FTTH技術(shù)及建設(shè)思路探討 中國(guó)電信四川分公司 2009年 11月 匯報(bào)提綱 光纖接入，機(jī)遇大于挑戰(zhàn) FTTH技術(shù)原理介紹 FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路探討 寬帶用戶(hù)迅速發(fā)展，帶寬需求持續(xù)升級(jí) 現(xiàn)有的寬帶技術(shù)很難滿(mǎn)足未來(lái)幾年的帶寬需求，光纖接入勢(shì)在必行！ 典型的 FTTH與銅線(xiàn)接入的業(yè)務(wù)開(kāi)展能力對(duì)比 FTTH可支持目前可見(jiàn)的所有業(yè)務(wù)，性能良好； ADSL對(duì)業(yè)務(wù)的支持能力相對(duì)有限。 FTTH成本迅速下降 業(yè)界對(duì) FTTH發(fā)展的預(yù)期 國(guó)際國(guó)內(nèi)的 FTTH發(fā)展迅速 北美 FCC對(duì) FTTH免除 unbundling義務(wù) 受新競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供話(huà)音業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)威脅 地方市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 2004年開(kāi)始 FTTH建設(shè)，主要提供新建用戶(hù)區(qū) 已覆蓋 1M家庭，在線(xiàn)用戶(hù) 20萬(wàn) 主要采用 BPON， EPON和 GPON逐漸被看好 日本 政府推動(dòng)： e-Japan計(jì)劃 競(jìng)爭(zhēng)激烈： NTT、 KDDI、Yahoo BB等 主要采用 BPON、 MC，現(xiàn)在向 EPON遷移，對(duì) GPON觀望 中國(guó) 各運(yùn)營(yíng)商廣泛開(kāi)展試點(diǎn)，已經(jīng)具備商用條件 歐洲 意大利已有 14.5萬(wàn)FTTH用戶(hù) 瑞典已有 24.5萬(wàn)用戶(hù) 荷蘭正在實(shí)施 60萬(wàn)用戶(hù)的 FTTH工程等。 澳大利亞 Telstra澳洲昆士蘭的商用 FTTP試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)將在現(xiàn)有在線(xiàn)游戲，音樂(lè)，點(diǎn)播電視等寬帶業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加 HDTV等業(yè)務(wù)。 匯報(bào)提綱 光纖接入，機(jī)遇大于挑戰(zhàn) FTTH技術(shù)原理介紹 FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路探討 FTTH技術(shù)分類(lèi) 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖接入技術(shù) PON的通用特性 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式：需要 2N個(gè)收發(fā)模塊，光纖總長(zhǎng)度為 N*(D1+D2)。 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式：需要 N+1個(gè)收發(fā)模塊，光纖數(shù)量為 (D1+N*D2)。 假設(shè)有 32個(gè)用戶(hù)， D1的距離為 5000m， D2的距離為 50m，則： 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式需要 64個(gè)光模塊，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式僅需要 33個(gè)光模塊，節(jié)約近 50； 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式需要（ 5000 50） 32 176000m光纖，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式僅需要 500050 32 6600m光纖，節(jié)約光纖超過(guò) 96。 總體來(lái)看， PON技術(shù)的關(guān)鍵是在線(xiàn)路中引入了無(wú)源的分路器，這使得系統(tǒng)設(shè)備的理論成本和線(xiàn)路成本均可以較傳統(tǒng)的 P2P技術(shù)有較大幅度的優(yōu)化，還可以增強(qiáng) OAM能力和 QoS水平；另外，由于分路器是無(wú)源器件，維護(hù)簡(jiǎn)單，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。 熔錐型 光波導(dǎo)型 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖接入技術(shù) PON網(wǎng)絡(luò)的光纖分路技術(shù) 兩種常用的無(wú)源光分路器（ Splitter）： 器件功能：將一路輸入光信號(hào)進(jìn)行光功率分割，分成多路輸出（可以等分，也可以按照需要定制功率分配比） 典型的分路器實(shí)現(xiàn) 1： 2到 1： 32的分光 器件特點(diǎn)：無(wú)源器件，不需要供電，環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng) 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光纖接入技術(shù) PON的技術(shù)發(fā)展 相同的拓?fù)?無(wú)源 P2MP BPON EPON GPON 封裝協(xié)議不同 FSAN提出， ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化； ATM封裝； 目前標(biāo)準(zhǔn)化最完善； 沒(méi)有得到市場(chǎng)認(rèn)可。 IEEE EFM工作組標(biāo)準(zhǔn)化，編號(hào) 802.3ah； 以太網(wǎng)封裝； 標(biāo)準(zhǔn)完善； 產(chǎn)品開(kāi)始在市場(chǎng)上迅速應(yīng)用。 FSAN提出， ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化； ATM、 GEM封裝； 標(biāo)準(zhǔn)較完善； 支持廠家極少。 在這些 PON之前，還有 ITU-T窄帶 PON標(biāo)準(zhǔn)，有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)應(yīng)用。 BPON的眾多技術(shù)被其它 PON所直接繼承引用。 EPON的原理 信號(hào)復(fù)用 EPON系統(tǒng)采用 WDM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸（強(qiáng)制）。 為了分離同一根光纖上多個(gè)用戶(hù)的來(lái)去方向的信號(hào)，采用以下兩種復(fù)用技術(shù)： 下行數(shù)據(jù)流采用 TDM技術(shù) ； 上行數(shù)據(jù)流采用 TDMA技術(shù)。 1490nm 1310nm 廣播方式 EPON的原理 下行數(shù)據(jù) 在 ONU注冊(cè)成動(dòng)后分配一個(gè)唯一的 LLID； 在每一個(gè)以太網(wǎng)幀前添加一個(gè) LLID，替代以太網(wǎng)前導(dǎo)符的最后兩個(gè)字節(jié)（不改變?cè)袔Y(jié)構(gòu)）； ONU接收數(shù)據(jù)時(shí)，僅接收符合自己的 LLID的幀或者廣播幀。 EPON的原理 上行數(shù)據(jù) TDMA方式 原則：任一時(shí)刻只能有一個(gè) ONU發(fā)送上行信號(hào)，系統(tǒng)才能正常工作 不同的 ONU分配不同的時(shí)間片，輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)；每個(gè) ONU發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時(shí)間片可以是動(dòng)態(tài)的，時(shí)間片的大小和多少在宏觀上表現(xiàn)為帶寬的大小 由于數(shù)據(jù)速率非常高，因此細(xì)微的由 ONU的距離不同而產(chǎn)生的時(shí)延應(yīng)該在發(fā)送上行數(shù)據(jù)的時(shí)候予以考慮 需要測(cè)距 EPON的原理 OLT和 ONU的工作職責(zé) ONU的操作 ONU通過(guò)下行控制幀的時(shí)間戳同步于OLT； ONU等待發(fā)現(xiàn)幀（ gate） ONU進(jìn)行發(fā)現(xiàn)處理，包括：測(cè)距，指定物理 ID和帶寬。 ONU等待授權(quán)， ONU只能在授權(quán)時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù) OLT的操作 產(chǎn)生時(shí)間戳消息，用于系統(tǒng)參考時(shí)間 通過(guò) MPCP幀指配帶寬 進(jìn)行測(cè)距操作 控制 ONU注冊(cè) EPON的原理 MPCP OLT和 ONU之間的一種控制機(jī)制，用于協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的有效發(fā)送和接收。 MPCP的兩種操作模式： 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)模式 用來(lái)檢測(cè)新連接的 ONU，測(cè)量環(huán)路延時(shí)和 ONU的 MAC地址 普通模式 給所有已經(jīng)初始化的 ONU分配傳輸帶寬 GATE（ OLT發(fā)出） REPORT（ ONU發(fā)出） REGISTER_REQ （ ONU發(fā)出） REGISTER （ OLT發(fā)出） REGISTER_ACK （ ONU發(fā)出） 五種類(lèi)型的 MPCP幀 EPON的初始化階段 ONU自動(dòng)注冊(cè)和測(cè)距 自動(dòng)化注冊(cè) 不必等序列號(hào)登記 認(rèn)證以后才使能數(shù)據(jù)通路 補(bǔ)償因 ONU距離不同而產(chǎn)生的時(shí)延差異：RTT（ Round Trip Time） 在注冊(cè)過(guò)程中， ONU對(duì)新加入的ONU啟動(dòng)測(cè)距過(guò)程 OLT使用 RTT來(lái)調(diào)整每個(gè) ONU的授權(quán)時(shí)間 靜態(tài)測(cè)距和動(dòng)態(tài)測(cè)距 RTT=(T3-T1)-(T2-T1)=T3-T2 EPON的增強(qiáng)特性 DBA動(dòng)態(tài)帶寬分配 DBA的實(shí)現(xiàn)方式不在 EPON規(guī)范內(nèi)要求 DBA的兩種實(shí)現(xiàn)機(jī)制 Report方式 Idle幀檢測(cè)方式 DBA是由 OLT全局控制的，不同于以太網(wǎng)的帶寬爭(zhēng)用機(jī)制 加密 采用 AES-128加密效果較好 采用 churning方式較簡(jiǎn)單 OAM OAM信息由 OAM協(xié)議數(shù)據(jù)單元（ OAMPDU）承載， OAMPDU包含的控制和狀態(tài)信息可用于管理、測(cè)試和診斷已激活 OAM功能的鏈路。 EPON的 OAM主要包括：遠(yuǎn)端故障指示、遠(yuǎn)端環(huán)回、鏈路監(jiān)控等 GPON技術(shù)分析 GPON采用 125s定長(zhǎng)的幀結(jié)構(gòu)，每秒 8千幀（承載 TDM業(yè)務(wù)是強(qiáng)項(xiàng)） GEM（ GPON Encapsulation Method）是 GPON技術(shù)優(yōu)勢(shì)的集中體現(xiàn)，它直接采用了 GFP的技術(shù)（ ITU-T G.7041）。 GPON的很多技術(shù)細(xì)節(jié)借鑒 BPON，但是不兼容 BPON。 GPON的技術(shù)基本定型，但是目前缺乏商用的芯片和符合要求的器件來(lái)開(kāi)發(fā)商用系統(tǒng)。 EPON是當(dāng)前最合理的 FTTH選擇 成本低，速率高，多業(yè)務(wù)能力強(qiáng)； 業(yè)界已經(jīng)有較為豐富和成熟的產(chǎn)品可選擇； 匯報(bào)提綱 光纖接入，機(jī)遇大于挑戰(zhàn) FTTH技術(shù)原理介紹 FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路探討 FTTH目標(biāo)市場(chǎng)分析 高端居民用戶(hù) 商業(yè)樓宇 /CBD 網(wǎng)吧集中接入 高端的居民用戶(hù)，尤其是新建高檔小區(qū)，成為 FTTH發(fā)展起步階段的重點(diǎn)目標(biāo)市場(chǎng) 經(jīng)濟(jì)承受能力強(qiáng)，追求領(lǐng)先時(shí)尚；成片開(kāi)發(fā)，規(guī)劃、施工和維護(hù)較為方便 率先開(kāi)展 Triple Play業(yè)務(wù)， FTTH是理想的選擇 商業(yè)樓宇 /CBD的寬帶用戶(hù)較為集中， ARPU值較高，對(duì)綜合業(yè)務(wù)有著明顯的需求 可以考慮開(kāi)展視訊、數(shù)據(jù)、專(zhuān)線(xiàn)、語(yǔ)音等綜合業(yè)務(wù) FTTH是理想選擇 很多城市都有分布較為集中的網(wǎng)吧，帶寬需求較大，分布密集 傳統(tǒng)的接入方式不能很好地滿(mǎn)足需求，光纖接入成為潮流 網(wǎng)吧用戶(hù)的集中接入過(guò)程中， P2P方式逐漸暴露出較多的問(wèn)題，PON方式成為理想選擇 FTTH的建設(shè)投資模式分析 電信運(yùn)營(yíng)商獨(dú)力承建 建設(shè)模式與現(xiàn)有寬帶建設(shè)模式類(lèi)似 一次投資，長(zhǎng)期分?jǐn)?電信運(yùn)營(yíng)商與房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商合作 成本計(jì)入房產(chǎn) 運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)維護(hù)，收入分成 適合新建高端住宅小區(qū) 獨(dú)立的駐地網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司承建 政府推動(dòng)模式 駐地網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)維護(hù)，運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)出口帶寬的提供 業(yè)務(wù)提供可以由多方合作 可以有效解決視頻業(yè)務(wù)開(kāi)展中的問(wèn)題 即所謂的“ FTTH為房地產(chǎn)增值” FTTH的組網(wǎng)模式相對(duì) ADSL的變化 機(jī)房設(shè)施和節(jié)點(diǎn)數(shù)量龐大 如果要提升帶寬提供新業(yè)務(wù)，需要進(jìn)一步縮短銅線(xiàn)半徑 維護(hù)工作量大， OPEX難以降低 OLT覆蓋范圍大，大幅度減少了機(jī)房設(shè)置困難 徹底解決了接入帶寬瓶頸 線(xiàn)路部分全部為無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，降低維護(hù)成本 ADSL FTTH FTTH應(yīng)用模式下 OLT的應(yīng)用模式分析 目前的模塊局覆蓋半徑一般為 3 5km，覆蓋 3萬(wàn)左右的用戶(hù) 建議將 OLT放在模塊局或者端局，可以兼顧成本和距離 FTTH應(yīng)用模式下 Splitter的應(yīng)用模式分析 針對(duì)新建小區(qū) 設(shè)置 Splitter時(shí)需要綜合考慮的因素：成本、維護(hù)便捷性、多運(yùn)營(yíng)商選擇 建議放置在小區(qū)內(nèi)（相對(duì)集中放置