运营商评估FTTH网络升级策略87U光波通信
作者：Johnny Hill，APA Cables & Networks87U光波通信
光纤到户（FTTH）的概念早在20年前就已提出。因为看到了光纤成为最终承载媒质的潜力，运营商已经建设了光纤分配网络的基础架构，通常情况下光纤从中心局（CO）一直通往用户所在处，承载住宅和商业DSL业务。87U光波通信
尽管已经拥有光纤网络，运营商仍能感到升级的压力。HDTV和IPTV等多媒体新业务拓展了数字应用领域，再加上已经出现的网络游戏和视频点播（VoD）应用的大量需求，即使带宽不断增长也会被耗尽。经验表明带宽需求每18个月就会翻番，在下一代业务保持持续增长的情况下，这个周期还将缩短。87U光波通信
随着用户新业务的不断开通，他们对带宽的要求愈发高涨，在户外网络中，光纤也逐渐接近用户。现在大多数运营商面临的问题是何时启动FTTH及相应基础设施网络的建设。幸运的是，运营商有许多可选方案，可根据市场竞争、财务状况、物理网络和市场需求选择平滑演进的建设方案。
有源网络与无源网络87U光波通信
无论运营商规模大小，都表示要在其网络中部署FTTH。Verizon已经选定PON方案，AT&T则在新建建筑中使用PON，在建筑密集的地方则逐步从光纤到路边（FTTC）过渡到FTTH。Qwest也正在考察PON FTTH。另外还有很多独立的电信公司、CLEC和市政府已采用PON或有源方案建立了自己的FTTH网络。87U光波通信
直到不久以前，PON还被包装成一种低成本的更具吸引力的FTTH方案，而有源方案的支持者则更看重该方案潜在的性能优势。然而随着研究的逐步深入，以及有源器件价格的持续下降，性价比成为了评估方案的标准。两种方案孰优孰劣的争论更加激烈了。87U光波通信
从理论上讲，有源方案由于吞吐量较大，显然是更好的选择。随着HDTV的快速普及，许多用户很快就会要求10Mbit/s的速率来支持高清电视终端。有源系统100-Mbit/s的带宽（假设远端设备速率足够）能够很容易地支持这些话音和数据业务。87U光波通信
在新建应用的场合，需要在业务覆盖区域铺设与运营商能够服务的家庭数目相同的馈线光纤。即使短期内采用基于分波器的PON架构，长远来看还是需要有源设备支持的。87U光波通信
有源设备升级时只需简单地用更大发送功率的设备替换CO的原设备，或者增加新的设备来支持密集/粗波分复用的新增波长。在用户现场的有源机柜中光纤中的信号可以被放大和再生，然后送入新增的家庭用户，提供他们所需的传送带宽。87U光波通信
考虑到其性能优势能够满足未来需求，加之不断下降的价格，有源光纤方案也许是理想的整体解决方案。然而PON代表了满足大多数用户期望和需求的最佳方案。PON不仅利用了大多数现有光纤，而且由于远端设备不需要供电、加热或冷却，现场的维护成本也大为降低。87U光波通信
需要强调的是，在PON中部署诸如三重业务（视频/话音/数据）over IP等应用时无需分波装置。在此类架构中，有源设备仅位于CO，其它所有通往家庭的设备都是无源的。
PON升级87U光波通信
假设CO的光线路终端（OLT）端口速率为2.4Gbit/s，路边或用户现场的分波比为32，PON能够为每户家庭提供75Mbit/s的带宽。如果分波比为16，带宽则达到了150Mbit/s，大大超过了目前的应用需求。87U光波通信
然而PON目前的最大问题是如何为将来做打算。FTTH委员会（www.ftthcouncil.org）引用的一项研究表明，未来5年内家庭用户的平均带宽将达到100Mbit/s，到2020年则可能达到1Gbit/s或更多。运营商将采取何种策略应对这一预期？87U光波通信
一种选择是混合GPON（HGPON）。HGPON采用2.4Gbit/s PON协议，但是下行数据可以承载在多个波长上，因此共享某一波长的用户数目得以减少。举例而言，OLT可以发送8个独立波长信号，每个波长可以分出4个信号送往4个家庭用户，这样每个用户的下行速率可达625Mbit/s。此外，HGPON的光网络终端（ONT）设备与传统PON相同，因此无需升级用户住宅设备。87U光波通信
目前HGPON成本太高，但随着带宽需求的增加和成本的下降，HGPON在未来还是可以有所作为的。HGPON能够在不增加大量点到点光纤成本的前提下极大地提高容量。尽管CO中的激光器投资很大，但和OSP中相比仍然较少。87U光波通信
然而，因为需求还没有成为现实，多数人还是把HGPON看作一项过渡技术。Verizon在2005年宣称计划向GPON演进，直至WDM-PON——该标准允许每个用户接收一路单独的波长。WDM-PON与比特率和协议无关，能够传送多种类型的业务，例如100Base-T、GE、Fibre Channel、SONET、ATM、ESCON等。87U光波通信
目前WDM是最昂贵的方案，每个用户都要有一个激光器，而且ONT基于阵列波导光栅（AWG），依靠平面光路（PLC）区分多个波长上的信号。AWG电路必须带有制冷装置，这些都使得AWG ONT远贵于使用无源器件的设备。87U光波通信
现在DWDM方案的每户成本为3,000至5,000美元，而传统的PON只需100美元。然而最近的研究表明未来有望采用成本更低且可锁定单个波长的法布里－珀罗激光器。另外，无需制冷的AWG芯片也已问世。87U光波通信
现在还不清楚其他主流运营商是否会跟随Verizon探索WDM-PON的脚步，有言论认为WDM-PON要降至北美用户接受的成本范围还须若干年，然而这个“若干”是10年还是2年？与此同时，韩国电信已经开通了超过50,000户WDM-PON用户。87U光波通信
WDM的成本下降速度可能会快于所有人的预期。而且，尽管WDM-PON比敷设更多的光纤价格还贵，但人们通常更不愿意在自家后院挖沟埋设光缆，或在空中架设光缆。
物理因素87U光波通信
无论运营商采取哪种演进策略——无源还是有源，汇聚还是光纤直接到户，PON还是HGPON还是WDM-PON——网络设备尤其是OSP电缆和机柜的可靠性和灵活性都是需要考虑的问题。加固的器件因此迅速成为Telcordia标准的首选方案，一根没有考虑室外环境极限条件的12美元的跳线足以将一个巨大的网络分裂开来。87U光波通信
OSP器件通常在实验室而非现场测试，然而实际应用时恶劣的环境使得这些器件的正常运转变得比较困难。因此在设备安装、业务开通和系统维护时不得不采取一些折衷和简捷的方案，可能会引发系统长期工作的可靠性问题。87U光波通信
举例来说，室内电缆的设计工作温度范围是-4o到+149oF，没有达到OSP标准：-40o至+185oF。极高和极低的温度和周期性的温度变化都可能导致间歇性的功率损耗，这种情况通常会给排障工作带来很多困难。87U光波通信
设备底座、集线器和ONT等还容易受到一系列环境因素的影响，例如闪电、污染、雨雪、大风和腐蚀性的空气等等。在美国某些地区，夏季机柜里的温度有可能会达到+180oF，另外潮湿、凝结、腐蚀、沙尘等也会损坏连接头和硬件设备。87U光波通信
为了降低操作过程中或外力造成的破坏，符合美国国防部（DoD）军用性能规范的加固光缆系统是最好的选择。DoD的军用性能规范（MIL-PRF）85045严格定义了光纤光缆在各种环境和应用条件下正常工作的标准参数。该规范涉及了低温范围、碾压、大气压力、拉力、可燃性、抗菌性、防浸和衰减等各种影响因素。两端正常地与接头连接的加固光缆能够抵抗多种OSP环境下的挑战。87U光波通信
虽然环境因素是光缆系统正常工作的主要影响因素，但最大的光纤网络故障还是人为因素导致的设备故障，不管是不规范的操作还是错误的光缆路由。即使是经过最好设计的光纤网络设备也有可能因为路由和操作失误而失效，因此设计良好、易于使用的光纤管理系统成为了成功的关键。87U光波通信
管理OSP机柜和集线器的最佳光纤管理系统能够减少操作和安装时间。光纤盒、分光模块和余纤收纳系统须经仔细设计并易于使用，能够支持现有的和未来家庭应用的多种配置模式。
时刻关注行业发展87U光波通信
很明显，运营商在规划其FTTH网络升级时需要考虑很多问题。目前大多数市场都是才开始部署2.4Gbit/s PON，向HGPON和WDM-PON的演进也开始被业界讨论。87U光波通信
在当今这样一个技术日新月异的时代，时刻关注行业发展是成功的关键。只要手中掌握了恰当的信息，每个运营商就能根据自己的专业知识、成本和投资回报目标，以及最重要的，用户对于性能的期望，决定升级策略。
加固的光纤管理系统如分光器模块等可以保护FTTH网络在恶劣的外部环境条件下不至于性能劣化，这使得运营商能够灵活地满足用户不断变化的需求。87U光波通信
