基于GPON的光纤接入网设计 - 图文(10)

2019-08-31 15:04

二、 英文翻译

FTTH的全球发展

光纤到户的定义

在研究全球光纤到户网络之前,关键在于要明确FTTH的定义。一般来说,利用光纤接入网络的形式就是FTTx。x是指光纤端点接入用户端的位置。这个端点是一个光电接口,并且位于称为光网络单元(ONU)或光学网络终端(ONT)的传输设备中。ONU与ONT的不同之处在于,ONU用于通信机房到家庭或者企业之间的光纤,ONT直接用于客户端。因此,对FTTH而言,我们把端点说为ONT。接入网络起始点的位于中央机房里,被称为光线路终端(OLT)。

FTTH的定义就是对光纤端点的定义,除了FTTH也存在FTTB、FTTC、FTTN、FTTO、FTTP和FTTR。 离客户端最近点的是FTTH、FTTB、FTTP、FTTO和FTTR。

向同一客户提供路径时,FTTB和FTTO的定义是相同的。 FTTB和FTTR不同之处在于ONT放置的位置。虽然FTTR很少使用,但是不容忽视。FTTP包含FTTB和FTTH。但是,其线路必须同FTTB和FTTH区分开。很明显,FTTH里的“家”通常表示有着大量接入点的私人客户。因此FTTH技术发展和大规模部署的重点是私人客户。而“大楼”和“家庭”之间的区别就更复杂。例如在一个单个家庭住宅单元(SFU)放置ONT,可以看作FTTB或者FTTH。如果ONT位于某处单独的公寓大楼内,就只能定义为FTTB。应该注意,这些定义是在某些情况下人为规定的,不应该完全依赖这些条款。此外,FTTP是一个对FTTB和FTTH的笼统(总体)定义。

最后,最重要的是FTTC、FTTO和FTTP 的定义都把FTTB和FTTH包容在内。

全球FTTH用户的概述

全球各国对FTTH的部署和利用情况更加不同,其取决于一个国家当地的电信公司、地区差别、该国接入的互联网宽带的历史和个别技术问题。因此造成各个国家、甚至各个电信公司的FTTH情况不同。幸运的是,其对FTTH的标准利用和进展状况是基本相同的。因此确定了三大FTTH市场:亚太、欧洲和北美。

据FTTH委员会统计全球有3200万个FTTH用户,亚洲地区就超过2700万个。图1显示的是世界FTTB / H的家庭拥有量。前四名位置是由韩国、香港、日本和台湾等亚洲国家占领,尽管大多数FTTH架构只在日本。事实上,日本是最多FTTH的国家,其FTTH用户数达

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到750万户,之后是中国。

其次,北美地区和美国分别以拥有330万FTTH用户位于总排名在第三位,居于中国之后。此外,美国也是每年FTTH用户总数经济增长量最大的国家。

欧洲地区的140万FTTH用户普遍位于北欧国家和南斯拉夫。从图表中也可以看出荷兰和意大利的FTTH用户占全球的1.4%,未列出的经济大国,如英国、法国和德国,都有从事FTTH。

图1 全球FTTH用户普及率

韩国和中国

对韩国和中国的介绍,相对于日本而言要简单。这两个国家的FTTB和FTTC的用户数量都很多,但FTTH的用户数量相对于前两者就少。韩国在90年代末对APON进行了评价,并考虑在2001 年左右大规模部署BPON。但是真正大规模部署FTTH,比起在FTTC结构中的ADSL,BPON会失去PON的优势,所以BPON没有大规模部署。今天在韩国的主要架构是EPON系统。WDM-PONs被考虑用于将来的部署,并且这一想法在2005年成功付诸实践。

中国在2001年也开始基于ATM的APON的建设。但是就像韩国APON那样,它的后继者BPON因其复杂性和成本高没有得到大规模的部署。今天, 在中国有许多EPON供应商,也研究点到点的以太网(P2P以太网)和千兆无源光网络(GPON)。EPON是部署在人口密度高的地区,GPON主要部署在企业。当住宅用户有特殊需求,并考虑到这是一个又高带宽需求的商业案例时,P2P成为EPON的首选。

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美国

美国电信运营商和有线电视运营商之间的竞争一直是激烈的。很长一段时间,以电缆为基础的互联网接入比以各种数字用户线路为基础的互联网接入拥有更多的用户。在2006年,xDSL用户的增长量比有线用户的增长量更快。为了提倡高带宽网络接入和三网合一,SBC(现在AT&T)和Verizon等主要电信运营商承诺在各自所在地区大规模部署FTTH接入的网络。Verizon公司于2004年开始大规模部署基于BPON的光纤网络(上行622 Mbps,下行155 Mbps,视频叠加频率符合ITU-T G.983.3)。 SBC在2005年也开始对不提供视频叠加的BPON进行部署(相对的,他们重点在于IP服务,如IP视频)。他们在新建地区采用FTTH,在已开发地区采用FTTN+ VDSL。Verizon公司于2007年开始部署GPON,SBC也计划向GPON方向发展。

在ITU-T G.984.x系列标准中,GPON按照规定有了和以前PON一样的结构。这是BPON的一个直接进步,并普遍使用于以太网。因此它的动态宽带分配和OAM消息与BPON的一样。GPON能够支持所有服务类型。上下行速率能达到155 Mbps /1.2Gbps、622 Mbps /1.2Gbps、155 Mbps/2.4Gbps、622Mbps/2.4Gbps、1.25Gbps/2.5Gbps。 Verizon正在使用下行2.4Gbps和上行1.2Gbps的速率。GPON可达到1:128的光分路比,建议使用 1:64光分路比。但Verizon更倾向在单独家庭FTTP的部署中使用1:32光分路比。这能使GPON在最糟糕的情况下提供下行75 Mbps和上行37.5 Mbps的速率。GPON的一个真正的进步是信息加密部分采用了高级加密标准。

GPON下行帧的固定长度为125μs。下行帧结构中的物理控制块(PCBd)包含了用于信息控制和网络管理 (包括OAM)的信息。后面的净荷包含了可选的ATM段和一个可变的GPON封装(GEM)段。GME段可以携带任何类型的数据,其长度可达1500字节。更大的数据能像在以太网里那样分段处理。GEM能为来自不同的ONT的多业务流提供合理的封装服务。上行帧结构的长度是可变的,由帧头和净荷组成。上行帧头没有下行帧那么复杂,但是它任然能封闭用于控制和管理的信息、传递OAM消息、为OLT中的DBA算法提供动态带宽。其净荷同样由一个GEM段和一个可选的ATM段组成。由于具有高速率,因此脉冲宽度较小,在25.6ns这一保护时间内,能在任何上行方向的ONT数据包中插入。

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