適合我國住宅小區(qū)特點，并能充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢：
 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低；
 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)靈活、運營維護(hù)成本低；
 集中在小區(qū)機(jī)房配線，易于放號、維護(hù)和管理；
 允許用戶自由選擇運營商，有利于多運營商的競爭，通過競爭用戶利益能得到有效保障；
 無需增加鋪設(shè)中心機(jī)房至小區(qū)的光纜；
 設(shè)備端口利用率非常高，可以根據(jù)接入用戶數(shù)增加而逐步擴(kuò)容；
 用戶獨享100M或1000M帶寬。
 支持Internet寬帶接入、CATV接入和電話接入，在接入網(wǎng)實現(xiàn)三網(wǎng)合一；
 支持未來可預(yù)見的新業(yè)務(wù)：可視電話、VOD、數(shù)字影院、遠(yuǎn)程辦公、在線展覽、電視教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、數(shù)據(jù)存儲及備份等等。