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FTTH离我们还有多远 ●光纤价格已经低于电线
●光收发模块售价接近200元
●HDTV成为重要驱动力
长期来,人们都认为光纤到家庭(FTTH)是最理想的接入网技术,因为FTTH具有极大的带宽。但由于过去光电子器件价格昂贵,因此难以普及。近来,光电子器件有较大的突破,以前价格为千元人民币的光收发模块,现在只要200元,其价格已可与ADSL、CableModem相比。特别是,目前光纤的价格比电线还低。发展FTTH现在已经具备一定条件。
新一轮的高带宽需求正在形成
在发达国家,世界大的电信运营商对FTTH的发展的看法也各不相同。日本对大力发展FTTH持坚决的赞同态度。根据研究机构PIF的统计,日本2003年FTTH的用户有350万。而按照这个预测统计,2005年在日本FTTH将成为主流。美国AT&T则认为,FTTH在30年到50年后才会成为主流。而同样是美国电信运营商的Verizon和Spring却比较乐观,他们要在10年到12年内建成FTTH。现在FTTH正在一些发达国家兴起。
中国正在发展宽带业务,尽管用户数已经超过千万,并且还在增长,然而与全部电信用户数量相比,仍微乎其微。一般认为目前主推的ADSL接入技术可以满足当前的业务需求。但是,若要进一步发展双向业务和带宽更高的业务,如高清晰度数字电视HDTV等,ADSL显然不行,就需要FTTH。HDTV和点播电视应该是FTTH的重要驱动力量。但是,从现在数字电视DTV已经在中国特大城市开播的情况看,DTV用户仍然很少。分析其主要原因,关键是节目内容对老百姓无吸引力,另外还有价格问题。因特网内容提供商ICP是发展宽带业务和FTTH的重要因素。2008北京奥运会要求有HDTV,对于中国,也是FTTH的重要驱动力量。此外,由于竞争的缘故,中国有些大城市开始布局FTTH,其目的是争抢用户,较有远见。
技术方案的选择至关重要
从技术角度考虑,FTTH采用的技术方案与用户的地理分布有关,与电信运营商和电视广播运行商是否合作以及在政策上是否允许有关。这些因素会使FTTH的网络结构有很大的不同,建设费用自然也不同。近来,广播电视实施“网、台分开”的体制改革在某些地方开始实施,这可能使电信运营商不能经营电视业务和电视广播运行商不能经营通信业务的限制政策改变。如果允许在一个网上传送各种业务,网络结构就将更加简单经济。
通常FTTH可采用两类网络结构。一是无源光网PON结构,二是点对点P2P结构。
就无源光网PON结构而言,通常认为采用大分比PON(如1/32、1/64)可能更经济,因为这样可以节省光纤和器件。事实上结果却恰恰相反,大分比PON有不利之处:首先,降低传输距离,PON插入损失15~18dB。其次,PON的光模块速度按分比提高,可能需要采用价格高5~10倍的DFB激光器,反而不经济。再次,用户过多共享下行带宽,在忙时用户的QoS得不到保证,特别是在VoD的情况下(不是近似点播电视N-VoD),用户A的点播节目可能占据用户B的下行带宽(即使在节点扩容也能解决此问题)。采用小分比PON可以克服以上缺点,当然,需要的模块,要比大分比的略多一点。
小分比PON可按以下原则考虑:PON支持的用户数,保证其使用的模块速度不要过高,使用户可采用廉价的FPLD收发模块;PON支持的用户数,保证每用户可单独占用比较高的速率,如100Mbps;要保证能达到FTTP用户的距离;如要保证每用户100Mbps带宽,采用1/12的小分比PON,传输距离可达12km,1/4分比的可达25km。PON也有APON、EPON和GPON等多种。APON用于原来ATM用得比较多的城市比较适合。EPON和GPON各有优劣,都是发展方向。目前GPON还不太成熟。相比之下,EPON比较成熟,比较经济。
点对点P2P结构是原始方法,采用的光模块比PON略多。但是,它的传输距离可以很长(大于20km),在用户距离既远又分散的情况,比较经济。另外,P2P方式各用户独立,改变体制容量比较方便。
日本目前的光纤到家庭的试验网中,以ThAA2-KDDI为例,其试验网共有450个用户。其中96个用户用EPON/每户1光纤,其余为P2P方式。EPON连接中心局用吉比特以太网。光节点单元ONU间隔距离20km。用户下行带宽为100Mbps,用户上行带宽为2Mbps~100Mbps(采用动态带宽:ITU-TG983.4),视频流速率为8Mbps。在该网络进行了业务量的测定。有关调查显示,当时间在20:00~22:00时,视频流瞬间超过500Mbps。
视频压缩的进步也在支持FTTH。目前,已经有机构采用H.264,可以把高清晰度电视HDTV压缩到5Mbps,主观评定仍属满意,但尚未商用。采用MPEG-2压缩的HDTV需要带宽为19.2Mbps,已经有商用的专用芯片。作为总体方案,我们可以设想一个家庭需要有4个HDTV,那么每家庭下行带宽目前安排100Mbp是合理的。在3~5年后,HDTV压缩到5Mbps时,每家庭需要带宽仅20Mbps。于是在FTTH的100米范围内,利用现存的金属传输介质,可能是经济的。在一定场合,甚至于采用无线接入也有可能。
网络建设必须与时俱进
关于FTTH和FTTP的定义,业界也有不少争论。一般说来,家庭是一个社会名称,社会上还有无“传统家庭”的成员,也有许多家庭密集在公寓大楼内,特别是在中国大城市内,这种情况占主要地位。光纤到大楼后,在一定距离内,就可以利用原有的金属介质传输一定带宽。实际上,许多电子消费品的接口仍然是铜缆。有人建议用“光纤到住地”FTTP(FibertothePremise),也有采用另一概念的“介质变换”(MCmediaconvert),即玻璃纤维转变为铜介质,以代替FTTH。实际上FTTP的光纤终端后面100米,可以采用各种技术和介质,如VDSL等,甚至于无线接入,当然也可以继续采用光纤。在光纤已经把带宽信息送到距离用户100米的范围内时,之后采用什么,可根据用户的情况来确定,无争论的必要。采用FTTP或MC这些名称和概念,在业界已经取得共识。
就FTTP建设策略而言,笔者认为运营商可以采取以下策略:在大城市内,现在可以开始建设FTTP的试点;对于新建楼房或小区尽量采用FTTP,使光纤离用户仅100米;对于现有建筑,为了充分利用现存的铜介质,要采用能保证在100米内提供20Mbps~100Mbps带宽的技术(包括:带宽比较宽的ADSL、VDSL和cablemodem等),以保证今后业务发展的需要。也可以考虑无线接入技术;根据业务和市场的发展,与时俱进地对网络扩容升级,保证用户从现在的2Mbps,逐步升级到20Mbps~100Mbps。这样目前可暂时不进行节点扩容,或者少量扩容,以节省投资。
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