基于FTTH的三网合一实现方案
0、引言
接入网是连接城域网/骨干网和用户驻地网的桥梁，科技的进步和经济的全球化导致社会信息化进程的加快，传统的接入技术已经远远不能满足用户的需要，接入网已经成为网络宽带化的“瓶颈”。随着光纤以及光器件价格的不断降低，在成本上已经充分具备实现宽带光纤接入的可能性。在宽带业务普及率比较高的国家（如日本、韩国、美国等），已经逐步开始大规模发展光纤到户（ftth）。人们逐渐认识到ftth是接入网宽带化一劳永逸的解决方案，实现真正意义上的三网合一。
1、三网合一的概念
所谓三网合一即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。相应地，三类不同的业务、市场和产业也将相互渗透和相互融合，以三大业务
来分割三大市场和行业的界限逐步变得模糊，逐渐形成一个统一的网络系统，并以全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和视频图像在内的所有业务的通信。因此，这种网络体系具有以下几个特征：
1）网络在物理层上是互通的，也就是说，网络之间要互相透明。
2）用户只需一个物理网络连接，就可以享用其他网络的资源或者与其他网络上的用户通信。
3）在应用层上，网络之间业务是相互渗透和交叉的，但又可以相互独立，互不妨碍，并且在各自的网络上可以像以往那样独立发展自己的新业务。
4）网络之间的协议兼容或者可以进行转换。
2、ftth是实现三网合一的最终解决方案
事实上，接入部分两边目前都已跨入吉比特级以上的速率，只有突破接入部分的带宽“瓶颈”，才能使整个网络有效发挥宽带的作用，真正推动宽带业务的发展，给运营商带来经济效益和社会效益。
目前的adsl技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术，随着国际铜缆价格的持续攀升，以铜缆为基础的xdsl的线路成本会越来越高；作为有源设备，电磁干扰难以避免，维护成本也会越来越高；随着全网的光纤化进程继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制将越来越集中在接入段，目前adsl上行1mbit/s和下行8mbit/s的连接速率已无法满足高端用户的长远需求。尽管adsl2和adsl2+技术有望缓解这一压力，但其速率和传输距离的继续大幅度提高是受限的，不能指望有本质性突破。另外，vdsl虽然可以解决adsl的部分问题，提供高达50mhz的带宽，但是其传输距离受到极大的限制。
实时的广播电视占据带宽约500mhz，要用internet去传送或采用点播方式是不现实的。现有的广播电视网经过hfc双向改造后，上行带宽为40mhz，在传送广播电视的基础上兼顾ip业务，可满足部分数据业务的要求。但是在许多用户分享带宽的情况下，每户得到的上行带宽与adsl差不多，难以满足今后大量上行业务的发展。
光纤是迄今为止最好的传输媒介，光纤接入技术与其他接入技术（如铜双绞线、同轴电缆、五类线、无线等）相比，最大优势在于可用带宽大，它能提供的有用带宽高达75000gb/s，光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点，是ftth的发展动力所在。
从2004年开始，iptv业务引起了业界的广泛关注。它不仅有望能够在很大程度上解决宽带的内容问题，更使得潜在的宽带用户群扩展到了tv用户群。以iptv为代表的网络视频业务对于带宽的需求远远超过传统的web浏览、e-mail等业务，因此ftth成为大规模承载iptv业务的理想方式。此外我们还应注意hdtv，目前其传输速率尚需19.2mbps，用h.264技术可压缩到5mbps～6mbps。通常认为对qos有所保证的adsl的最高传输速率是2mbps，仍难以传输hdtv，可以认为hdtv是ftth的主要推动力。
价格不再是ftth发展的主要障碍。光纤从2000年的1.2元/米，已下滑到今天的0.1元/米；155m收发模块，2000年的价格为4000元，如今却不到100元；asic芯片也比初期下降了30%～40%；gpon的成本（包括局端和用户端）也从04年的2500元/线下滑至现在的1500元/线了。
图1 某小区低成本ftth三网合一组网方案
截止到2005年一季度，烽火通信和武汉电信合作，建设了武汉紫菘花园408户ftth商用试点工程；与湖北网通合作，承建了南湖都市桃源的713户ftth商用试点工程；与四川绵阳电信合作，承建了ftto网吧接入等工程。这些工程的开通，标志着我国ftth应用又上了一个新的台阶，为ftth日后的规模应用和推广提供了宝贵的借鉴作用。
3、epon/gpon：实现ftth的最佳技术
ftth涉及的技术很多，包括光器件、光传输系统、光纤光缆、安装、维护监控等方面，其中传输技术和设备是关键，而epon/gpon技术便是公认的实现ftth的最佳技术之一。
无源光网络（pon）技术是一种点到多点的光纤接入技术，如图2所示，它由局侧的olt（光线路终端）、用户侧的onu（光网络单元）以及odn（光分配网络）组成。所谓“无源”，是指odn中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（splitter）等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。pon技术的概念是20世纪90年代初提出的，可分为用于窄带tdm业务接入的窄带pon技术和用于宽带接入的基于atm传送的bpon（apon）、基于ethernet分组传送的epon技术以及兼顾atm/ethernet/tdm综合化的gpon技术。
gpon支持多种速率等级，可支持上下行不对称速率，上行不一定要支持1gbit以上速
率，因此与epon只能支持对称1gbit单一速率相比， gpon的光器件选择余地更大，从而可降低成本。epon只支持class a和b的odn等级，而gpon可支持class a、b和c，因此gpon可支持高达128的分路比和长达20km的传输距离。
单从协议上比较，因为epon标准是以802.3体系结构为基础的，因此与gfon标准相比其协议分层更简单、系统实现更容易，更由于目前以太网芯片的成熟性，其系统成本更低。
目前业内关于epon和gpon孰优孰劣还存在很大争议，但接入网存在技术多样化的鲜明特点，因此如果epon/gpon能达到技术成熟、成本低廉的目标，将来都应该会得到应用，但未来1～2年，epon将会走在gpon的前面，北美和日本的很多运营商都开始采用epon技术装备其 fttp/ftth网络。
图2 pon网络结构与分布
4、结论
ftth规模应用和推广还需尽快完善行业技术标准，设备制造商应联合标准化组织、运营商、器件厂商及设计部门，从系统技术标准、ftth器件技术标准、ftth光缆技术标准、ftth工程配套设备技术标准、ftth工程施工标准和ftth测试标准等六个方面，全面制定ftth行业技术标准和规范，以指导ftth应用。尽管前行的路还充满了挑战，但是三网合一的趋势必然会促进ftth的发展，反过来ftth的发展必然会促进三网合一的尽早实现。
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所谓三网合一即原先独立设计运营的传统电信网、计算机互联网和有线电视网将趋于相互渗透和相互融合。相应地，三类不同的业务、市场和产业也将相互渗透和相互融合，以三大业务
来分割三大市场和行业的界限逐步变得模糊，逐渐形成一个统一的网络系统，并以全数字化的网络设施来支持包括数据、话音和视频图像在内的所有业务的通信。因此，这种网络体系具有以下几个特征：
1）网络在物理层上是互通的，也就是说，网络之间要互相透明。
2）用户只需一个物理网络连接，就可以享用其他网络的资源或者与其他网络上的用户通信。
3）在应用层上，网络之间业务是相互渗透和交叉的，但又可以相互独立，互不妨碍，并且在各自的网络上可以像以往那样独立发展自己的新业务。
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事实上，接入部分两边目前都已跨入吉比特级以上的速率，只有突破接入部分的带宽“瓶颈”，才能使整个网络有效发挥宽带的作用，真正推动宽带业务的发展，给运营商带来经济效益和社会效益。
目前的adsl技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术，随着国际铜缆价格的持续攀升，以铜缆为基础的xdsl的线路成本会越来越高；作为有源设备，电磁干扰难以避免，维护成本也会越来越高；随着全网的光纤化进程继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制将越来越集中在接入段，目前adsl上行1mbit/s和下行8mbit/s的连接速率已无法满足高端用户的长远需求。尽管adsl2和adsl2+技术有望缓解这一压力，但其速率和传输距离的继续大幅度提高是受限的，不能指望有本质性突破。另外，vdsl虽然可以解决adsl的部分问题，提供高达50mhz的带宽，但是其传输距离受到极大的限制。
实时的广播电视占据带宽约500mhz，要用internet去传送或采用点播方式是不现实的。现有的广播电视网经过hfc双向改造后，上行带宽为40mhz，在传送广播电视的基础上兼顾ip业务，可满足部分数据业务的要求。但是在许多用户分享带宽的情况下，每户得到的上行带宽与adsl差不多，难以满足今后大量上行业务的发展。
光纤是迄今为止最好的传输媒介，光纤接入技术与其他接入技术（如铜双绞线、同轴电缆、五类线、无线等）相比，最大优势在于可用带宽大，它能提供的有用带宽高达75000gb/s，光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点，是ftth的发展动力所在。
从2004年开始，iptv业务引起了业界的广泛关注。它不仅有望能够在很大程度上解决宽带的内容问题，更使得潜在的宽带用户群扩展到了tv用户群。以iptv为代表的网络视频业务对于带宽的需求远远超过传统的web浏览、e-mail等业务，因此ftth成为大规模承载iptv业务的理想方式。此外我们还应注意hdtv，目前其传输速率尚需19.2mbps，用h.264技术可压缩到5mbps～6mbps。通常认为对qos有所保证的adsl的最高传输速率是2mbps，仍难以传输hdtv，可以认为hdtv是ftth的主要推动力。
价格不再是ftth发展的主要障碍。光纤从2000年的1.2元/米，已下滑到今天的0.1元/米；155m收发模块，2000年的价格为4000元，如今却不到100元；asic芯片也比初期下降了30%～40%；gpon的成本（包括局端和用户端）也从04年的2500元/线下滑至现在的1500元/线了。
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率，因此与epon只能支持对称1gbit单一速率相比， gpon的光器件选择余地更大，从而可降低成本。epon只支持class a和b的odn等级，而gpon可支持class a、b和c，因此gpon可支持高达128的分路比和长达20km的传输距离。
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目前业内关于epon和gpon孰优孰劣还存在很大争议，但接入网存在技术多样化的鲜明特点，因此如果epon/gpon能达到技术成熟、成本低廉的目标，将来都应该会得到应用，但未来1～2年，epon将会走在gpon的前面，北美和日本的很多运营商都开始采用epon技术装备其 fttp/ftth网络。
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