FTTx接入技术的选择

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  一、PON技术的主要特点
  PON的主要特点是在接入网中去掉了有源设备，从而避免了电磁干扰和雷电影响，大大减少了线路和外部设备的故障率，简化了供电配置和网管复杂性，降低了运维成本。其次，PON的业务透明性较好，带宽高，可适用于任何制式和速率的信号，能比较经济地支持模拟广播电视业务，具备三重业务功能（Triple-Play）。第三，其局端设备和光纤（从馈线段一直到引入线）由用户共享，因而光纤线路长度和收发设备数量较少，其成本较其它点到点通信方式要低，土建成本也可明显降低。特别是随着光纤向用户日益推进，其综合优势越来越明显。PON的每用户成本随着分享OLT的用户数量的增加而迅速下降，因而最适合小企业和居民用户。最后，无源光网络的标准化程度好，基本分为ITU-TFSAN（全业务接入网络）和IEEE两大类，两者均可提供独立可行的单一兼容解决方案，因而多数美国大型电信公司倾向于选择PON而不是P2PEthernet技术。
  目前有三种主要的PON技术：APON/BPON、GEPON、GPON。其中APON/BPON和GPON由ITU-TFSAN制定，GEPON由IEEE802.3EFM工作组制定。
  二、PON和其他接入技术的比较
  目前使用的建立在铜线基础上的宽带接入技术包括xDSL、CableModem、EoC。铜是世界性战略资源，随着国际铜缆价格持续攀升（近几年出现年均20%～30%的增幅），以铜缆为基础的电接入网的线路成本越来越高。而光纤的原材料是二氧化硅，在自然界取之不尽，用之不竭。事实上，当前光纤的市场价格已经低于普通铜线，还有继续下降的趋势，并且其寿命还远高于后者。在新铺用户线路或者老电缆替换中，光纤已经成为更合理的选择；其次，作为使用铜线的技术，电磁干扰难以避免，维护成本越来越高。作为无源传输介质的光纤可以避免这类问题；最后，随着全网的光纤继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制越来越集中在接入段。显然，随着在长途网、城域网乃至接入网主干段的大量应用，光纤将继续向接入网的配线段和引入线部分延伸，最终实现光纤到户，这是必然的发展趋势。
  在我国，小区密集，用户单元集中，采用PON技术可以很好地解决FTTH宽带上网问题。在日本和韩国，FTTH发展迅猛，其中日本以EPON为主，韩国采用EPON和WDM-PON技术。韩国宽带服务企业KT、Nanaro电信等不经过VDSL2，直接投入基于光通信的FTTH市场的开发。
  三、EPON是目前最成熟的、性价比最高的光接入网技术
  目前无源光接入网技术主要有：APON/BPON、GPON、EPON和WDM-PON。APON/BPON是比较成熟的技术，不过因为其带宽较低，且使用复杂的ATM协议，其市场占有率很低，目前仅在北美还有少量应用。WDM-PON则是近几年才兴起的技术，仅在韩国有所应用，因为其标准尚未出台，且成本较高，短期内不太可能大面积推广。EPON和GPON是目前应用较多的无源光网络技术。与EPON相比，GPON对TDM业务的支持较好，且分支比较大，但其成本较高。目前在北美地区由于其原来的APON部署较多，且ATM设备也较多，因此某些北美运营商选择GPON技术。而在亚太地区则是EPON占主流地位。
  目前，关于GPON和EPON的选择，争论最大的还是对TDM业务的支持问题。GPON可以非常好地支持传统TDM业务，EPON通过使用CESoP（电路仿真）技术也可以很好地解决TDM支持问题。对于话音业务，目前的主流GPON芯片和EPON芯片均是采用VoIP方案，二者的支持能力相差无几。从技术上看GPON对TDM的支持更好，但目前因为出货量较小，其成本仍然很高。综合考虑，EPON技术仍然有性价比的优势。
  另外，局域网、以太网占有绝对的市场，全世界以太网RJ45插座是除了电力插座以外使用最多的插座，而随着10G以太网的普及（特别是定义了支持广域网接口的WIS子层后），以太网也开始广泛用于城域网。使用基于以太网的EPON连接以太网显然比用基于GEM封装的GPON更合理。
  经过近4年的发展，EPON在全球特别是在亚太地区得到了广泛的部署，尤其是在日本。统计数据表明，到2006年3月，日本EPON用户已达到546万户，居世界第一位。韩国正在实施“e谷”（e-Valley）工程，按此计划，到2010年，FTTH的家庭普及率将超过70%，届时，EPON用户数可达800万户。在中国台，中华电信研究所与工研院电通所携手推广FTTH产业，计划实现2010年420万户EPON用户的目标。在国内自从2004年武汉光谷长飞公寓首次试点光纤到户（采用EPON技术）以来，武汉FTTH已经发展到3万多户，预计到2010年，武汉将有50万FTTH用户（其中大部分预计将采用EPON技术）。在江苏，恒美家园首次大规模进行FTTH试点（用户超过1000户），也是采用的EPON技术。值得关注的是，目前广电市场因为双向改造的需要，加上其原有的HFC网络结构刚好和PON技术吻合，鉴于EPON的低成本，广电对EPON的需求从２００６年开始渐渐升温。目前青岛广电已经开始了全市范围的基于EPON技术的双向改造，首期覆盖用户达1万户以上，使用了6千多个ONU。其他各地的广电市场也开始了对EPON技术的试验。
  EPON经过多年的发展，已经形成了较好的产业链。从芯片、光模块的设备制造商到运营商、政府都开始了积极的应用推广。目前较成熟的EPON芯片提供商有Passave、Teknovus、Centillium、Immenstar等。因为EPON技术的门槛相对较低，随着EPON市场的不断扩大，相信还将有不少的厂家加入到EPON芯片设计的竞争中，从而进一步降低其成本。与此相对比，目前在GPON尚没有厂家能够提供商用的全套ASIC芯片，仅有Broadlight能提供ONTASIC芯片，其他的GPON厂商多采用自行设计的FPGA芯片。在EPON光模块领域，由于中国厂家的加入，EPON光模块的成本开始迅速下降，目前ONU光模块已经下降到200元左右，OLT光模块的价格也下降较快。与此对比，GPON光模块由于技术要求更高，生产厂家仍然有限，目前尚未批量出货，价格短期内无法下降。目前EPON设备制造商众多，其中国外主要有Alloptic、Wave7、盛利亚、三菱、住友、Corecess等，国内主要有烽火通信、中兴、UT斯达康、润欣、武汉长光科技等，而且尚有其他一些厂商不断加入。GPON的设备制造商则较少，目前仅有Alcatel、Flexight、华为等少数几家，商用的线数很少。目前阶段EPON和GPON相比具有十分明显的成本优势，这使得原来仅支持GPON的电信运营商不得不开始重新审视EPON这一技术。目前中国电信已经完成了EPON芯片级的互联互通测试，近期内将完成EPON设备级的互通。而在GPON领域，目前仅进行了设备功能的演示，距离芯片互通和设备互通还有相当一段距离。
  综上所述，GPON无论是在产品的成熟度还是成本上，在短期内均无法和EPON相比。而公众接入网因为其最终用户是家庭用户，此类用户对成本尤其敏感，因此短期内EPON的增长速度势必大大领先于GPON，这又进一步促使EPON成本的降低，形成良性循环。不过从长期来看，GPON因为其对TDM业务的支持，并且在QoS、DBA和网管方面有更严格和统一的规定，在电信市场上仍有相当的吸引力。一旦GPON技术和产品能更加成熟、商用规模扩大，其成本将下降。总之GPON和EPON各有优缺点，针对的市场也可以具体细分，二者应该能形成既竞争又互补的关系。
  四、长光科技在FTTx领域的发展思路
  武汉长光科技有限公司2006年10月才成立，但公司继承了原长飞公司光网络部和武汉飞鸿光网络的研发成果，已经迅速地进入FTTx领域。2002年股东飞鸿公司就已开始参加863EPON技术的研发，产品顺利通过验收并开始了产业化。2004年股东长飞公司开始了中国第一个三网合一的光纤到户试点工程。目前新公司的产品主要以FTTx相关的产品为主，包括EPON局端C1000和C8000系列产品以及用户端设备M300X系列产品，ODN产品以及与此相关的光纤光缆一揽子解决方案。
  长光科技公司的EPON、ODN产品和解决方案已经在电信、广电、电力、铁路、石油等领域获得应用，用户遍及北京、上海、天津、广东、广西、山西、河北、湖北、湖南、浙江、四川、云南等地，在东南亚、中东等地也有使用。目前公司EPON产品的每线成本已经从2004年试点时的7000多元下降到3000元左右。鉴于一般的家庭用户仍然难以承受这个价格，公司的解决思路是针对大部分普通居民用户采用FTTx技术，针对高档小区、别墅和某些商用办公点采用FTTH技术。目前性价比较高的技术有EPON+LAN、EPON+ADSL2/2+、EPON+VDSL2、EPON+EoC、EPON+WLAN。不同的技术针对不同的市场，采用这些技术，不但大大降低了每线成本，而且提高了每线用户的平均带宽。
  针对GPON技术，公司目前正在跟踪研发，GPON仍然有其优点，对保护电信运营商现有投资有很大意义。两种技术可以互为借鉴，通过研发GPON产品，一方面可以将GPON技术中较好的DBA、QoS等技术借鉴到EPON产品中，另一方面也可以将现有的在EPON技术中积累的经验和现有架构运用到GPON技术中，最终实现在一个平台下支持GPON、EPON两种技术。
  五、结束语
  目前各种接入网技术众多，用户选择接入网技术的原则是总体等效成本和性价比。比较不同的接入网技术，我们不仅应该比较设备成本，还要比较规划/设计成本、建设成本、线路成本以及管理和维护成本。鉴于光纤的低廉成本和其性能的优越性，采用基于光纤的接入网技术显然更有吸引力。另外从管理维护上来看，采用无源光网络（PON）则更为合适。在众多PON技术中，EPON是目前最为成熟和性价比最高的技术，GPON有其优点，但目前成本过高。尽管采用EPON性价比较高，但其每线成本仍然为一般老百姓不能承受，为此我们提出了EPON技术和多种技术相接合的方案以降低每户成本并提高户均带宽。