光传输接入行业概述
(一)行业定义与范围
光接入网是光传输网的重要组成部分,也是实现现代宽带通信的基础。本报告所涉及的接入网包括:大客户专用接入网和公众接入网,其中光接入为主要接入方式(接入网包含FTTx,Cable Modem,DSL及其他接入方式)。大客户专用接入网又根据客户来源分为运营商大客户专网和渠道商大客户专网两部分。
1、大客户接入
大客户专网接入市场以综合接入业务为主,即利用专用的线路及终端为用户提供话音、窄带数据专线、宽带数据专线、Internet、视频、VoIP、VoWLAN、监控业务等各类网络服务,为大型企业客户建立安全、稳定、高速的业务专线通信,在银行、石化、电力、电信运营商、广电运营商、军队、公安、工商、税务、政府等机构中广泛应用。大客户接入的典型应用是组建总部和分支机构互联的大客户专网,主要的解决方案一般采用“传输通道(SDH/MSTP/WDM)+协议转换器/MSAP”的方式。从大客户专网的网络建设趋势来看,未来的大客户专网将会从带宽提速、智能汇聚、网络融合等三个方面发展。
在大客户接入市场,主要以基于自身核心产品提供综合业务解决方案的企业为主,能够针对性的为企业大客户提供具有个性化、体系化、全面化和精细化等特点的综合解决方案,并具有很强的后期服务和快速反应能力。根据客户主体的不同,大客户接入市场又可分为运营商大客户接入市场(客户主要由运营商构成)和渠道商(客户主要由渠道商构成)大客户接入市场。
与运营商大客户接入市场相比,渠道商大客户接入市场付款周期短、技术保密性好、业务拓展成本低,因此,更适合具有核心技术资源但规模资金受限的中小规模综合接入解决方案提供商。
2、公众接入
传统的公众接入市场以xDSL及PON产品为主。中国公众接入市场随着国家宽带战略
的实施、光进铜退的深入,自2008年以来迅速发展。同时随着三网融合进程加快,广电网络双向改造的推进,在原有需求的基础上获得更大推动力。随着“光进铜退”的进一步深入,未来在公众接入领域PON设备产品替代xDSL产品将成为趋势,而广电的宽带接入主要方案则包括:CMTS、EPON+EoC和EPON+LAN。本报告中在公众接入部分主要分析各类PON设备产品,包括EPON、GPON、WDM-PON、C-PON/CHINA-PON。上述不同市场的接入业务不同是由于专网用户需求复杂,对网络性能要求高,定制需求强,加上原有网络设备投资巨大,要在接入网部分直接升级为下一代网络会造成既有网络投资的浪费,需采用既可以保护原有网络投资、利于实现网络平滑升级、且能够满足大客户需求的具有定制特征的综合接入产品,包括:多业务融合器、光以太网交换机、MSAP产品与解决方案,协议转换器,复用器,综合接入模块等;而公众接入市场由于原有投资少,用户需求统一,直接升级为下一代网络的近期可行性高,因此产品以一般宽带接入产品为主,包括OLT和ONU等主要PON设备产品。
3、光通信设备
光通信设备是指以光载波通信为基础的相关光器件、光纤光缆、光传输接入等设备的总称。
光传输设备就是把各种各样的信号转换成光信号在光纤上传输的设备,而光接入是光传输中的一部分,指运用专业的信息技术和通信技术手段,将客户端的数据进行转换处理,接入到电信网络和广电网络,实现客户数据远程传输的技术。目前常用的光传输接入设备有:光端机,光MODEM,光纤收发器,光交换机,PDH,SDH、OLT、ONU等。
(二)行业发展历史与技术演变
光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长短。因此,它具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。
光波按其波长长短,依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光,它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信;按传输媒介的不同,可分为有线光通信和无线光通信(也叫大气光通信)。
1、发展历史
光通信领域又涵盖光纤光缆、光器件和光传输三个细分行业,其中,光传输设备产业近年来一直保持较高增长速度,成为中国发展最快的产业之一。
接入是光传输中的一部分,指运用专业的信息技术和通信技术手段,将客户端的数据进行转换处理,接入到电信网络和广电网络,实现客户数据远程传输的技术。接入网是现代电信网三大组成部分之一。电信网按ETSI与ITU-T所提出的NGN分层结构,包括业务层与传送层,后者就是支撑业务的承载网。承载网从横向划分,又可分为骨干网、城域网和接入网。接入网包括局端到用户终端之间的网络连接,主要完成用户信息接入到城域网的任务。接入网的长度一般为几百米到几公里,因而被形象地称为“最后一公里”。经过几十年的建设,中国的骨干网和城域网已实现了从模拟到数字、从电缆到光缆的飞跃。但是,接入网的发展却相对缓慢,已经成为通信网络带宽提高的建设重点。用户尤其是企业用户对于高带宽的需求强烈,解决“最后一公里”的问题已成为关注的焦点。
图 1城域网与接入网关系示意图
资料来源:赛迪顾问 2012,02
电信网络在中国包括“电信网”和“广播电视网”两张物理网,在经历前期相互独立发展之后,目前已经进入了“三网融合”阶段。所谓的“三网”,是指依照高层网络业务所划分的电信网、计算机网(依托于电信网)及广播电视网,实际的物理网络只有“电信网”和“广播电视网”。
在模拟领域,不同的业务对传输方法有不同的要求,从而形成不同的网络。因此,从某种意义上说,“三网”都是模拟传输的产物。但在数字领域,所有的语音、数据、图片和视频等信息都是以“0”和“1”的数字信号出现。对数字网来说不存在不同网络的问题,多个业务网完全可以共存于一个物理网中。信源的数字化推动了信息的汇聚,进而导致三网融合。“三
网融合”主要是对“广播电视网”的接入网进行改造,以实现双向数字传输。
“三网融合”是技术的趋同性和终端智能化水平的提高所促使的网络高层应用业务融合,即在同一个网络上可以同时开展语音、数据和视频等多种不同业务。“三网融合”的本质是语音、数据、视频各业务的数字流的融合。
2、技术演变
接入网技术是网络融合的重点和难点,是信息高速公路的“最后一公里”。随着我国宽带网络的发展,“光进铜退”方兴未艾,以EPON、GPON和WDM—PON为代表的光接入网技术产业链逐步成熟,技术和产品不断完善。
(1)EPON和GPON
目前PON技术主要有APON、EPON 和GPON等几种,其主要差异在于采用了不同的二层技术。
APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛(FSAN)标准化的PON技术,FSAN在2001年底又将APON更名为BPON,APON的最高速率为622Mbps,二层采用的是ATM封装和传送技术,因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题,未能取得市场上的成功。
GPON技术起源于1995年开始逐渐形成的ATMPON技术标准,GPON (Gigabit- Capable PON) 最早由FSAN组织于2002年9月提出,ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定,2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。GPON是接入网新建以及传统与非传统型载波接入网络改建和扩建的首选方式。
为更好适应IP业务,第一英里以太网联盟(EFMA)在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术,IEEE 802.3ah工作小组对其进行了标准化,EPON是一种新型光纤接入技术,可以支持1.25Gbps对称速率,将来速率还能升级到10Gbps。EPON产品得到了更大程度的商用,由于其将以太网技术与PON技术完美结合,因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。EPON综合了PON技术和以太网技术的优点:低成本;高带宽;扩展性强,灵活快速的服务重组;与现有以太网的兼容性;方便的管理等等。
(2)WDM—PON
WDM PON(Wavelength Division Multiplexing PON,波分复用无源光网络)是采用波分复用作为接入技术的无源光网络,是未来接入网的发展方向。WDM—PON技术难度相对较小,成本相对较低,进一步节约主干光纤和OSP费用,并且可以实现单纤32-40波长,进一步扩展至80波;WDM-PON系统对速率、业务完全透明,各波长相互独立工作;WDM-PON系统具有极高的安全性,同一PON口下所有ONU物理隔离;在系统的维护上,WDM-PON系统可以避免OTDR由于高插入损耗对光纤线路测量等的限制,从而更易进行维护等。正是由于上述WDM-PON所具有的诸多优势,并可以解决不同技术路线PON的融合问题,WDM PON已经成为公认的下一代PON技术的标准。
(3)C-PON(CHINA-PON)
在全业务运营和网络融合的背景下,视频会议、实时游戏、IPTV等高宽带业务需求快速上升,用户对接入网环境下行业务量要求加速增大。为了适应未来光接入网络的发展需
求,充分利用光纤线路,节省管道资源,中国“十一五”863计划及时启动了“低成本的多波长以太网综合接入系统(λ-EMD)”的研究。各个光通信接入设备生产厂商逐渐开始采用
TDM和WDM技术相结合的CPON来升级原有PON的接入技术,同时多所高校光通信研究所和实验室也相继投入国家高技术研究发展计划(863计划)信息技术领域 “三网融合演进技术与系统研究”重大项目中,对无源光网络中基于TDM-WDM融合的超大容量高性能宽带光接入关键技术的研究逐渐拉开帷幕。
基于WDM-PON和WDM-TDM PON技术结合的CPON系统具有可以充分利用光纤资源、对速率和业务完全透明、高安全性、管理维护简易、传输距离长、扩展性能好等特点,可以极大程度上降低主干光纤和其他光分配网络建设和维护费用,扩大用户覆盖范围,增加用户接入数。由此,CPON将成为未来运营商构建具有更大接入容量、更高传输速率、全业务运营的全新光接入网的理想解决方案。
(三) 行业壁垒
1、人才和技术壁垒
光通信属于高科技行业,对研发团队的人员专业素质和行业资历需求较高。在光传输接入行业,只有掌握独立的接入系统解决方案、掌握核心设备的核心技术才能满足客户日益更新的网络应用需求。接入行业需要专业的通信、计算机、信息工程等领域的工程技术人员和具有方案设计能力的研发人才,而专业人才的引进需要付出大量的人力资源成本,人才获得