城市住宅小区光纤到户的4种接入方案特点分析

城市住宅小区光纤到户的4种接入方案特点分析

——无源光网络（PON）与有源光网络（P2P）接入技术的经济效益对比

我国光纤到户（Fiber To The Home——FTTH）目标市场特点

目前，我国FTTH主要目标市场无疑是大中小城市住宅小区的住户，城市住宅小区一般为花园式住宅小区，其突出特点是：

1、住户密度高，单一花园住宅小区一般有500—3000住户,有些甚至是上万个住户；

2、住宅小区（包括商业大厦）一般配备通信机房，用于安装整个小区通信接入设备和线路交接，这种配置是电信运营商相互竞争和多种电信业务综合接入的需要，机房到用户距离普遍小于1km；

3、主要电信运营商和有线电视运营商普遍都已铺设小芯数（一般为4到12芯）光缆到住宅小区或商业大厦的机房；

4、小区内住户通信和CATV接入线缆资源归属各运营商所有。我国FTTH目标市场另一特点是电信业务提供存在行业壁垒：电信运营商不容许经营CATV业务，而且这一现状在未来相当一段时间无法改变。

我国现行的4种FTTH接入技术方案，包括3种无源光网络（PON）接入技术方案和1种有源光网络（P2P）接入技术方案

第一种理想无源光网络（Passive Optical Network——PON）网络结构与分布，如图1所示。

图1 无源光网络(PON)网络结构与分布

其主要特点是：光线路终端（Optical Line Terminal——OLT）置于电信运营商中心机房，无源光分配器放置（Splitter)尽量靠近用户端的光网络单元（Optical Network Unit——ONU）。

OLT与ONU之间的距离等于电信运营商中心机房到用户的距离，与目前固定电话的接入距离相仿，一般为几公里，Splitter距ONU一般为几十米到几百米。PON的这种结构和布局突出体现了PON的优势：

1、从中心机房至用户的整个网络为无源网络；

2、大量节约中心机房至用户的光缆资源；

3、因为是一点对多点，精简中心机房设备数量与规模，减少中心机房配线数量。

第二种无源光网络（PON）在住宅小区的理想布局，如图2所示。

图2 无源光网络（PON）在住宅小区的理想布局

OLT置于电信运营商中心机房，根据Splitter尽量靠近用户原则，Splitter放置于楼层配线箱。很显然，这一理想布局能突显PON的固有优势，但将不可避免带来以下问题：

1、从中心机房至小区需要高芯数光缆，如3000户小区，按1：16分支比计算，需要近200芯的光缆，而目前一般只有4-12芯，增加铺设光缆非常困难；

2、用户无法自由选择运营商，只能选择单一电信运营商提供的服务，不可避免出现单一运营商垄断业务情形，不利于多运营商的竞争，用户利益无法得到有效保障；

3、无源光分配器置于楼层配线箱将使配线节点非常分散，导致放号、维护和管理非常困难，甚至几乎不可能；

4、无法提高网络设备及其接入端口的利用率，因为在单一PON的覆盖范围内，用户接入率很难做到100%。

第三种无源光网络（PON）在住宅小区的现实布局，如图3所示。

图3 无源光网络（PON）在住宅小区的现实布局

OLT和Splitter均放置在小区机房里。这种现实布局优点是：

1、中心机房至住宅小区只需要低芯数光缆，现有光缆资源就能满足需要；

2、整个住宅小区接入线路均在小区机房配线，容许用户自由选择不同电信运营商，对电信运营商而言网络非常容易放号、维护和管理；

3、由于接入设备和配线架同在小区机房，无疑显著提高设备端口利用率，接入设备可以根据接入用户数增加而逐步扩容。

但这种现实的布局也有其明显的缺点：首先，丢弃PON的网络结构是无源网络的最大优势，中心机房至用户网络还是有源网络；其次，并没有因为PON而节约光缆资源；再者，PON设备成本高、网络结构复杂。

综上所述，国扬通讯认为PON在住宅小区FTTH应用中存在矛盾的两面：

1、按PON的理想网络结构和布局固然可以发挥其原有优势：从中心机房至用户的整个网络为无源网络，大量节约中心机房至用户的光缆资源，精简中心机房设备数量与规模；但同时也带来几乎无法接受的缺点：须要大量增加铺设光缆线路；配线节点分散，放号、维护和管理异常困难；用户无法自由选择运营商，不利于多运营商的竞争，用户利益无法得到有效保障；网络设备及其接入端口利用率低。

2、而如果采用无源光网络（PON）在住宅小区的现实布局，现有光缆资源就能满足需要，小区机房统一配线，非常容易放号、维护和管理，用户可以自由选择运营商，显著提高设备端口利用率，但同时也丢弃了PON是无源网络和节约光缆资源这两大优势，就目前还必须忍受PON设备成本高、网络结构复杂等劣势。

第四种小区有源交换光网络（Active Optical Network——AON）的点对点（P2P）接入技术。

很明显，PON的优势在高密度住宅小区中荡然无存。在目前PON技术不十分成熟，而且设备价格居高不下情况下，我们认为FTTH接入选择AON技术更为科学和可行，因为：

⏹小区普遍设有机房；

⏹AON的P2P技术成熟、成本低，能轻易提供100M或1G的带宽，与现有计算机网络实现无缝链接；

⏹无需增加铺设中心机房至小区的光缆；

⏹网络结构简单、建设和运营维护成本低；

⏹集中在小区机房配线，易于放号、维护和管理；

⏹容许用户自由选择运营商，有利于多运营商的竞争，通过竞争用户利益能得到有效保障；

⏹设备端口利用率非常高，可以根据接入用户数增加而逐步扩容。

图4 小区有源交换（AON）FTTH网络结构

如图4所示，是典型基于AON的FTTH网络结构，从电信运营商中心机房至小区机房沿用目前已有的低芯数光缆，在小区机房放置交换系统，从小区机房至用户端采用点对点（P2P）组网方式，接入设备和配线架统一放置小区机房，整个网络采用技术成熟、成本低廉的以太网协议。AON的点对点FTTH网络是目前在日本和美国普遍采用的FTTH接入技术，在目前全球500万线的FTTH用户中，95%以上采用有源交换的P2P技术。其突出优势有：

⏹高带宽：轻易实现稳定双向100M宽带接入；

⏹可以支持Internet宽带接入、CATV接入和电话接入，在接入网实现三网合一；

⏹支持未来可预见的新业务：可视电话、VOD、数字影院、远程办公、在线展览、电视教育、远程

医疗、数据存储及备份等等；

⏹网络结构简单、技术成熟、接入成本低；

⏹只有小区机房是有源节点，集中机房配线，降低维护成本，提高设备端口利用率；

⏹容许用户自由选择运营商，有利于电信运营商的相互竞争；

⏹有效节约中心机房至小区的光缆资源，无需增加铺设中心机房至小区的光缆。

我们认为FTTH接入选择AON技术更为科学和可行，还因为PON在标准和技术上发展存在不确定性：

⏹标准刚刚出现，多种版本(EPON&GPON)，标准的竞争对未来推广存在不确定性。

⏹相关器件须要3-5年的标准化和成熟过程，在未来3-5年内难与目前以太网P2P器件在成本上

和普及上相竞争。

⏹PON的光电器件造价高昂：高功率、高速突发性收发；目前光电器件远无法满足生产低成本PON

系统要求。

⏹目前国外EPON的设备平均售价一线为1000—1500美元。

重视FTTH技术风险，切忌盲目要求支持全业务接入

很多用户动轧要求FTTH支持全业务，要求同时支持宽带上网、有线电视（CATV）接入和传统固定电话接入，即所为三网合一接入，希望实现FTTH接入技术一步到位。我们认为，能支持宽带上网、有限电视（CATV）接入和普通固定电话接入固然理想，但这实际上存在巨大技术风险。

目前全球500万线的FTTH用户中，97%以上的FTTH接入网络只提供Internet宽带接入业务，因为FTTH 提供传统固定电话成本远远高于现有固定电话技术成本，而且利用光纤传输传统固定电话还存在电话供电问题。虽然AON、EPON和GPON都支持三网合一接入。但EPON和GPON标准刚刚颁布，技术成熟尚需时日，EPON和GPON这两种标准相互竞争对未来推广也存在不确定性，而其一点对多点的无源网络结构并不适合中国高密度住宅小区应用，再者，EPON和GPON相关器件至少须要5年的标准化和成熟过程，在未来