一、全球及中國寬帶的發(fā)展情況
1、 全球?qū)拵в脩舻慕尤敕绞饺砸?a href="http://sancean.com/keyword/default.asp?key=DSL" target="_blank" class="keyword">DSL為主,VDSL2快速增長,F(xiàn)TTx用戶初具規(guī)模
從全球范圍內(nèi)來看,到2012年1季度,全球固定寬帶用戶總數(shù)達(dá)到了6.1億戶,其中
DSL接入用戶約占63%,Cable modem用戶約占20%,F(xiàn)TTx用戶約占17%(FTTH用戶僅占3%左右)。特別是在2011年,全球VDSL2部署呈快速上升趨勢,2011年同比增長25%,全球部署已接近2000萬線,成為DSL技術(shù)中唯一增速保持正增長的技術(shù)!
2、 我國寬帶用戶規(guī)模最大,光纖寬帶進(jìn)入規(guī)模發(fā)展期
截止到2011年底,我國寬帶接入用戶數(shù)大約1.6億戶,統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)中包括了xDSL接入、LAN接入、WLAN接入等幾種主要的寬帶接入方式的用戶。其中xDSL用戶(主要是ADSL1/2+)
大約占1.1億戶。圖1給出了工業(yè)和信息化部歷年來發(fā)布的寬帶用戶數(shù)統(tǒng)計(jì)。
圖 1 我國寬帶用戶數(shù)統(tǒng)計(jì)(萬戶)
在2004年到2011年這8年間,中國以年均增加1800萬戶的速度一躍成為世界上用戶規(guī)模最大的寬帶接入用戶群。而支撐這樣高速發(fā)展的基石正是ADSL調(diào)制技術(shù)和FTTB/C建設(shè)模式。這8年間我國的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)路線可以大致分為三個階段:
1) 2004年到2006年,當(dāng)時的DSL技術(shù)主要是由部署在端局的DSLAM設(shè)備提供,通過利用端局的市話出局電纜向用戶提供寬帶接入。由于端局的線纜覆蓋半徑一般在3到4km,ADSL技術(shù)只能提供512k到1M的接入速率,但年均約1000萬戶的寬帶接入用戶的增速給了運(yùn)營商極大的信心。
2) 2007年到2010年,為了進(jìn)一步提升接入速率,發(fā)展更多寬帶用戶,電信、聯(lián)通陸續(xù)提出“光進(jìn)銅退”的計(jì)劃,將FTTC和FTTB作為寬帶的主要建設(shè)模式。通過將DSLAM從端局下移到小區(qū)或路邊,將DSLAM到用戶的距離大大縮短到最遠(yuǎn)1到2km,同時由于ADSL2+等調(diào)制技術(shù)的發(fā)展使得DSL線路更加的高速和穩(wěn)定。在這種模式下,雙絞線的帶寬能力普遍提高到4~8M水平,部分地區(qū)更是基于ADSL2+開通了12M的寬帶業(yè)務(wù)。在2007年到2010年,我國DSL用戶年均增長數(shù)一舉躍升到1500萬戶左右。
3) 從2011年開始, 隨著10M以上更高速率的固定接入需求的提出,以及無線寬帶帶動的WLAN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),一方面原有寬帶網(wǎng)絡(luò)的用戶仍在高速發(fā)展,另一方面FTTH、WLAN用戶規(guī)模也開始嶄露頭角(從2012年開始,工信部統(tǒng)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶已不包括WLAN用戶)。寬帶接入用戶的組成從過去的DSL/LAN兩類開始進(jìn)入多樣化的新時代。
從DSL的用戶量來看,DSL用戶數(shù)一直占我國寬帶接入用戶總數(shù)的70%到80%之間,當(dāng)之無愧的成為我國寬帶接入網(wǎng)的首要技術(shù)。
隨著PON終端設(shè)備成本的下降,2011年到2012年,國內(nèi)中國電信和中國聯(lián)通紛紛開始FTTH網(wǎng)絡(luò)的發(fā)力建設(shè)。中國電信提出了到2015光纖接入網(wǎng)覆蓋1.2億戶,發(fā)展FTTH用戶達(dá)到3000萬戶。
因此,從全球和我國寬帶用戶的情況分析目前DSL用戶仍是主流,光纖接入目前在全球初具規(guī)模,但仍屬發(fā)展的初級階段。
二、 光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的具體模式分析
1、光纖寬帶具有多種建設(shè)模式
光纖寬帶接入網(wǎng)存在不同的建設(shè)模式,根據(jù)光纖從端局向用戶延伸的程度,一般可以分為FTTCab、FTTB/C和FTTH/O三種主要類型。
光纖到交接箱(FTTCab):是以光纖替換傳統(tǒng)饋線電纜,ONU部署在傳統(tǒng)的電纜交接箱的位置,ONU下采用其他介質(zhì)(一般為ADSL)接入到用戶,F(xiàn)TTCab的ONU一般需要覆蓋的用戶數(shù)量為數(shù)百戶到一千戶左右。其中FTTN(光纖到節(jié)點(diǎn))和FTTZ(光纖到小區(qū))等也可認(rèn)為是FTTCab方式。
光纖到樓宇/小區(qū)(FTTB/C):是以光纖替換用戶引入點(diǎn)之前的銅線電纜,ONU部署在傳統(tǒng)的分線盒(分配點(diǎn))處,ONU下采用其他介質(zhì)(一般為LAN或VDSL)接入用戶,每個ONU支持的用戶數(shù)一般在幾十戶左右。目前FTTB/C多采用PON+ADSL2+和PON+LAN兩種方式。其中,在五類線已經(jīng)入戶的區(qū)域,會采用PON+LAN方式可以實(shí)現(xiàn)100Mb/s接入,在只有雙絞線入戶的區(qū)域,一般采用PON+ADSL2+方式可以實(shí)現(xiàn)16Mb/s以下接入,如果還需要更高的接入速率則可采用VDSL2調(diào)制技術(shù)及其增強(qiáng)性優(yōu)化技術(shù)-Vectoring(向量化)。
光纖到家庭/辦公室(FTTH/O):是僅利用光纖傳輸媒質(zhì)連接通信局端和家庭住宅/辦公場所的接入方式,引入光纖由單個用戶獨(dú)享。
以上每種建設(shè)模式各有其特點(diǎn),F(xiàn)TTCab方式改造較為容易,但由于ONU距離用戶一般較遠(yuǎn),利用DSL技術(shù)比較難于提供高速率的接入服務(wù)。FTTB方式一般采取的方式是將ONU布置在樓道內(nèi),由多用戶共享,再通過五類線進(jìn)入用戶家。FTTB方式一般可以提供10~16M的速率,但FTTB模式會帶來ONU在樓道安裝位置、取電等問題。FTTH/O消除了用戶和中心局之間的有源設(shè)備,可以充分利用光纖通信的技術(shù)優(yōu)勢,但發(fā)展上還面臨諸多的問題。
2、光纖到戶是發(fā)展方向,但很難一步到位。
FTTH/O作為寬帶光接入的終極發(fā)展目標(biāo),其優(yōu)勢是十分明顯的:首先是從網(wǎng)絡(luò)到用戶之間可以利用光纖信道所能提供的巨大帶寬,速率提升的潛力十分誘人,似乎是實(shí)現(xiàn)百兆入戶或千兆到辦公室的最佳選擇。其次,F(xiàn)TTH具有扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在ODN全程采用無源設(shè)施,消除了對線路中的機(jī)房、供電、制冷等要求,大大降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的成本。但是FTTH/O網(wǎng)絡(luò)的ODN作為一種新興的寬帶接入基礎(chǔ)設(shè)施,目前還存在尚待解決的問題,影響FTTH/O網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,主要包括下面幾方面的問題:
FTTH網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的輔助技術(shù)尚待解決:雖然應(yīng)用在FTTH/O網(wǎng)絡(luò)的PON技術(shù)本身已經(jīng)經(jīng)過了大量的應(yīng)用實(shí)踐,技術(shù)上比較成熟,但FTTH網(wǎng)絡(luò)的周邊技術(shù)問題并沒有完全解決。例如FTTH網(wǎng)絡(luò)的線路監(jiān)測和故障定位技術(shù)遠(yuǎn)不如銅纜成熟,特別是ODN網(wǎng)絡(luò)的分支發(fā)生中斷時,難以進(jìn)行故障的定位和查找。光纖的修復(fù)接續(xù)需要專業(yè)工具和技能,相比之下銅纜的修復(fù)要簡單的多。
FTTH/O網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)面臨著入戶難的問題。目前我國絕大部分的建筑物內(nèi)部并沒有預(yù)埋的光纖線路,要大規(guī)模實(shí)施FTTH/O則意味著要在現(xiàn)有的建筑內(nèi)部重新敷設(shè)光纜。光纖本身的特性(不耐拉力和彎折)決定了光纖光纜的布設(shè)比銅纜要困難的多。即使光纖到達(dá)戶內(nèi),由于建筑原有的弱電信息箱尺寸過小或沒有供電的關(guān)系ONU設(shè)備也難以放置,因此很難將FTTH/O網(wǎng)絡(luò)迅速的鋪開。
FTTH/O網(wǎng)絡(luò)的成本仍比較高。隨著近幾年FTTx網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模建設(shè),F(xiàn)TTH相關(guān)的主設(shè)備成本有了大幅度的下降,但FTTH網(wǎng)絡(luò)的部分配套設(shè)施由于技術(shù)含量高、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、市場較為分散等原因價格仍然比較高,例如大分光比的光分路器、光纖現(xiàn)場連接器、光纖面板等,這些都是FTTH/O網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不可或缺的部件。
因此,F(xiàn)TTH/O網(wǎng)絡(luò)建設(shè)環(huán)境的真正成熟需要關(guān)鍵技術(shù)、主設(shè)備、配套設(shè)施、施工工具、維護(hù)手段等全方位的支持,任何一環(huán)的缺陷都會影響網(wǎng)絡(luò)部署的順利進(jìn)行。
3、光纖+銅線方式仍然是重要的技術(shù)選擇
采用FTTH方式進(jìn)行寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難以一蹴而就,因此光纖+銅線的建設(shè)方式在我國仍然具有重要意義。DSL技術(shù)由于受線路較長引起的信號傳輸衰耗較大的原因,因此其傳輸速率一般都在10Mb/s以內(nèi),隨著光進(jìn)銅退網(wǎng)絡(luò)改造的實(shí)施,在銅線長度大大縮短的情況下,DSL能夠提供的速率將大大提升到幾十Mb/s,足以滿足近期用戶寬帶的需要,不同DSL技術(shù)的傳輸帶寬與銅線長度的對比見圖2.
與光纖接入技術(shù)相比,銅線傳輸技術(shù)的主要瓶頸在于銅線媒質(zhì)本身的信道帶寬和銅纜內(nèi)不同線路之間的串?dāng)_。目前采用Vectoring(向量化)技術(shù)的VDSL2設(shè)備已經(jīng)成熟,克服了前期VDSL2設(shè)備串?dāng)_嚴(yán)重開通效果不佳的問題。利用Vectoring技術(shù)可以將VDSL2的實(shí)際開通速率提高50%~70%,同時線路穩(wěn)定性也大為增加,目前歐洲幾個主流運(yùn)營商正積極開展Vectoring技術(shù)的測試驗(yàn)證。VDSL2向量化技術(shù)的基本原理是利用反饋技術(shù)將接收端的誤差采樣發(fā)回發(fā)送端,對發(fā)送信號進(jìn)行預(yù)編碼,達(dá)到抵消系統(tǒng)內(nèi)不同線路之間的串?dāng)_噪聲的目的。向量化技術(shù)這種噪聲消除的方式,可以主動的減輕系統(tǒng)內(nèi)不同用戶之間的串?dāng)_噪聲,大大提升了DSL技術(shù)的接收信號信噪比,解決用戶較多時的出線率問題。另外,ITU-T正在制定工作在100m線路上的超高速銅纜傳輸技術(shù)G.fast,目標(biāo)速率在500M到1G,應(yīng)可以滿足普通家庭用戶在相當(dāng)長一段時間內(nèi)的帶寬增長的需求。
圖2 不同DSL技術(shù)的傳輸速率
綜上所述,不論是從充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源還是銅線接入技術(shù)的傳輸能力上來說,光纖+銅線的組合方式仍然具有強(qiáng)大的生命力和發(fā)展空間,仍然是目前寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建設(shè)過程中重要的技術(shù)選擇。
三、 寬帶中國的技術(shù)路線建議
我國即將實(shí)施“寬帶中國”工程,寬帶中國工程在網(wǎng)絡(luò)升級改造和建設(shè)層面涉及固定和移動、有線和無線、接入和骨干、傳輸和IP等各個方面,可以采用以下技術(shù)發(fā)展路線:
在接入網(wǎng)層面,遵循“固定和移動并重,有線和無線協(xié)同”的原則。對于城市地區(qū),新建區(qū)域采取光纖到戶或者光纖到樓結(jié)合銅線入戶的技術(shù)方式,改造區(qū)域主要采取光纖到樓結(jié)合銅線入戶的技術(shù)方式;同時,采取3G/LTE與無線局域網(wǎng)(WLAN)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)無縫覆蓋。對于農(nóng)村地區(qū),有線網(wǎng)絡(luò)可通達(dá)地區(qū),采取光纖進(jìn)村結(jié)合銅線入戶為主、無線為輔的技術(shù)方式;有線無法通達(dá)地區(qū),可因地制宜,采取3G/LTE、微波、衛(wèi)星等無線接入方式。加快骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)的IPv6升級改造。
在城域網(wǎng)層面,向高速傳送、綜合承載、智能感知、安全可控的方向發(fā)展。逐步推動高速傳輸、分組化傳送和大容量路由交換技術(shù)在城域網(wǎng)推廣應(yīng)用,擴(kuò)大城域網(wǎng)帶寬和流量承載能力;推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)智能化改造,提升城域網(wǎng)的多業(yè)務(wù)承載、業(yè)務(wù)感知和業(yè)務(wù)安全管控能力。
在骨干網(wǎng)層面,推進(jìn)骨干網(wǎng)向超高速、大容量、智能化的方向升級。全面推廣超高速波分復(fù)用系統(tǒng)和集群路由器技術(shù),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提升骨干網(wǎng)絡(luò)容量和智能調(diào)度能力,保障網(wǎng)絡(luò)高速高效和安全可靠運(yùn)行。