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题目：FTTH的发展历程与最新进展

专 业： 网络工程

班 级： 网络092班

设计时间：2012.12.

学 号： 0908060386

学生姓名： 王荣森

指导教师： 龙士工

计算机科学与信息学院

2012年 12 月

10

目录

目录........................................................................................................................................... I 摘要.......................................................................................................................................... II 前言.......................................................................................................................................... II

正文........................................................................................................................................... 1

1 、FTTH的发展历程与最新进展 ................................................................................ 1

2、中国FTTH 发展概况 ................................................................................................ 2

3 、光纤接入网基本概念和模型 ................................................................................... 3

4.FTTH的解决方案与发展趋势 ..................................................................................... 3

结论........................................................................................................................................... 7

总结........................................................................................................................................... 7

致 谢....................................................................................................................................... 8

参考文献 ................................................................................................................................... 9

摘要

光纤到家庭(FTTH)一直是光纤接入不断追求和探索的技术方向，随着国家政策的扶持、运营商竞争的需要、对收入的追求，以及设备本身价格的下降，FTTH出现可迅速发展的势头.文章综述了FTTH所走过的历程和最新进展，分析了FTTH发展的主要解决方案，并对FTTH的发展趋势提出了自己的观点. 从FTTH 技术及最新研究进展出发，分析了国际上FTTH 的应用发展，阐述了我国发展FTTH 需考虑的问题及其发展趋势。

关键词：光纤通信；光纤到家庭；宽带接入；光接入网

前言

光纤到家庭(FTTH)是20年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技术、需求等方面的障碍，至今还没有得到大规模推广与发展。然而，这种局面最近有了很大的改观，由于政策上的扶持和技术本身的发展，在沉寂多年后，FTTH网再次成为热点，步入快速发展期。新技术、新设备、新的网络建设计划不断推出，引起了业界的关注。很多有识之士把FTTH网(特别是光纤到家、光纤到驻地)视为光通信市场复苏的重要转折点。预计今后几年，FTTH网还将会有更大的发展。

在FTTH结构中，ONU直接放置在用户家庭。FTTH同FTTO一样是全程光纤接入。不同的是FTTH用于家庭，从业务量的经济考虑，一般采用点到多点结构。FTTH光接入网都无任何有源设备，是一个真正的能提供宽带接入的透明网络，用户接入网的长远目标。

正文

1 、FTTH的发展历程与最新进展

FTTH是光纤接入网发展的一种最终形式，光纤接入网(统称FTTx)以光网络单元(ONU)的位置所在，分为FTTH、光纤到大楼(FTTB)、光纤到驻地(FTTP)和光纤到路边(FTTC)等几种情况。光纤接入网的正式名称是光纤用户环路(FITL，Fiber in the loop)，对于住宅或者建筑物来讲，用光纤连接用户，主要有两种方式：一种是用光纤直接连接每个家庭或大楼；另一种是采用无源光网络(PON)技术，用分光器把光信号进行分支，一根光纤为多个用户提供服务。

日本是世界上对FTTH最热衷的国家，在FTTH上一直非常领先，他们于20世纪90年代初曾经发布过覆盖全国的宏伟的宽带综合业务数字网(B-ISDN)计划，其中接入网主要采用FTTH.NTT曾经设想通过著名的π系统将广大用户接入，并期望在2000年实现光纤到家。但是，由于技术与经济的原因,日本的B-ISDN计划在20世纪90年代中期推迟并被随后的E-Japan等计划所代替。尽管如此，日本在光接入网上的领先程度一直没有变化。

日本是全球FTTH发展最好的国家，截至2003年6月30日，用户为45.8万，并且有加速发展的趋势。表1是日本总务省对包括FTTH及各种宽带接入网的统计数据，按照发展趋势，到2005年以后，光纤接入将超过数字用户线(DSL)。

表1 日本总务省的宽带网统计

2、中国FTTH 发展概况

中国城市每年的旧城改造和新建房屋达到了20多亿平方米，至少可以容纳2000万户新居或数百万个企业，为宽网建设提供了几乎海量的物理条件。中国拥有亚洲最多的宽带用户及最低的家庭宽带普及率（3%），以及6500多万窄带用户群，为FTTH的快速发展提供了丰富的人口资源。人们随时随地办公、学习、生活、购物、娱乐的需求是必然趋势，建设安全的全光信息网络已经可以提升为国家战略；给FTTH的规模商用带来了前所未有的市场机遇和现实需求。

2007-2008年在中国FTTH已开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD，有比较强的经济力量，现在已经采用光纤到住地FTTP来建设。总的来说，目前中国的FTTH处于试点阶段。广播商为加快发展数字电视的进程，发展VOD点播电视，需要对电缆电视网双向改造，如果采用光纤网，可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2-3倍。过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低，加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。中国已有运营商、制造厂和政府在推动FTTH商用试验。如由武汉光谷FTTH 工4作小组实施武汉长飞公寓FTTH 试点实现了158 户的“三网融合”。其中l1O 户采用PON 方式接入；48 户采用点到点的MC 方式接入。

新兴运营商在管道／光纤资源紧张的区域利用FTTH快速开展业务。如重庆网通、长沙网通等的网吧一条街，长城宽带PON 接入小区等。部分驻地运营商利用FTTP占领接入市场。然后为基础业务运营商提供公共接入平台。如成都泰龙、北京中关村西区等。主体运营商开展的FTTH试验及局部商用。如武汉电信紫菘小区FTTH工 程。该工程首期容量为400 余户；北京网通的EPON 研究及试验；广州电信EP0N 宽带接入试验等。

3 、光纤接入网基本概念和模型

光纤在接入网中也占有传输媒介的主导位置，特别是当带宽成为业务瓶颈的时候。 光纤接入是指局端与用户之间以光纤作为传输媒体。在光接入网（OAN）中若光配线网（ODN）全部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是PON。根据技术体制，则可分为PDH光接入技术、SDH光接入技术、ATM光接入技术和以太网光接入技术等。光线路终端(OLT)为ODN提供网络接口并连至一个或多个ODN.ODN为OLT和光网络单元(ONU)提供传输手段。ONU为OAN提供用户侧接口并和ODN相连。

4.FTTH的解决方案与发展趋势

从基本概念上讲，FTTH可以分为两大类：有源接入方式和无源接入方式。简单的讲就是根据在信号的传送过程中是否经过了光电的转换，如果经过了光电信号的转换就称为“有源“，信号传送过程中没有经过光电的转换就称为“无源”有源光网络技术和产品有初期的SLIC（Subscriber Line Interface Circuit）和后来的DLC（Digital Loop Carrier）、IDLC（Integrated Digital Loop Carrier）等，国际电信联盟提出的基于PDH的灵活复用和基于SDH的灵活复用也属于有源光接入技术。现在也有把波分复用(WDM)技术用于光接入网的。实际上，包括目前应用较广泛的点到点(PTP）的MC，都属于有源光纤接入。从点到点 (P2P)方式的MC(媒体转换器)发展及点到多点方式的APON、EPON和GPON等技术所谓的 “无源”。PON技术始于20世纪80年代初，目前市场上的PON产品按照其采用的技术，主要分为APON/BPON(ATMPON/宽带PON)、EPON(以太网PON)和GPON(千兆比特PON)，其中，GPON是最新标准化和产品化的技术。

以下为PON技术的发展历程：

1983年,BT实验室首先发明了PON；  1999年,ITU批准APON／BPONFSAN标准G.983x； 2001年,IEEE802.3工作组成立第一英里以太网(EFM)研究小组，致力于制定EPON接入技术。

2003年,ITU批准GPONFSAN标准G.984,美国出台宽带网新政策，鼓励运营商建设光纤接入网。

4.1 点到点的FTTH

采用点到点的结构，从中心局到每个用户都用一根光纤。图2是最新建议草案G.ptp 100 Mbit/s基于以太网的点到点的系统配置。对于具有N个终端用户的距离为M km的无保护FTTH系统，如果采用点到点的方案，需要2 N个光收发器和NM km的光纤。但如果采用点到多点的方案，则需N+1个光收发器、一个或多个（视N的大小）光分路器、和大约M km的光纤，在这一点上,点到多点有着明显的成本优势。采用点到多点的方案，大大地降低了光收发器的数量和光纤用量，并降低了中心局所需的机架空间。

图1 G.ptp系统配置

当然，点到点系统避免了复杂的上行同步技术和终端自动识别技术。另外上行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩展。这种方式主要有以下优点：一是产品成熟；二是结构简单；三是益于扩展；四是安全性比较好，因为采取单纤双向传输方式，上下行都可以达到100兆。但这些优点远不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。中国电信的各大运营商、中国广电、各地接入网运营商正在大规模运用这种方式。主要的应用对象是数据大客户。

4.1.1点到点在实现方式有两种：

第一种是MC+传统以太网交换机方案。该方案是利用HC将电信号转换成光信号进行长距离传输。HC是一个单纯的光／电或电／光转换器，它并不对数据包进行处理，因此成本低廉。这种方案的优点是对于目前已经普及的1OOMbit／s速率

的以太网交换机而言，不必更换支持光纤传输的网卡，只需要加上HC即可，这样用户可以减少升级的成本。

第二种是点到点光接入设备。该方案可以是直接采用无分配点的单级点到点的光传输方式，也可以采用有源分配点的2级光传输方式。在设备具体形态上，可以是传统的具有光接口的以太网交换机，也可以是新的符合IEEE 802．3ah规范的光以太网接入设备。根据IEEE 802．3ah的规定，接入网所

采用的光以太网技术应采用单纤双向传输方式，上下行采用WDM方式分别使用不同的波长进行传输，上行使用131Onm波长，下行使用1550nm波长。因此，该方案也被称为光纤以太网方式的FTTH。

4.2 “无源”光网络(PON)

所谓“无源”，是指信号传输过程中全部由无源光分路器和光纤等无源光器件组成，不包括任何有源节点。无源关网络PON系统由光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)／光网络终端(ONT)和光分配网(ODN)组成，PON技术采用了点到多点拓扑结构，OLT发出的下行光信号通过一根光纤经由无源光分路器分路广播给各ONU／ONT，xPON的拓扑结构如图1所示。目前，已经在网上应用及处于实验阶段的PON技术有多种，不同的数据链路层技术和物理层PON技术结合形成了不同的PON技术，例如ATM+PON形成了APON，Ethernet+PON形成了EPON，ATM／GEM+PON形成了GPON，这是各种PON技术之间的最大区别。但无论对哪一种P0N技术而言，均具有以下技术优势：

图1 xPON拓扑结构

(1)DN由无源光器件组成，OLT和ONU／ONT之间没有昂贵的有源电子设备；

(2)可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构典型拓扑结构为树型，各ONU／ONT共享OLT和ODN之间的光纤，可以大大节省光纤资源：

(3)下行可以采用不同的方式：上行采用TDM方式，下行采用TDMA方式；

(4)

上下行传输方式可以是单纤双向或双纤双向两种，在实现过程中，运营

商可以依据自身光纤资源情况情况灵活选用；

(5)在采用单纤双向方式的PON系统中，上下行可以采用不同的波长， 下行使用1490nm波长， 上行使用131Onm波长，如果提供CATV业务则使用1550nm波长，便于业务的管理；

(6)业务透明性好，理论上可适用于任何制式和速率的信号。由于在接入层他的传送过程中不经过光电信号的转换，不受传输速率的限制，接入带宽可以无限大。

PON的主要缺点是一次性投入成本较高。其主要原因是局端光线路终端OLT昂贵，光纤和分路器等无源基础设施又必须一次到位，这样当用户数较少或用户分布超过某一限定距离时，单用户成本很高。另外，其树型分支拓扑结构使用户不具备保护功能或保护功能成本较高，对用户的大规模发展也带来一些影响。尽管PON技术尚存在一些不足，但从国~FTTH的实现方式及经验看，无源光网络(PON)技术是目前实现FTTH的主要技术方式，尤其是EPON技术更被视为实现FTTH的最理想技术方案。

4.2.2实现EPON存在的一些技术难点 

因为PON是一种点到多点的物理和逻辑拓扑结构，而传统的以太网是点到点的协议，如何在点到多点的PON中传送点到点的以太网协议，是以太网应解决的技术问题，通过对MAC的改造可以实现。

必须解决点到多点的光系统中突发模式传送的问题。 PON中不同ONU与OLT的距离相差较大，如何解决到达OLT光信号强度的巨大偏差问题。如何解决非授权ONU的累积噪声对授权ONU发出的光信号的干扰问题。

主干光纤需要求量过大，光纤资源难以满足，投资过大。 节点数和用户数量增加，维修管理难度增大。 由于用户对通信需求的多用化，导致网络及其接入端口的利用率低。

结论

基于我国目前的条件，FTTH不能采取一步到位的方案，必须结合业务的需求及运营商的资源拥有情况采用合适的技术推进光纤到户的进程。从目前国外的FTTH发展中采用的主要技术来看，无源光网络PON技术虽然普遍被看好，但无论从技术成熟度还是从用户需求方面分析，运营商还不会在短期内大规模采用PON技术布网，另外，PON设备居高不下的价格也是影响运营商选择该技术大规模商用的原因之一，因此，运营商一方面在积极跟踪技术并进行PON的试验，一方面也采用了FTTH的有源光网络技术进行实际网络的布局。我国运营商在FTTH的技术选择方面仍然存在诸多方面的困惑，如标准问题，技术成熟度，价格问题等等，虽然FTTH的无源光网络技术前景普遍被业界看好，但可以预计在实现的过程中仍将要经历一个艰难的阶段，在固网运营商业务增长缓慢，普遍压缩建设投资的情况下，对于仍然存在诸多问题的FTTH技术和应用方面，运营商将会极其慎重，选择技术时考虑的主要方面不仅有未来的发展，还更多地考虑了对现有业务的促进及初期建设资金的投入，因此，短期内规模布网的可能性不会太大，但会在试验的基础上稳步建设和发展。我国在FTTH 的发展方面是比较落后的。不论是主流电信运营商，还是新兴接入提供商，对FTTH还没有进入真正的实施阶段。政府相关主管部门还未就FTTH 的发展与推广制定系统的政策措施。但事物是有两面性的，正因为现在的相对落后，反而预留出今后更为广阔的发展空间。未来4～5年内，我国FTTH的发展是有很大空间的。总之，PON技术在中国发展刚刚起步，其应用前景非常广FTTH与PON技术的完美结合是中国宽带发展的必然之路。 总结

21世纪以来，光通信技术取得了长足的进步，但这些进步的取得，是包括光传输媒质、光电器件、光通信系统，以及网络应用等多方面技术共同进步的结果。随着光通信技术进一步发展，必将对21世纪通信行业的进步，乃至整个社会经济的发展产生巨大影响。21世纪是知识经济时代，信息产业则是知识经济时代的支柱产业，信息产业的发展与光电子技术的发展有着紧密的联系。刚刚过去的20

世纪是微电子的时代，微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用FTTH是目前接入领域的热点，这一方面是与FTTH相关的技术已经成熟，能够为用户提供合理资费下的高质量接入；另一方面也是宽带接入领域内业务种类和数量快速增加的推动。在建设FTTHH网络时，需要在已有的EPON和GPON 中进行选择。EPON结构相对简单，易于和用户侧的LAN互联，因此现阶段具有较强的吸引力，但是其对TDM业务支持较差，对于未来宽带接入侧各种服务等级约定(SLA)业务难以应付。GPON的相关标准虽然出台较晚，支持的芯片也较少，缺乏应用经验，但其技术优势明显，同时其端到端的控制和管理能力是传统电信运营商最为关注的，因此可能更具有前景。需要指出的是，FTTH的建设是一个渐进的过程。在建设和推广FTTH网络时，一方面需要仔细考虑技术的成熟度，另一方面也必须对用户和市场进行培养，推出各种新业务，吸引用户选择FTTH，而不是片面追求价格。虽然我国的FTTH还不是很成熟，无论是技术还是设备都还存在一些问题但是FTTH在中国的发展是大势所趋在未来的纪念中，FTTH将在中国普及。在FTTH发展的时候，也是我们学习和发展的时候，我们只有现在学习好专业知识，在未来的神会中我们才能发展，才能为建设FTTH普及化贡献我们的一份能力。我们相信，在网络运营商、设备制造商和内容提供商和我们的共同努力下，FTTH在我国一定有着广阔的前景。

致 谢

本次论文是在谢晶的悉心指导下完成的。谢老师以严谨的治学作风、精深的学术水平及细致负责的态度，教育和引导我不断进步，我由衷的钦佩他的高尚品德和敬业精神。他对我的教导和帮助，我将铭记终生。为此，我向他致以最诚挚的谢意！

在我学习和研究课题的过程中，因为没有经验而遇到了很多困难，本班的同学热心帮助，使我克服了困难。本人在写论文的过程中，通过网络了解许多的有关接入网的知识可谓受益匪浅，通过网络我也找到了许多有用的东西，对我写论文有了很大的帮助。

在此，我向所有曾教导、关心、帮助和支持过我的领导、老师、同学、家人和朋友表示最真诚的感谢！

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