光纤通信的发展趋势探讨+本科毕业论文 - 图文

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第7章 光纤到家庭FTTH的发展

7.1 FTTH

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。

现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务有一定优势。与FTTH相比价格便宜利用原有铜线网使工程建设简单，对于目前1Mbps-500kbps影视节目的传输可满足需求。对于不久的将来要发展的宽带业务，如：网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏，远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视，上下行传输不对称的业务，ADSL就难以满足。尤其是HDTV，目前其传输速率需19.2Mbps。通常认为对QoS有所保证的ADSL的最高传输速率是2Mbps，难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时，非FTTH不可。

光纤接入网的正式名称是光纤用户环路（FITL , Fiber inthe loop），各种光纤接入技术都可能用作FTTH 的解决方案。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。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。有源光网络技术和产品有初期的SLIC （SubscriberLine Interface Circuit）和后来的DLC（Digital LoopCarrier）、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。

近来无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议，传输带宽可达54Mbps，复盖范围达100米以上，目前已可商用。采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，形成光纤到家庭+无线接入（FTTH +无线接入）的家庭网络。因PON无上行信号，不需要测距的电子模块，成本大大降低，维护简单。如果，所属PON的用户群体，被无线城域网WiMAX（IEEE802.16）复盖而可利用，那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势， 但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑，与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。

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7.1.1 点到点PTP

从中心局到每个用户都用一根光纤.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. 但这些优点远不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。

7.1.2 EPON（ethernet PON）

以以太网为载体,采用点到多点结构、无源光纤传输方式,下行速率目前可达到10 Gbit/s ，上行以突发的以太网包方式发送数据流；消除ATM和SDH层，降低初始成本和运行成本；大量采用以太网技术成熟的芯片，实现较简单，提供一定的运行维护和管理（OAM）功能及多层安全机制。EPON技术和现有的设备具有很好的兼容性。而且EPON 还可以轻松实现带宽到10 Gbit/s的平滑升级。新发展的服务质量（QoS）技术使以太网对语音、数据和图像业务的支持成为可能。这些技术包括全双工支持、优先级（p802. lp ）和虚拟局域网（VLAN）、VPN、闭合用户群。

7.2.3 GPON （gigabit PON）

GPON支持高速率,高效率支持多种业务,提供丰富的OAM&P功能和良好的扩展性。大多数先进国家运营商的代表,提出一整套“吉比特业务需求”( GSR) 文档,在GSR 文档中要求 ：(1) 支持全方位服务 (2) 物理覆盖至少20 km ,协定内逻辑支持范围60 km(3) 支持同一种协定下的多种速率模式 (4) 针对点对点的服务管理需提供OAM&P(Operation、Administ ration、Provisioning) 的能力。(5) 针对PON 下行流量是以广播传送之特点,提供协定层的安全保护机制。

7.2 FTTH的发展

发达国家对FTTH的看法不完全相同：美国AT&T认为FTTH市场较小，在OFC2003宣称：FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极，要在10-12年内采用FTTH改造网络。但FTTH是信息社会的需求，困扰FTTH 大规模推广的主要问题之一，就是FTTH的费用。从目前的情况来看，FTTH 的建设成本已降到100?/户以下。日本的NTT公司对FTTH使用100Mbit/s以太网接口的用户，所收取的月租费是11000日元,而日本东京电力公司的FTTH用户每月只须交9800日元，这种资费对于日本的家庭来说是相当便宜的了。据调查，我国大部分家庭的承受能力在80~100元之间。因此FTTH的推广开始受到许多国家的政府和许多运营公司的重视，将逐步形成建设的高潮。 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

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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；IPTV产业的兴起给一味萧条的固网运营注入了一针强心剂；借助北京奥运圣火与上海世博会的东风等等，都给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。

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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。美国商务部指出：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论：“21世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业……”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，形成50000亿美元的产值，成为本世纪最大的产业。如此巨大的市场吸引了众多的商家以及政府机构的极大兴趣和关注，必然引来光纤通信技术更大的发展。

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