1、寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀

進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球?qū)拵Ы尤刖W(wǎng)進(jìn)入了大發(fā)展階段。目前總用戶數(shù)已經(jīng)超過1.5億，主體是ADSL技術(shù)。按照IDC的預(yù)測，2007年全球?qū)拵Э傆脩魯?shù)可能達(dá)到2.09億，其中約2000萬用戶采用光纖到戶(FTTH)技術(shù)。

在亞太地區(qū)，韓國和日本是寬帶接入發(fā)展最迅猛的國家，這與政府的大力推動政策密不可分。韓國寬帶普及率達(dá)世界第一，占家庭的70%，互聯(lián)網(wǎng)用戶的90%。日本政府也通過各種國家項目(包括e-Japan、u-Japan等)大力推進(jìn)寬帶發(fā)展，計劃2005年將寬帶用戶總數(shù)提高到3000萬，其中FTTH達(dá)到1000萬。事實上，日本是世界上推進(jìn)FTTH最激進(jìn)的國家，2004年光纖就已經(jīng)通達(dá)1800多萬戶家庭，但是用戶發(fā)展滯后，2004年大約為200萬，2010年計劃發(fā)展到3000萬用戶。

美國依然是世界最大的寬帶接入市場，2004年總用戶數(shù)超過3200萬。美國FCC將寬帶業(yè)務(wù)定位為2003-2008年的六大目標(biāo)之一，事實上寬帶接入正成為美國普遍服務(wù)的下一個目標(biāo)。美國寬帶接入是以電纜調(diào)制解調(diào)器(CM)和ADSL為主發(fā)展的，光纖到駐地(FTTP，包括光纖到達(dá)普通家庭和小型辦公室)也引起不少地方市政、公共公司、房地產(chǎn)開發(fā)商和非主導(dǎo)電信運營商的興趣，已經(jīng)建了270個工程。2004年以來主導(dǎo)運營商對FTTP的發(fā)展也開始變得積極，特別是Verizon最激進(jìn)。主要原因之一是其管轄地區(qū)中心城市的電纜嚴(yán)重老化，需要替換，加上由于電信管制政策鼓勵采用新技術(shù)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)以及有線電視公司競爭和業(yè)務(wù)增長的壓力，決定一步到位，直接在部分地區(qū)實施FTTP。2004年已經(jīng)敷設(shè)了約100萬FTTP，計劃在2005年完成300萬FTTP的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。預(yù)計到2009年，全美國FTTP的總數(shù)可能達(dá)到1180萬。

我國寬帶接入網(wǎng)在近兩年發(fā)展也十分迅速，到2004年底我國寬帶用戶已達(dá)2500萬，成為僅次于美國的第二大寬帶接入市場，其中主導(dǎo)技術(shù)是ADSL，大約占70%左右，其次是以太網(wǎng)技術(shù)，還有少量寬帶無線接入和電纜調(diào)制解調(diào)器接入，F(xiàn)TTH主要處于現(xiàn)場試驗和試商用階段。

下面將從系統(tǒng)技術(shù)的角度來分析幾種主要的FTTH技術(shù)的特征、問題與方案選擇。當(dāng)然，除了系統(tǒng)技術(shù)外，影響其發(fā)展的因素很多，主要是業(yè)務(wù)和應(yīng)用以及管制政策。此外，各種配套元器件技術(shù)和敷設(shè)安裝測試技術(shù)也十分關(guān)鍵。目前低成本光源已有望實現(xiàn)，850nm的VCSEL(垂直共振腔面射型激光)僅數(shù)美元，1310nm的VCSEL已有突破，速率達(dá)10Gbit/s。光波平面電路(PLC)混合集成技術(shù)，高密度低成本光纜及相關(guān)技術(shù)，對彎曲不敏感的室內(nèi)用光纖，低成本無源器件，施工安裝技術(shù)，自動光操作測試系統(tǒng)等也都是影響光接入網(wǎng)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素，需要有妥善的全面解決方案。

2、寬帶光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢

就世界范圍看，絕大多數(shù)電信公司是以ADSL為主發(fā)展寬帶接入的，然而，ADSL是建立在銅線基礎(chǔ)上的寬帶接入技術(shù)，銅是世界性戰(zhàn)略資源，隨著國際銅纜價格持續(xù)攀升(近幾年年均20%-30%的增幅)，以銅纜為基礎(chǔ)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(dāng)前光纖的市場價格已經(jīng)低于普通銅線，并且其壽命還遠(yuǎn)高于后者。在新鋪用戶線路或者老電纜替換中，光纖已經(jīng)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(shè)備，xDSL電磁干擾難以避免，維護(hù)成本越來越高。作為無源傳輸介質(zhì)的光纖可以避免這類問題。

最后，隨著全網(wǎng)的光纖化進(jìn)程繼續(xù)向用戶側(cè)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(yuǎn)業(yè)務(wù)需求。盡管ADSL2+和VDSL2技術(shù)有望緩解這一壓力，但其速率和傳輸距離的繼續(xù)大幅度提高是受限的，不能指望有本質(zhì)性突破。顯然，隨著光纖在長途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，符合邏輯的發(fā)展趨勢是將光纖繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸，最終實現(xiàn)光纖到戶。關(guān)鍵的問題是：推進(jìn)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(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步、成本的下降和配套運維系統(tǒng)的開發(fā)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(jìn)FTTH的發(fā)展。

3、點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)

歷史上，在企事業(yè)用戶應(yīng)用環(huán)境，以太網(wǎng)技術(shù)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(shè)施接口。主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長期的經(jīng)驗知識，目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的，性能價格比好、可擴(kuò)展、容易安裝開通以及具有高可靠性等。

對于公用網(wǎng)住宅用戶應(yīng)用環(huán)境，點到點有源以太網(wǎng)系統(tǒng)采用有源業(yè)務(wù)集中點來替代無源點到多點系統(tǒng)的無源器件，使傳輸距離可以擴(kuò)展到120km之遠(yuǎn)。這種技術(shù)的主要優(yōu)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(shè)備簡單便宜；傳輸距離長，服務(wù)區(qū)域大；成本隨用戶數(shù)的實際增長而線性增加，可預(yù)測，無需規(guī)劃，投資風(fēng)險低，設(shè)備端口利用率較高，因而在低密度用戶分布地區(qū)成本較低。缺點是兩端設(shè)備和光纖設(shè)施專用，用戶不能共享局端設(shè)備和光纖，當(dāng)需求快速增長且用戶很密集時，光纖和兩端設(shè)備的數(shù)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(qū)域。另外，有源以太網(wǎng)要求多點供電和備用電源，網(wǎng)絡(luò)管理的元件(包括電源)多，增加了供電和網(wǎng)管的復(fù)雜性。第三，從標(biāo)準(zhǔn)化的角度，有源以太網(wǎng)并沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而是利用多個相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而產(chǎn)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(wǎng)技術(shù)的因素是傳統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)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(zhì)量的傳統(tǒng)模擬射頻視頻節(jié)目，而以太網(wǎng)技術(shù)在支持傳統(tǒng)模擬射頻視頻節(jié)目的傳送方面是比較困難的。

在FTTH應(yīng)用場合，點到點以太網(wǎng)主要用于多住戶單元接入，具體又分為單纖系統(tǒng)和雙纖系統(tǒng)兩種，單纖系統(tǒng)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(shù)委員會制定的標(biāo)準(zhǔn)TS-1000，因而互操作性較好，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性較低。雙纖系統(tǒng)采用兩根光纖，遵循IEEE802.3ub標(biāo)準(zhǔn)，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(qiáng)其管理功能，制定了很多私有標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)的互操作性很差。

4、點到多點無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

4.1無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，其主要特點是在接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備，從而避免了電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，簡化了供電配置和網(wǎng)管復(fù)雜性，降低了運維成本。其次，PON的業(yè)務(wù)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(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù)，具備三重業(yè)務(wù)功能(triple-play)。第三，其局端設(shè)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(fā)設(shè)備數(shù)量較少，相應(yīng)成本較其它點到點通信方式要低，土建成本也可明顯降低。特別是隨著光纖向用戶日益推進(jìn)，其綜合優(yōu)勢越來越明顯。PON的每用戶成本隨著分享OLT的用戶數(shù)量的增加而迅速下降，因而最適合于分散的小企業(yè)和居民用戶，特別是那些用戶區(qū)域較分散，而每一區(qū)域用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)，尤其是新建區(qū)域。最后，無源光網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化程度好，基本分為ITUFSAN(全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò))和IEEE兩大類，均可提供獨立可行的單一兼容解決方案。因而，多數(shù)美國大型電信公司傾向于選擇PON，而不是光以太網(wǎng)技術(shù)。

PON的主要缺點是一次性投入成本較高，因為局端光線路終端(0LT)很貴，光纖和分路器等無源基礎(chǔ)設(shè)施又必須一次到位，這樣當(dāng)用戶數(shù)較少或用戶分布超過某一限定距離時，每用戶的成本很高，會產(chǎn)生大量沉淀成本。另外，其樹型分支拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用戶不具備保護(hù)功能或保護(hù)功能成本較高，影響了大規(guī)模發(fā)展。

從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，無論哪種PON都可以有兩種不同的結(jié)構(gòu)，即集中式和分布式，前者在局端OLT和業(yè)務(wù)靈活點(FP)之間只有一根光纖相連，分路器集中放置在FP處(即傳統(tǒng)的交接箱處)，從分路器到用戶光網(wǎng)絡(luò)終端之間有一根專用光纖相連。而分布式結(jié)構(gòu)在靈活點處與配線點(DP)處都放置分路器，形成兩級分路。分析表明分布式結(jié)構(gòu)在用戶普及率接近100%的區(qū)域應(yīng)用時具有成本優(yōu)勢，但是實際情況多半不是這樣，特別是對于用戶普及率不高的情況，集中式結(jié)構(gòu)具有明顯的成本優(yōu)勢，其成本可以隨著實際用戶數(shù)的增長而增長，不存在分布式結(jié)構(gòu)的較大初期沉淀成本問題，而且也不會隨著技術(shù)的進(jìn)步(如GPON的出現(xiàn)和應(yīng)用)而需要重新部署。

無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個重要趨勢是提供多種語音處理方式，既可以在局端采用V5接口與PSTN相連，提供傳統(tǒng)PSTN語音業(yè)務(wù)，又可以在局端內(nèi)置控制模塊，支持H.248/H.323協(xié)議，靈活適應(yīng)以H.248協(xié)議為基礎(chǔ)的軟交換VoIP網(wǎng)絡(luò)或以H.323協(xié)議為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)VoIP網(wǎng)絡(luò)，其主要發(fā)展趨勢則是著重支持軟交換網(wǎng)。