作者：孙维平郁建生朱燕张艳王雪涛徐梅香等编著
出版社：通信图书编辑部
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
FTTx与PON系统工程设计与实例试读：
前言
本书作者根据多年来网络规划、设计、建设的经验总结，参考了行业内其他单位的技术成果，编写了本书，希望能起到抛砖引玉的作用。
本书由中国电信江苏公司副总经理孙维平策划和主编，由江苏省邮电规划设计院副总经理郁建生负责全书的结构及内容的掌控。负责相关章节编写的同志有孙维平、郁建生、朱燕、张艳、王雪涛、徐梅香等人，参与本书编写和整理工作的还有唐修元、张海彬、王长健、张强、姜玉萍、葛俊彦、朱黎雄、徐震、周媛媛、王贵龙、许世龙、朱关峰、傅春花、虞强、相森、夏阳、宋煜、陈亮等。
在本书的编写过程中，得到了中国电信江苏公司等单位的大力支持和帮助，在此谨向各位专家表示衷心的感谢。
感谢江苏省邮电规划设计院有限责任公司的各位同事，他们是朱晨鸣主任、封双荣副总工、房磊副总工，他们对本书的出版给予了极大的帮助。
由于作者水平有限，编写时间仓促，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请广大读者批评指正。作者2012年12月于南京第1章概述
当前全球通信网络发展总的趋势是以数字化、综合化为基础，向智能化、宽带化、移动化和个人化方向发展。宽带网络通信正在给信息服务和通信产业的发展带来一场全新的革命，而诸多新技术的运用，也使宽带网络走进了千家万户。1.1 宽带互联网通信概述
宽带互联网是指依托综合化、数字化、宽带化、智能化、多样化的光通信网络，向用户提供语音、数据、图像、视频的交互式多媒体信息服务的通信网络。宽带的通信质量和能力已经远远超越了窄带通信系统，主要表现都在数据通信能力和图像通信能力方面。宽带互联网通信技术主要分为互联网宽带接入技术和宽带核心网络技术两部分。1.1.1 宽带互联网的发展
当前，信息通信产业的发展速度在所有产业中领先，巨量投资集中于该领域，新概念和新技术不断涌现，信息通信网络也正处于前所未有的发展当中。
1.1.1.1 数据宽带互联网络的发展
自20世纪90年代起，互联网向全球计算机用户开放，促使数据通信的业务量呈爆炸性的增长，给传统的公用电话交换网（PSTN）带来巨大冲击。从业务角度看，互联网的发展呈现出以下的趋势和特征。（1）数据业务超越语音业务
在电信网络中，数据通信的业务量呈指数级增长，而语音业务量的年增长率呈线性。当前通信网中的数据业务已经超过了语音业务。（2）宽带互联网建设进入新阶段
我国的互联网市场正在迈入新的阶段，电信运营商的核心主干网络宽带化已经达到，用户终端也具备了处理大容量、多媒体服务的能力，下一步将开始部署接入网的宽带化进程。（3）业务种类的多样化和个性化
宽带已经成为一种商品，在解决了互联网宽带接入问题后，基于音频、视频的各种新型宽带增值业务如视频电话、交互式数字电视、远程教育、远程医疗等都将得到大规模的应用和发展。服务类型的进一步细分和服务内容的更加个性化，使不同的业务种类和不同的服务质量按照不同用户的需求来定制和提供。（4）新一代网络技术
随着宽带网络的建设，各种形式的宽带接入技术得到大量的应用和发展，如 FTTB、FTTH、3G、Wi-Fi等已成为电信主流的宽带接入方式。
1.1.1.2 电信宽带互联网络的发展（1）ISDN
各国的电信运营商希望能有一种集语音、视频、数据于一体进行传输和交换的综合业务系统，从而产生了综合业务数字网（ISDN），但因种种原因，ISDN并未大规模应用。（2）ATM
ATM技术是在B-ISDN的研究中提出的，并在20世纪90年代获得了发展。但在20世纪90年代后期，随着快速以太网和吉比特以太网的发展，价格昂贵的ATM网络逐渐退出该领域。（3）ATM/IP平台
在 IP 业务即将成为通信业务的主流之前，传统电信传输网的基础网仍是基于 SDH 和ATM 技术，而不是基于IP技术，所以ATM/IP方案主要用于构成多协议多业务平台。随着ATM网络逐渐退出，ATM/IP也将让位给宽带IP网络。（4）宽带IP网络
对于以IP业务为主的网络，采用吉比特路由交换机直接在光纤上运行吉比特以太网，从而构成宽带IP网络。在某种意义上，宽带IP技术可认为是IP技术和ATM技术结合的产物。
1.1.1.3 通信技术的发展趋势
随着三网融合的不断推进，广电和电信双向进入试点，三网融合将会极大地促进相关制造业务，特别是光通信器件和电子信息产业的发展，同时推动城域和干线网络的带宽升级。另一方面，数据业务的爆炸式增长以及网络上传下载应用的带宽高消费，骨干网络中的带宽需求也快速增长，并且随着 IPTV 业务的发展以及视频终端的普及，未来将不断促使业务承载网的带宽快速发展。
当以10G传输技术为基础的承载网带宽分配使用完毕时，网络平滑升级至40G/100G是最经济的提升网络容量的方法。因此，在40G开始大量应用的情况下，承载网的核心层及骨干层实现100G传输将成为必然。
OTN 和 ASON 技术的引入，实现了业务的灵活调度，它将通过智能软件使用，降低网络管理和维护的复杂性，提高业务配置能力。在整个光网络发展进程中，光器件和核心模块的同步发展和应用将是关键。
采用光缆我国光纤光缆应用规模越来越大，干线（国家干线、省内干线和区内干线）上基本都已。在光纤使用类型上，多模光纤基本已经不再使用，采用的大都是单模光纤。各类单模光纤中，G.652光纤应用最广泛，随着光纤技术的发展，G.657光纤因其耐弯特性，已大规模应用在光纤接入网中。
从通信的发展过程看，数字化、综合化、融合化、智能化和个人化是通信技术发展经历的5个阶段。通信技术、计算机技术、控制技术和数字信号处理等技术的结合是现代通信技术的发展趋势和标志。（1）通信技术数字化
在通信技术的发展过程中，数字化是现代通信技术的基础特性和最突出的发展趋势。相比较于传统的模拟通信而言，数字通信有着不可比拟的优势，数字通信更加通用和灵活，也为实现通信网的计算机管理创造了条件。数字通信具有抗干扰能力强、失真不积累、便于纠错、易于加密、适于集成化、利于传输和交换的综合，以及可兼容数字电话、电报、数字和图像等多种信息的传输等优点。因此，通信技术数字化是实现其他“四化”的基础。（2）通信技术综合化
通信业务的综合化是现代通信的另一个显著特点。现代社会的飞速发展，使得早期的电报、电话业务已远远不能满足人们对通信业务种类的需求。在现代的通信发展中，一种业务若建立一个专用的通信网，会使得投资大、效益低，并造成资源的大量浪费。而在现代通信业务中，传真、电子邮件、交互式可视图文以及数据通信等各种业务都在迅速发展。另外，多个网络并存也不便于统一管理。由于这些问题的存在，无法达到资源的合理利用，为了达到一网多用的目的，我们必须把各种通信业务，包括电话业务和非电话业务等以数字方式统一到一个网络中进行传输、交换和处理。（3）网络互通融合
以电话网络为代表的电信网络和以 Internet 为代表的数据网络的互通与融合进程将加快步伐。在数据业务成为主导的情况下，现有电信网的业务将融合到下一代数据网中。就目前的情况来看，IP数据网与光网络的融合、无线通信与互联网的融合是通信技术的发展趋势和方向。需要注意的是：
① 网络和业务的分离化。技术是革命的，而网络是演进的。网络和业务的分离将提供良好的开放性，促进业务的竞争和发展。
② 网络结构的简洁化。新一代信息网络基础设施功能结构的发展趋势是日益扁平化。简捷化的网络可以减少网络层次，提高网络效能，增强网络的适应能力。
③ 电信网、计算机网和广播电视网的“三网”融合已日益引起人们的广泛关注。（4）通信网络宽带化
网络的宽带化是电信网络发展的基本特征、现实要求和必然趋势。为用户提供高速全方位的信息服务是网络发展的重要目标。近年来，几乎网络的所有层面（如接入层、边缘层、核心交换层）都在开发高速技术。高速路由与交换、高速光传输、宽带接入技术等都取得了重大进展。超高速路由交换、高速互联网关、超高速光传输、高速无线数据通信等新技术已成为新一代信息网络的关键技术。（5）网络业务开放化
在传统电话网中，交换机完成交换接续（呼叫处理）与业务提供（业务处理）的功能，凡提供新的业务都需借助于交换系统，但为了开发一种新业务，需要对大量的交换机软件进行相应的增加或改动，有时甚至要增加或改动硬件，以致消耗许多人力、物力和时间。为了有效解决信息网络在性能、安全、可管理性和可扩展性等方面面临的问题，采用智能的分布性、对象的个体性、开放式结构和标准接口结构的灵活性、人口的综合性和网络资源利用等有效手段，对通信网络的发展具有重要影响。
由于综合业务尤其是宽带业务的发展，使得用户接入成为业界重点关注的领域，接入技术快速发展，对接入概念的理解已从单纯的用户线发展为接入网，在接入技术上出现了采用原电话对称铜线提高使用频率、原电缆电视的同轴线与光纤混合、使用全光纤、无线接入等多种方式。这是一个正在蓬勃发展的领域。
我国通信业“十二五”规划中指出，到“十二五”期末，通过实施“宽带中国”战略，初步建成宽带、融合、安全、泛在的下一代国家信息基础设施，初步实现“城市光纤到楼入户，农村宽带进乡入村，信息服务普惠全民”，新兴信息服务成为推动行业发展的重要力量，通信业在全面提升国家信息化水平和支撑经济社会发展中的战略性、基础性和先导性作用更加突出。这是极富挑战性的伟大事业，在新的形势下，我们需要脚踏实地，大力加强创新工程研究，深入了解通信技术的发展趋势，迎来新的发展高潮。1.1.2 新业务及应用的发展
随着 Internet 的迅猛发展，人们对网络带宽及速率的要求也在逐步提高，这就促使网络由低速向高速、由共享向交换、由窄带向宽带方向迅速发展。主干网为承载各种宽带业务做足了准备，IP overATM、IP over SDH、IP over WDM（DWDM）等技术早已经开始投入使用，波分复用系统的带宽已达400Gbit/s，但是，接入网发展相对滞后，接入网位于通信网络与用户之间，这成为制约通信发展的主要因素。为了给广大用户提供端到端的宽带连接，保证宽带业务的开展，在宽带化、数字化的前提和基础下，接入网成为了网络技术中的一大热点和高利润增长点。
目前为了适应新的形式和需要，出现了多种宽带接入技术，包括铜线接入技术、光纤接入技术、混合光纤同轴（HFC）接入技术等多种有线接入技术以及无线接入技术等。相对于传统的窄带接入方式而言，宽带接入方式显示出了其强大的优势和强劲的生命力。不同需要的用户应该根据自己的实际情况并结合宽带接入方式自身的优缺点做出合理的选择。
网络的接入技术是指网络接入方式的结构，其发生在连接网络与用户的最后阶段，是目前最有希望大幅度提高网络性能的环节。网络用户业务的发展，在本地环路网方面，全球上亿条用户接入线接入，其功能具有很大的局限性，与用户线路另一端的高性能设备形成了鲜明的对比。由于在本地环路铜线上传输的仍然是模拟信号，人们仍然使用狭窄的无线电频道穿越拥挤的无线电频谱。目前如何大规模拓宽网络接入的瓶颈，为全球现有的10.5亿条接入线提供超宽频带，已是当前网络技术发展的焦点。随着电子技术和光电技术的迅速发展，数字电子系统以及信息传输设备性能都在快速稳步增长，一对金属线可以提供支持双向交互的足够容量，但传统的铜线所能提供的带宽对高性能的数据网络和因特网来说的确有些勉为其难，数据用户不仅希望能够接收到语音，更希望能够通过视频会议系统看到对方，所以对传统的接入技术（接入方式、接入布线）提出了高性能的要求，以解决网络接入环节的瓶颈。事实上，除了本地环路的带宽限制外，当前的数据网技术已足以保证提供运动图像和其他高带宽服务，而局部环路的瓶颈是由现在提供的较低比特率造成的。
以太网无源光网络（EPON）是一个点到多点的光接入网，它综合了以太网成本低、兼容性好以及PON技术介质共享的优点，以远远高于现有接入技术的带宽向终端用户提供可靠的数据、语音和视频通信。
随着通信技术的发展，人们对网络带宽的需求日益增长，视频会议、存储仓库、大文件传输业务的发展，以及光纤成本的下降，EPON中心局光线路终端设备（OLT）、终端用户光网络单元（ONU）将使长期被称为“最后一公里”的瓶颈达到吉比特的速率。
接入网以为更分散及对成本敏感的用户提供服务为基础。接入网不像城域网和骨干网络，它是驻留在用户和网络运营商之间的特殊网络，接入网可为不同的用户提供不同的服务，这就要求它能够在同一条具有QoS保证的连接上提供数据、语音及视频服务，并根据需要提供不同的带宽。终端用户可以是独立的家庭、公司、学校和酒店等。为了处理这些业务，发展了多种光接入的体系结构。通常有点到点、点到多点的接入方式，大的客户或大学校园通常安装成点到点的网络。光接入的结构有多种，首选结构为星形拓扑。星形网络特别适合短距离对等连接的网络。在星形网络中，每个节点的信息都是单独地被送往每一个其他节点。为了避免碰撞，每个节点在不同的波长上发送。为了接收信息，其他节点必须调谐到相应的波长。这样的结构需要调谐收发信机，实现成本高。
另一种技术是采用点到多点的PON，PON是无源光网络。它与传统的点到点和星形拓扑的网络相比，可节约大量的光缆。终端用户和中心局间的所有设备（如光切分器和耦合器）都是无源的网络设备，俗称PON。PON的成本效益高，维护费用低，在一个单个光纤上传送下行数据流距离可达 20km。它去除了电子再生中继器、放大器及数据管理体制所有的下行数据流通过无源耦合器分成相等的功率传送到N个用户。在光纤上的、来自不同用户的上行数据流在组合器中被集合，传送20多千米后回到中心局。由于下行数据流的功率被分离，所以下行为数据流传输需要较大功率的激光。
ATM特别适合于TDM时延敏感的数据。由于LAN中主要是以太数据，每个以太分组必须被拆分成许多48Bytes的ATM净荷，在其前面加5Bytes的ATM报头，信宿再将ATM信元合并成以太分组，这样存在着巨大的处理开销。另外，ATM需要许多不必要的O/E/O转换，这是SONET TDM体系结构所必需的。由于技术复杂，ATM 网络的成本很高。
ATM PON（APON）是近10年常用的PON 体系结构之一。APON 采用ATM 虚拟电路交换协议进行传输。APON 对每一种特定的业务，都必须提供一个 ATM 路径。APON 在当大部分的网络业务是IP/Ethernet数据时有很多的限制。假设一个综合环境，每个用户可能有1个电话呼叫、1个视频会议和同时传输10个网站，这种开销是十分巨大的。
EPON 的出现解决了这些问题。随着吉比特以太网和十吉比特以太网城域网的发展，以太接入网络允许IP/Ethernet数据分组在传输过程中不需要经过协议转换，从而减少了开销和时延。EPON 采用世界上最流行的以太网技术，它有着成本低、以太设备的性能好等优点。EPON允许企业用户和网络运营商动态地简化他们的网络，而不需要牺牲业务就可降低成本。目前，十吉比特以太网已经成为宽带IP城域网的首选方案，也已经开始用于WAN。2002年十吉比特以太网的标准完成后，它被广泛用于MAN和WAN。如果接入网也采用以太网，则会形成从局域网、接入网、城域网到广域网全部的以太网结构。以太网是在20世纪80年代发展起来的一种局域网技术，由于具有使用简单方便、价格低、速度高等优点，很快成为局域网的主流。以太网的帧格式与IP是一致的，特别适合于传输IP数据。随着互联网的快速发展，以太网被大量使用。随着吉比特以太网的成熟和十吉比特以太网的出现以及低成本在光纤上直接架构吉比特以太网和十吉比特以太网技术的成熟，以太网开始进入城域网（MAN）和广域网（WAN）领域。最初以太网的带宽为10Mbit/s，是共享媒体型，需要载波侦听碰撞检测，这就限制了其使用效率和传输距离。20世纪90年代发展了交换型以太网，解决了上述问题，并先后推出了快速以太网（FE）和吉比特以太网。采用与 IP 一致的统一的以太网帧结构，各网之间无缝连接，中间不需要任何格式转换，这种结构既可以提供端到端的连接，根据与用户签订的服务协议，保证QoS，还可以提高运行效率、方便管理、降低成本。
2001年年初，IEEE 成立了 802.3 EFM 工作组（EFM 的意思是“以太网英里”，即以太网接入网），制定以太网接入网标准。随着标准的制定完成，已经有一批以太网接入网设备出现。近几年以太网接入网得到了快速发展和广泛重视。1.2 接入技术的进步
随着视频点播、视频电话、大型网络游戏等各种数据业务飞速增长，用户对业务需求的多样式以及通信市场的日益开放，接入网的建设正在进入一个IP化、综合化、宽带化的转型期，整个电信网的发展进入了一个新的发展模式。1.2.1 接入网的定义
接入网（AN，Access Network）是电信网的重要组成部分，位于电信网的最底层，是电信网向用户提供业务服务的窗口。接入网有3种主要接口，即用户网络接口（UNI）、业务节点接口（SNI）和维护管理接口（Q3）。接入网实际上由SNI和UNI之间的一系列传送实体（如线路设施和传输设施）组成，为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统。
接入网所覆盖的范围也由 3 个接口定界。网络侧经SNI与业务节点（SN）相连；用户侧经UNI与用户相连；管理方面，则经Q3接口与电信管理网（TMN）相连。图1-1所示为接入网的示意图。图1-1 接入网示意图1.2.2 接入技术的分类
接入技术可以分为有线接入和无线接入两大类。有线接入包括双绞线接入、同轴电缆接入、光纤接入、混合接入。无线接入可分为固定接入和移动接入。固定接入包括通过微波和卫星系统接入；移动接入又分为高速移动接入（如蜂窝系统和移动卫星系统）和慢速移动接入（如无绳接入）。
目前接入网在有线接入方面已经有相当数量的光纤接入，但是仍然有大量的铜双绞线接入，有线电视则通过同轴电缆接入，目前有线接入正处于从铜双绞线接入向光纤接入过渡阶段。铜双绞线提供宽带业务的新接入技术主要有高速数字用户线（HDSL）和不对称数字用户线（ADSL）两种。光纤接入主要有FTTB（光纤到大楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTH（光纤到户）等，它们都采用PON技术。混合接入主要有光纤与铜线的混合和光纤与同轴电缆的混合（HFC），无线接入系统方面，主要有用于无线固定接入的无线本地网环路（WLL）系统、本地多址分配业务（LMDS）的宽带无线接入。1.2.3 主要宽带接入技术的演进
接入技术的众多选择性使得其发展显得扑朔迷离，把握宽带接入技术发展的最新趋势对于我国的接入网建设至关重要，下面介绍和讨论几种近年来发展势头较好的接入技术。
1.2.3.1 传统铜线接入技术
传统铜线接入技术是指借助电话线路，通过调制解调器拨号实现用户接入的方式，速率可达56kbit/s，但这种速率还远远不能满足用户对宽带业务的需求。尽管铜线的传输带宽有限，但由于电话网非常普及，电话线占据着全世界用户线的90%以上，如何充分利用电话网的宝贵资源，采用各种先进的调制技术和编码技术，提高铜线的传输速率，是中、近期接入网宽带化的重要任务。目前，以电话线为传输介质的宽带接入技术主要有xDSL等。
DSL（Digtal Subscriber Line，数字用户线）技术是20 世纪80年后期的产物，采用的技术是时间压缩复接（TCM）和回波消除。但是，当传输速率增加到 T1（1.544Mbit/s）或 E1 （2.048Mbit/s）时，串扰和符号间干扰增加。为了改善通信质量，在 DSL 技术的基础上，提出高速数字用户线（HDSL）技术，采用的调制技术是基带 2B1Q、QAM/CAP 和 DMT（离散多音频），使普通电话线传送数字信号的速率从2B+D（144kbit/s）提高到T1/E1。
ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线）是一种通过现有普通电话线为家庭、办公室提供宽带数据传输服务的技术，主要业务是因特网和电话。在ADSL基础上，一种轻便型的无分路器的ADSL 标准G.992.2迅速问世，称为UDSL（ADSL Lite），其主要业务为因特网接入、Web浏览、IP电话、远程教育、可视电话等。
2002年7月，ITU-T公布了ADSL的两个新标准（G.992.3和G.992.4），也就是所谓的ADSL2。到2003年3月，在第一代ADSL标准的基础上，ITU-T又制订了G.992.5，也就是ADSL2 Plus，又称ADSL2+。ADSL2 在速率、覆盖范围上拥有比第一代ADSL 更优的性能。而ADSL2+除了具备ADSL2的技术特点外，还有一个重要的特点是扩展了ADSL2的下行频段，从而提高了短距离内线路上的下行速率。
VDSL（甚高速数字用户线）技术是目前传输带宽最高的一种 xDSL 接入技术，也是继ADSL之后的另一个热点技术，能在普通的短距离（0.3～1.5km）双绞线上提供高达55Mbit/s的传输速率，速率大大高于ADSL 和Cable Modem。
1.2.3.2 以太网技术
以太网是采用载波监听多路访问/冲突检测的共享访问方案。从本质上讲，以太网技术是一种用于局域网（LAN）组网的技术。IEEE 802.3以太网标准在1989年成为国际标准，20多年来标准不断发展，产生了多种技术标准。目前，广泛用于运营商组网的为100Base-TX标准，能在100m的距离内提供100Mbit/s的带宽。由于以太网是一种局域网技术，在用于宽带接入上，存在着OAM较差的问题，目前主要通过与PON技术结合来开展业务。
1.2.3.3 电缆调制解调技术
混合光纤同轴（HFC）网是从传统的有线电视网发展而来的，在宽带接入技术中是最先成熟的，其巨大的带宽和相对经济性很具吸引力。从技术角度来看，近几年来 CATV 已从最初的单一的同轴电缆演变为光纤与同轴电缆混合使用，单模光纤和高频同轴电缆已逐渐成为主要传输媒介。目前 HFC主要的业务为电视+数据，特别是 IP业务，少数为电视+电话。目前，HFC网存在的主要问题有：HFC采用的是频分多路复用技术，而主干网络和交换机都是采用数字技术，中间需要调制转换，从而增加了同步、网管和信令的技术难度；HFC 同轴电缆部分采用树状结构，安全保密性不好，容易产生噪声积累，使上行信道干扰加大；HFC系统可用于双向数据通信的带宽相当有限，不利于发展交互式宽带业务，而且随着用户传输容量增加，系统指标下降；改为双向网络后，上下行频率干扰问题不容忽视，滤波技术难度加大。
1.2.3.4 光纤接入技术
光纤由于其具有大容量、保密性好、不怕干扰和雷击、重量轻等诸多优点，正在得到迅速发展和应用。光纤接入技术是指在接入网中全部或部分采用光纤传输介质，构成光纤用户环路，实现用户高性能宽带接入的一种方案。根据 ONU 设置的位置不同，光纤接入网可分为光纤到户（FTTH）、光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到办公楼（FTTO）、光纤到楼层（FTTF）、光纤到小区（FTTZ）等几种类型，其中FTTB、FTTH（O）已经是宽带接入网发展的主流形式。
宽带光纤接入的主流技术是无源光网络（PON）技术，目前主流的PON技术有基于以太网的EPON技术和基于成帧规程（GFP）的GPON技术。PON技术能够大量节省主干光纤和局端设备光接口，高密度用户区域成本低，标准化程度高，业务透明性较好，用户带宽配置调整灵活，综合优势明显，是宽带光接入及FTTH方式的主要技术选择。PON技术的发展经历了APON/BPON、EPON、GPON、10G EPON和WDM PON的过程。（1）EPON技术
EPON 技术于 2003年由 IEEE 完成标准化工作，它以吉比特以太网技术为基础，通过MAC 层之上的点到多点控制协议（MPCP）来实现 PON 的点到多点传输方式，协议实现简单，但OAM能力稍弱。目前技术已基本成熟，商用芯片和设备均较多，产品成熟度较好，成本不断下降，已基本解决接入IP业务时不同厂商OLT和ONU之间的互通问题，能够满足近期宽带业务发展的要求。（2）GPON技术
GPON技术由ITU在APON技术的基础上发展而来，沿用了APON的标准协议框架，增加了GEM这一新的TC层帧封装方式，对QoS和OAM有严格规定，承载TDM业务的能力较强，协议相对复杂。GPON传输速率高，分路比大，组网成本低，能够提供高定时精度的TDM业务。近期实验的结果表明：GPON技术近期发展较快，各厂家GPON产品可以满足FTTB、FTTH、FTTO等应用场景，支持Internet接入、语音、IPTV、视频监控、E1等多种业务的承载，各业务短期测试期间运行稳定，业务质量良好，能基本满足运营商业务开展的需要。各厂家 GPON 产品具备端口、板卡和设备级保护倒换及故障恢复功能，具备 ONU远程维护管理功能，能基本满足运营商维护管理的需求。（3）10G PON技术
10G PON的研究最早始于2006年3月6日IEEE 802.3 召开的标准全会，经过3年多的工作，IEEE 802.3av（10G PON）标准于2009年10月30日正式批准发布。
10G PON是PON的下一代技术，10G PON具有高带宽、大分光比、长距离的特点，满足“三网融合”后以视频业务为主的高带宽发展需求，满足FTTH、FTTB、FTTO、FTTN各种高带宽需求的应用场景。针对今后发展方向的FTTH 应用，10G PON 的高带宽可以满足每用户100Mbit/s或以上的需求；10G PON支持大分光比，可以更好地满足FTTH 的发展需求，同时10G PON支持远距离传输，在1∶256 分光比下支持传输5km，可以更好地满足国内城市、城郊、农村场景FTTH建设需求。（4）WDM PON技术
WDM PON是一种采用波分复用技术的、点对点的无源光网络，在同一根光纤中，双向采用的波长数目大于3个，利用波分复用技术实现上行接入，以较低的成本提供较大的工作带宽，是光纤接入未来重要的发展方向。
WDM PON具有更长的传输距离、更高的传输效率、更高的带宽，更具有安全性，而且对业务、速率完成透明，成本也更低，更容易维护。
1.2.3.5 无线接入技术
无线接入技术是指在终端用户和交换局端间的接入网部分全部或部分采用无线传输方式，为用户提供固定或移动接入服务的技术。作为有线接入网的有效补充，无线接入网具有很多优点，如系统容量大、语音质量与有线相当、覆盖范围广、系统规划简单、扩容方便、可加密码或用CDMA增强保密性等，可解决边远难于架线地区的信息传输问题，是当前发展快速的接入网之一。目前，无线接入技术已经广泛地应用在农村、城镇，在水利电力、工矿等专网中也得到了一定程度上的应用。
无线接入的方式有很多，如微波传输技术、卫星通信技术、蜂窝移动通信技术（包括FDMA、TDMA、CDMA和S-CDMA）、CTZ、DECT、PHS集群通信技术、无线局域网（WLAN）、无线异步转移模式（WATM）等。与有线宽带接入方式相比，虽然无线接入技术在应用上还面临着诸如开发新频段、完善调制和多址技术、防止信元丢失、时延等方面的问题，但是它却以其特有的无需敷设线路、建设速度快、初期投资小、受环境制约不大、安装灵活、维护方便等优点成为接入网领域的新生力量。1.3 国内宽带市场的需求分析
我国宽带市场从21世纪初开始持续快速增长，2003年用户就超千万，截止到2011年6月底，我国宽带接入用户累计达到1.41817亿，比上年度年末净增1548万，增幅达12.25%。
随着社会经济的发展，居民消费水平提高、消费方式转变，宽带已成为用户生活的必需品，我国居民对宽带的需求也在逐渐增强。据中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的《第28次中国互联网络发展状况》显示，截至2011年6月底，中国网民（CNNIC对网民的定义：过去半年使用过互联网的6周岁及以上中国公民；宽带网民指过去半年使用过宽带接入互联网的网民）规模已经达到4.85亿，较2010年年底增加了2770万人，增幅达6.1%；2011年上半年，中国微博用户数量从6311万快速增长到了1.95亿，半年增幅高达208.9%，在网民中的使用率从13.8%提升至40.2%；团购用户数增至4220万，半年增长率达到125%，宽带无疑是促进互联网应用发展的最重要因素。1.3.1 全业务运营
全业务分为狭义和广义两种。狭义的全业务是指个人移动业务、固话业务、宽带业务以及包括基于这3种基本业务的各类增值和信息化业务。广义的全业务则融合了通信、综合信息解决方案以及多媒体信息服务，既能提供多样化的通信服务，又包含了多媒体等丰富的信息服务。全业务不仅仅是各种电信业务的简单相加，更是多种通信网络、通信业务和多种产业的有机融合。
全业务运营环境下，用户群一般可以分为3类：个人用户、家庭客户和企业用户，每一类用户的需求特征不同。
1.3.1.1 个人用户
个人用户既是传统移动运营商的战略市场，也是全业务运营商的战略市场。分析个人用户需求应以业务和应用为基础，打造个人用户的信息、媒体和互联网中心，以提升用户的业务体验。（1）个人信息中心
技术的多样化和终端的日益丰富都使得个人用户获取信息的渠道增多，但用户往往会因为无尽的选择而烦恼。为个人用户建立个人信息中心后，对不同的终端统一身份认证，以用户为核心，实现用户数据的融合，强调用户感知，提供丰富的融合业务。（2）个人媒体中心
手机等终端正在整合包括报纸、广播、电视、网络等在内的单一媒体，逐渐形成了一个覆盖面很宽的媒体平台，手机也成为继网络之后的第五媒体。通过手机，个人用户享受运营商提供的手机报、IM、移动音乐等业务，逐渐拥有个人丰富、及时、高效的媒体中心。（3）个人互联网中心
3G、WiMAX、Wi-Fi等无线宽带技术及移动互联网的发展，为打造个人互联网中心创造了条件。庞大的的手机用户群、个性化的终端、丰富的业务，使移动互联网具有了强大的生命力，每一个个人用户都将拥有一个无所不能的个人互联网中心。
1.3.1.2 家庭客户
在向全业务运营迈进的过程中，家庭客户已经成为电信业务发展的基本客户单元。发展家庭网关，打造一个融合的家庭网络，是实现家庭信息化的关键，家庭客户有如下几种类型的业务服务需求。（1）家庭综合化的信息服务
家庭信息化发展的灵魂是让信息化全面服务于家庭的衣食住行等不同层次的需求。综合固定电话、手机、计算机、电视以及其他各种新型终端，家庭客户可以享受家居生活服务、电视商务、远程医疗、健康指导、远程教育等有价值的应用和信息服务。（2）家庭娱乐服务
家庭娱乐服务是解决基础通信需求后最具潜力的市场之一。以融合的家庭网络为基础，将各种多媒体终端进行联网、整合，为家庭成员带来各种新奇的娱乐体验，诸如视频点播、视频/音乐下载、网络游戏等。利用信息化的手段为家庭提供丰富的娱乐服务是综合信息服务发展的方向。（3）家居安防和智能家居控制等服务
融合的家庭网络建好以后，家居安防以及智能家居控制方面的需求将会得以实现。例如，对于有老人或者儿童的家庭，基于定位的监控、联动报警服务会受到青睐。家庭信息化的启动取决于一个良好产业链的打造，家庭信息化将带来一个更加繁荣、更加广泛的运营和合作。
1.3.1.3 企业用户
对于企业用户，需要立足于企业IT和信息化，并与企业的电信业务相结合，提供端到端的解决方案。总体来说，企业用户千差万别的需求可以通过两种服务（ICT 服务、融合通信服务）来满足。（1）ICT服务
企业用户一般都拥有局域网，而局域网正是信息技术和网络技术融合最早的区域。企业ICT 服务有如下特点：首先，ICT 服务体现了电信业务和企业应用相捆绑的特点，ICT 服务可同时提供电信业务、互联网业务和企业应用服务，并力图使三者无缝协同；其次，ICT 服务体现了从骨干网络向局域网络延伸的特点，企业用户可以享受从网络的基础建设到网络应用建设的全方面服务。（2）融合通信服务
融合通信能够充分发挥电信网和互联网融合的优势，提升企业的通信效率，并降低通信成本。融合通信通过多样化的终端，将语音、视频、数据、传真、E-mail、短消息等所有信息类型合为一体，为企业提供更好的、低成本的通信服务。目前，融合通信已经成为企业的真实需求。1.3.2 三网融合“三网融合”是指电信网、有线电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容，并逐步整合成为统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、容易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。
目前，通信网络承载的主要业务包括语音（包括固定电话、移动电话等）、数据（包括Internet上网业务、虚拟专用网业务等）、视频（包括CATV模拟视频业务、IPTV、视频监控等）等3大类。现有接入网络大都只承载其中一种类型的业务，虽然实现相对简单，但无法满足用户对快速、经济的多种业务综合接入的需要。三网融合后，运营商为用户提供的是融合的多种业务，多种业务均通过同一接入网来承载，所以接入网必须支持多业务承载、多业务分类能力。而多种业务要求不同的 QoS 保障，尤其是视频类业务和语音类业务对 QoS 的要求更高。由于视频业务的实时性，通常无法支持分组丢失的重传，因此分组丢失可能会导致画面冻结、马赛克等问题；实时性对时延抖动也比较敏感，因此，接入网应支持视频业务的带宽保证和优先级调度机制，并提供低分组丢失率、低时延、快速切换的传输，确保用户体验。在三网融合的大背景下，业务的发展呈现出了更高带宽、以视频业务为主、用户对用户体验的要求越来越高、对等应用（P2P）业务占比越来越高等主要特点。
三网融合后形成的产业实质上就是宽带产业，这是一个潜力巨大、规模庞大的新型产业。宽带产业自身的产业规模，一方面来自宽带网络的建设，包括海量终端设备的制造、网络设备的制造和网络建设；另一方面来自大量新兴的互联网业务不断涌现带来的巨大市场消费增量，包括随着网络技术升级而产生的通信、传媒和其他应用业务的调整和更新。
三网融合对宽带接入网提出了更高的网络带宽和用户线路带宽要求，一套高清电视需要8～10Mbit/s，一套标清电视需要2～4Mbit/s。随着网络视频的发展，高速上网带宽将越来越大，向10Mbit/s甚至更高发展。一个家庭可能会同时接收多套电视节目，综合考虑各类业务，用户带宽最低需 4Mbit/s。随着高清电视节目的增加，8～12Mbit/s 带宽将是主流，部分高速率用户带宽需求将超过 20Mbit/s。远期随着 3D 电视、高清互联网视频的丰富，用户带宽需求将达到50Mbit/s。
2010年1月，国务院常务会议决定推进三网融合，推动广电、电信业务双向进入，标志着三网融合作为一项国家战略正式启动，并从2013年起全面实现三网融合的发展。宽带接入是三网融合的基础，无论是电信运营企业还是广电网络企业都将加大宽带的发展力度，以应对三网融合后新的竞争局面，实现企业的可持续增长。1.3.3 移动互联网
移动互联网的业务和应用是指在移动环境下的网页浏览、文件下载、位置服务、在线游戏、视频浏览和下载等业务。移动互联网业务的特点不仅体现在移动性上，让用户可以“随时、随地、随心”地享受互联网业务带来的便捷，还表现为更加丰富的业务种类、个性化的服务和更高服务质量的保证。
随着宽带无线移动通信技术的进一步发展和Web应用技术的不断创新，移动互联网业务的发展和应用将成为继宽带技术后互联网发展的又一个推动力，为互联网的发展提供一个新的平台，不但使得互联网更加普及，而且还以移动应用固有的随身性、可鉴权、可身份识别等独特优势，为传统的互联网类业务提供了新的发展空间和可持续发展的新商业模式；同时，移动互联网业务的发展为移动网带来了无尽的应用空间，促进了移动网络宽带化的深入发展。从最初简单的文本浏览、图铃下载等业务形式发展到当前的与互联网业务深度融合的业务形式，移动互联网业务正在成长为移动运营商业务发展的战略重点。
移动互联网可以使用户享受随时随地的资讯、沟通、娱乐、电子商务等服务，移动互联网的发展要求宽带接入网具有更为广泛的覆盖和更为丰富多样的应用。1.3.4 云计算
云计算（cloud computing），是一种基于互联网的计算方式，通过这种计算方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。云实际上就是网络、互联网的一种比喻说法，它的核心思想，是对大量用网络连接的计算资源进行统一管理和调度，构成一个计算资源池，向用户提供按需服务。提供资源的网络被称为“云”。
近年来，云计算快速升温，已经成为当前最热门的议题。云计算已经逐步进入我们的生活，比如视频通信、在线存储这些原本不温不火的增值业务类型，在云计算的催化下，也逐渐受到业界热捧，而国内三大电信运营商也均在大力推动云计算产业的发展。
中国电信已经进军云计算领域，2011年启动的“宽带中国·光网城市”工程，让中国电信能够依托覆盖全国的大容量的高速互联网、传输网和光纤宽带网络，从而实现云数据中心之间的高速互联和用户的高速便捷接入，让云计算与宽带相融合。目前，中国电信还计划或将推出领航云平台—向合作伙伴开放统一通信、定位、视频监控、M2M（机器间通信）、手机支付、认证等网络通信及应用能力，提供一流的开发环境和应用交付平台。
中国移动已经推出了云计算平台“大云”（Big Cloud）系统，打造全方位的“云服务”，并在经分系统、网管系统、无线城市等多个领域进行了实践。大云系统推出的服务主要有：在线存储（包括音乐、视频和图片等），用户行为分析和广告关联分析，搜索系统的日志存储和分析，网页搜索的内容的抓取、分析、索引和存储等。与此同时，中国移动通过大云平台，已经启动了下一代IDC建设，通过新技术提供更加优质的服务。
中国联通基于“云计算”服务理念推出了DIOS分布式智能开放系统和第三代互联网络基础架构，以分布式存储、分布式计算资源、分布式数据库和文件系统为基础，通过云网络来整合统一资源，形成按需弹性扩展的能力，并提供服务。
云计算的出现将极大地促进整个社会的信息化发展，同时也会产生更多的信息化服务需求；运营商可在原有资源基础上，将计算、存储等IT基础设施转化为云计算增值服务，形成新的业务增长点；而云计算业务对宽带接入网络全覆盖、随时随地接入能力、网络接入质量、网络安全等指标的要求，都要比传统互联网业务高出许多，而这些新需求也将为运营商带来新的市场空间。1.3.5 物联网
物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。其核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络，用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间来进行信息的交互。
物联网已经成为推动国家经济发展和产业进步的战略性新兴产业之一，物联网应用将带来海量信息数据处理，更宽、更快、更优的能够承载更多业务的下一代宽带网络将为物联网发展提供更有力的支撑。1.4 国内宽带市场的发展展望1.4.1 宽带运营商竞争更加白热化
在我国电信业重组完成后，三大运营商均获得全业务牌照，中国电信在宽带市场仍然一枝独秀，中国联通利用原中国网通已有客户及网络资源大力发展宽带接入，中国移动也借助中国铁通资源进军宽带市场，三网融合也使得中国广电意欲在宽带市场分得一杯羹。
中国电信和中国联通作为中国的基础运营商，始终占据着中国互联网宽带接入市场较大的份额，主要有以下几个原因：首先，基础运营商拥有大部分互联网宽带线路和带宽资源，从而掌控了互联网宽带接入市场的大部分市场份额；其次，基础运营商起步早、规模大、资金充裕，资本运作态势总体来说良好，从而在先发优势基础上掌控了大部分的用户资源。
中国电信：中国电信优势集中的南方区域宽带和固网业务上，虽然其移动业务在技术上有一定先机，但是由于起点过低，移动用户占有率较低，在移动互联网竞争中并无优势。
中国联通：中国联通在北方市场的宽带和固网业务中占据绝对主导地位等同于中国电信在南方的地位，也有着中国电信在南方宽带市场的优势，在移动业务上虽然有覆盖全国的移动网，但是移动用户数仍然不能撼动中国移动领头羊的地位。综合来看，中国联通固网与移动网发展相比其他两家运营商更加均衡。
中国移动：中国移动一直借助铁通的资源进军家庭宽带市场，但是铁通的劣势很明显——用户数低，宽带接入网络不发达，仅仅通过较低的资费套餐来吸引用户。但是，中国移动在移动业务上的优势却和其劣势一样的鲜明，中国移动又有超过6亿的用户和70%的市场份额，从基础通信到增值应用均存在较强的产业链整合优势和业务创新、业务提供优势。借助其在移动市场的巨大市场份额，中国移动的移动互联网建设在几家运营商中占据着绝对优势。
中国广电：广电主要的优势是利用覆盖千家万户的有线电视网络来发展宽带，资费低，但是劣势却是所有宽带运营商中最大的。由于历史原因，广电资产不属于广电总局而是属于地方资产，广电内部诸侯割据，各自为政，整合艰难；而且广电的资金也不宽裕，盈利能力水平一般，投入在宽带业务上的资金能力不足；在网络质量和覆盖范围方面，与电信运营商相比，广电缺乏全程全网的业务能力。总的来说，广电拥有驻地网的接入优势，但是接入优势转化成为业务优势难度很大。1.4.2 投入持续加大，客户持续增长
2010年4月，工业和信息化部、国家发展和改革委员会等7部门联合发布了《关于推进光纤宽带网络建设的意见》，建设意见中要求“电信企业要按照国家有关规定和技术规范开展光纤宽带网络建设，积极采用多种模式，以需求为导向，以光纤尽量靠近用户为原则，加快光纤宽带接入网络部署”，要求“电信运营商加速推进光纤宽带建设，加速城市光纤到户、农村光纤到村”，并提出2011年光纤宽带端口超过8000万，城市用户接入能力平均达到8Mbit/s，农村用户的宽带接入能力平均达到2Mbit/s，商业楼宇用户基本实现100Mbit/s以上的接入能力。要求3年内光纤宽带网络建设投资超过1500亿元，新增宽带用户超过5000万。
我国通信业“十二五”规划提出了定量发展目标，其中与宽带接入有关的目标如下。
网络能力：城市新建住宅光纤入户率达到60%以上，城市和农村互联网接入带宽能力基本达到20Mbit/s和4Mbit/s以上，部分发达城市接入带宽能力达到100Mbit/s。单位用户平均接入带宽超过100Mbit/s。互联网骨干网总带宽超过300Tbit/s。
网络规模：互联网宽带接入端口达到3.7亿个，光纤入户网络覆盖2亿个家庭。3G基站超过120万个。公共运营热点规模超过80万个，AP规模超过400万个。
服务水平：电话用户总数超过14亿户，电话普及率超过100部/百人，其中移动电话用户超过12亿户。互联网网民超过8亿人。（固定）互联网宽带接入用户超过2.5亿户，光纤入户用户超过4000万户；3G用户超过4.5亿户。已通电的20户以上自然村基本通电话，行政村通宽带比例达到95%，为医疗、教育等公益机构提供宽带网络接入条件。
地方政府纷纷采取措施，与电信运营商签署合作协议等方式推动地方宽带接入的快速发展。2011年年初，江苏省政府就着手研究安排新时期信息通信基础设施建设工作，出台了“十二五”建设发展专项规划以及加快推进信息通信基础设施建设的意见，与工业和信息化部签订了《关于共同推进江苏省信息化发展战略合作框架协议》，并与中国电信、中国移动、中国联通分别签署了战略合作协议，“十二五”期间三大运营商将在江苏投入建设资金1350亿元；在2011年10月公布的《江苏省通信业发展“十二五”规划》中提出：“十二五”时期，江苏通信业将重点围绕“宽带江苏”、“无线江苏”两大工程，争取到“十二五”期末，建成“江苏信息高速公路”。上海市政府也制定了信息基础设施的“十二五”规划，其中光纤宽带建设也是重要内容，不仅涉及覆盖范围的扩大，速度的提升也得到重点强调。光纤宽带建设成为“智慧城市”建设的基础。1.4.3 带宽需求越来越高
各种新业务对带宽的需求越来越高，尤其是伴随各种P2P和物联网应用的发展，对网络上行接入带宽也提出了更高的要求，典型的业务带宽需求见表1-1。表1-1 典型业务带宽需求
随着用户需求的日益多样化，利用同一物理网络同时提供语音、数据和视频业务的综合接入已成为接入网发展的必然要素。典型的用户业务接入需求见表1-2。表1-2 近期用户业务带宽需求预测
考虑到用户将来有很多路高清IPTV和其他高质量业务需求，接入网未来3～5年需要具备提供50～100Mbit/s下行带宽的能力。1.5 小结
宽带网络和服务已逐步渗入到我国经济社会发展的各个领域、各个环节，在加快推进传统产业转型升级、促进电子政务和电子商务发展、提升政府行政管理和公共服务水平、推动文化教育和医疗卫生等社会事业发展、满足人们日益增长的多样化信息需求等方面发挥了越来越重要的作用。宽带接入技术正快速地向着高带宽、可管理、更经济、更方便、能提供更好的服务质量方向发展，而宽带接入技术的综合化能更容易地结合不同技术的优势，更好地满足业务的发展需求，并能适应向未来网络技术的演变趋势。“十二五”规划“宽带中国”战略的提出，将使得我国宽带接入产业跃上一个新的发展台阶。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]