浅议广电网络光纤到户技术

摘要：光纤到户（Fiber To The Home，FTTH，也称Fiber To The Premises）是一种光纤通讯的传输方法。 是直接把光纤接到用户的家中（用户所需的地方）。

关键词： 光纤到户 FTTH EPON 光纤网络 无源网络

工信部颁布了有关光纤到户的两项国家标准，其中规定，在县级及以上城区，新建住宅应直接用光纤到户方式建设，在新建住宅内的通信设施工程设计中必须满足多家电信业务经营者平等接入、用户可自由选择包括宽带在内的电信业务经营者。这一规定，不但使“三网融合”得到根本解决，也解决了光纤网络的最后一公里的瓶颈问题。

光纤到户 FTTH的优势主要是有5点：

第一，它是无源网络，从局端到用户，中间基本上可以做到无源；

第二，它的带宽是比较宽的，长距离正好符合运营商的大规模运用方式；

第三，因为它是在光纤上承载的业务，所以并没有什么问题；

第四，由于它的带宽比较宽，支持的协议比较灵活；

第五，随着技术的发展，包括点对点、1.25G和FTTH的方式都制定了比较完善的功能.

广电网络拥有着庞大的HFC接入网络，EPON+EOC技术是在现有HFC网络基础上构造的适用于广电网络系统的数字带宽用户接入网络，它在不影响现有CATV正常工作的前提下，以先进的调制解调技术，将以太网信号合成在同轴电缆中与原有的CATV信号一起传输，用于承载基于IP的数据、语音和视频等业务。光纤作为传输高速率、大容量、多业务的最佳媒质，早已在骨干网和城域网及接入网层面光纤得到了普及与应用。光纤具有寿命长、可靠性高、抗干扰性强的优点，光传输具有很强的带宽扩展能力，并且容易实现各种业务平台的融合。

充分利用广电网络HFC资源，通过EPON和EOC技术实现广电网络的双向改造，可以提供数据、视频、语音等多业务的三网融合。通过对EPON+EOC技术方案进行分析，得出EPON+EOC技术是面向广电运营商NGB网络接入层首选技术的结论。

将EPON技术和EOC技术相结合、统一网管、组成整体解决方案，可以为广电三网融合NGB的发展提供接入网络的最佳技术。EPON+EOC可提供数据、视频、语音于一体的三种播放的综合承载，通过一张接入网提供过去多张网络的功能。在当地网层面利用广电网已有的CABLE网络作为传输介质，节约了大量的综合布线成本和运维投资，兼具高性能和低成本。EPON+EOC技术满足广电数字电视的双向改造和国家三网融合的需要，将推动NGB产业在中国的深入发展，是面向广电运营商NGB网络接入层首选技术。 EPON技术由于高带宽、易维护的特点成为当前FTTX的主流承载技术，目前产业链发展完善，是电信运营商接入网络建设的首选技术。但是由于在驻地网层面采用光纤直接到户的成本较高，传统电信运营商基本上采用了FTTB+LAN或FTTB+DSL的方案，这样在尽量节约驻地网投资的前提下，获得了最佳的网络性能。

EPON技术是将以太网与无源光网络相结合的技术，作为光纤接入网的重要解决方案，EPON技术具有ADSL，LAN等无法比拟的特性，也比APON，BPON，GPON等技术更为高效地满足了“Everything over IP”的多业务接入需求。EPON接入网络具有投资成本低、操作和维护简单等优势，为运营商解决“最后一公里”问题提供了一种非常经济有效的宽带接入解决方案。 EPON技术由于高带宽、易维护的特点成为当前FTTX的主流承载技术。

通过EPON系统设备，利用FTTH/FTTB光纤网络覆盖家庭用户、企业用户可以提供最大带宽达到1Gbit/s的传输速率。

EPON系统主要由OLT（Optical Line Terminal，光纤线路终端）和ONU（Optical Network Unit，光纤网络单元）以及分离器（Splitter）构成，OLT提供到IP城域网，IPTV承载网，NGN软交换网上行接口。针对最终用户不同的业务需求，运营商可灵活选择端ONU设备，满足多种应用场景。OLT放置在网络系统的前端，ONU放置于楼层，连接EOC（Ethernet over Cable）局端设备.。如下图所示，无源光网络（PON）普通的拓扑结构主要包含一下四个关键场所和三部分光缆

中心转换点：通常为中心局、由数据转发器或远程终端，它位于城域网环上或通过其它方式链接到“中心“的链路上，它可以服务数千用户为其提供接入服务

干线光缆：起源于中心转换点，连接到本地接入点，链路通常使用带状光缆。

本地集中点：位于住宅区或商业区入口处，服务很多用户，通常为一个包含无源设备的机柜，本地集中点可以被设计最少服务192个客户，在高密度住宅区，最多可以服务576位客户.

FTTH系统中，用户分配单元包括分配光缆、网络接入点、接入光缆、用户端。分配光缆起源于本地集中点，连接到多个网络接入点，网络接入点：位置最接近用户，通常为一个终端或底座式机柜连接分配和接入光缆，典型的应用为服务4-8个客户，接入光缆：源于网络接入点，分别独立的光缆连接到每个用户的光网络接口，接入光缆可以从1芯到12芯，但是典型的应用是住宅用户使用为1到2芯，商业用户为6-12芯.用户端：通常是一个光网络接口器件，还会包含电子设备，并同室内布线相连，或者在此仅作为一个无源网络的划分点，直接连接到室内缆。

在干线光缆和分配光缆之间使用无源分光器创造点到多点的关系，最高可以为1 x 32分配比例。

本地集中分光优势，这种结构的设计目标是使网络在适应性，可量测性，可配置性，灵活性和结构的透明性等方面更有优势

分布式分光结构利用分光器在网络接入点和本地集中点进行分光。在这种结构中，用户仅有的专用光路是由用户端到网络接入点的引入光缆。每个用户的专用引入光缆连接到网络接入点的分光器（通常是1 x 4 或1 x 8分光比率）。一条小芯数的分配光缆将网络接入点的分光器连接到本地集中点的分光器，这种层叠式分光的方法在干线光缆和分配光缆中制造了一个点到多点的体系结构，它可以同时减少干线光缆和分配光缆的投资

EPON结构对无源设备的需求

在EPON结构中，对应其无源连接设备提出了相应的技术要求，这里有几点关键特性需指出：

1. 所定义的全部"无源"网络中，所有的有源设备（放大器，再生器，媒体转换器）都位于网络两端，即局端和用户端，中间的所有链路均为无源设备

2. 它的效率是基于功率共享的概念，这里部分的用户将受到相同的光信号，同时也分享光功率，所以要求光纤能购注入更多的光功率

3. 由于EPON上从局端到用户端的路由各不相同，所以各条路径所造成的传输损耗也互不相同，在各个用户端发送 的光功率相同的情况下，到达局端后的光功率也不相同。必须保证无源设备的接头损耗足够小且性能稳定以保证光功率有较小的动态范围，

4. EPON上行传输采用时分多址（TDMA）方式接入，局端到用户端的距离最短可以是几米，最长可达30千米。由于环境温度等条件对无源器件的影响，传输延时也在不断变化，为保证上行信号在光纤汇合后，插入指定的时隙且彼此不发生碰撞，必须保证无源设备有足够稳定的环境适用性能和抗老化性能。

应根据不同的分配网络选择不同的设备。

参考文献：

《光纤到户安装调试》李巍著

《EPON/GPON技术问答》 中国电信集团公司