【IT168专稿】目前,Internet业务、可视电话、P2P应用、远程教育、高清晰度电视以及交互式有线电视等对通信业务的发展对接入网提出了更高的要求,进一步要求实现接入高速化、宽带化,解决网络瓶颈问题。
“最后一公里”的接入目前仍是骨干网络与城域网的瓶颈,大容量、高性价比的宽带接入网的主要目的是要打破这一瓶颈。目前,在理论上“无限”接入带宽的光纤接入方式以其经济、简单、可扩展等特点,成为了业界一致公认的理想接入方式。而FTTH作为现在解决“最后一公里”的瓶颈问题和ADSL的升级方案,已经受到越来越多的重视。
1.宽带接入模式
我国目前主流的有线接入技术包括ADSL、LAN、HFC、PLC和FTTH,其中部分LAN采用了PON(EPON以太网无源光网络、GPON吉比特无源光网络)+LAN的方式,而无线接入技术中又有WLAN、WiMAX、WiFi、Bluetooth、3G等技术。它们可以简单归类如下:
(1)宽带无线接入
以LMDS、MMDS、Wi-Fi、WiMAX等技术为代表的宽带无线接入技术是宽带接入领域的一支生力军,与有线接入方式相比,这类技术具备启动资金少、初期投入少、建设周期短、提供服务快速,发展具备很大灵活性、可按用户需求动态分配系统资源,系统维护成本低等诸多优势。而其高速接入速率,甚至令一些有线接入技术也难以企及,为发展宽带数据综合业务提供了可能。在低端市场和园区市场中,WiMAX还是扩展DSL和有线服务最理想的选择。
从覆盖范围上看,WiMAX为了获得较高的数据接入带宽,必然要牺牲覆盖和移动性,因此WiMAX在相当长的时间内将主要解决热点覆盖,网络可以提供部分的移动性,主要应用会集中在游牧或低速移动状态下的数据接入。3G则是无处不在的网络,覆盖是连续的,用户可以实现不间断的通信。
(2)xDSL宽带接入
xDSL是各种类型DSL(Digital Subscribe Line,数字用户线路)的总称,包括ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL等。由于ADSL技术有效利用传统运营商已有的电话线资源,以相对廉价的成本和较小的投资风险可以为用户提供下行8M上行1M的宽带接入,较之速率低的窄带拨号上网和布线成本高昂、近距离的LAN接入有明显的优势。但在距离方面,远不如光传输距离远;而且ADSL功率较大,对线缆之间的串扰较强,只有接近30%出线率。
同时,受限于铜线质量、局端设备等因素,ADSL全面升级到ADSL2/2+并不容易,而且,即使升级到ADSL2/2+,也只能在短期内满足一些基本的业务需求,长期看来,可扩展性不好,而且带宽始终有限,支持的距离也太短,适应性差。
(3)“HFC+Cable Modem”宽带接入
HFC是在有线电视网(CATV)的基础上发展起来的一种宽带接入技术,前端的带宽控制器可通过编程方式对用户Cable Modem进行频率分配控制,主要用于有线电视网进行数据传输。它的建设成本低、接入带宽高,最低接入带宽一般为10Mbps,因此能够实现各项数据及多媒体应用。
“HFC+Cable Modem”主要应用有:数字电视系统、话音系统和宽带数据通信系统。能够提供的业务有:数字电视广播DVB,视频点播VOD,电话,因特网的高速接入,在线购物,网络游戏,电子邮件,网上银行,社区服务等。
(4)FTTH光纤宽带接入
基于铜缆或微波频段的接入,受到传输媒质、无线频谱和技术体制的先天性制约,这些接入方式不能从根本上最终解决用户的宽带接入需求。而在目前看来,可见的未来,唯一能够从根本上彻底解决带宽需求的长远技术是FTTH光纤接入网。
现在光纤接入技术已广泛应用到城域汇聚层,而应用到接入层甚至是接入终端, FTTH是它的最终发展目标,而PON技术又是目前FTTH中最适合的技术。在没有铜线接入的范围内,尽可能推广FTTH,当FTTH的设备价格逐步降低到DSL的水平后,FTTH的市场容量将会大量增加。
2.FTTH市场发展现状
(1)国际市场
2006年FTTH在全球宽带接入市场中超过10%的份额,总用户数也达到29,749,662,全球全年的FTTH设备销售也创造了历史记录:EPON/GPON(无源光网络)端口出货量达到460万个。
2006年FTTH市场的主力和最耀眼依然是日本市场,日本在拥有的FTTH用户数字是全球第二大FTTH市场---美国的4倍。截至2006年底,日本宽带用户数达2,576万户(如图1所示),比2005年的2,237万户,新增339万,增长15%,较2005年的20%相比,呈趋缓现象。但2006年日本的FTTH用户794万,市场占有率达31%,年增长率达71%,因此日本宽带市场中增加339万,有330万来自于光纤新增用户,而DSL的市场占有率则下降到55%,连续三季呈衰退的现象。
图1 日本FTTH宽带接入对比
2007年,FTTH市场出现了新的变化,韩国发布了一项大型FTTH发展计划,预计2007年韩国市场将有所表现。与此同时,FTTH也继续在欧洲和北美市场获得广泛应用。
(2)国内市场
当前,由于中国电信、中国网通和中国铁通均选择了ADSL作为主要的宽带接入方式,所以在各类宽带接入技术中,ADSL成为主导技术。FTTH的方式原本只是长城宽带和蓝波等驻地网运营商一直大力推广的宽带接入方式,现在随着互联网产业的发展已开始展现出良好的发展前景。
目前我国不少地方如武汉、杭州、上海等都已经纷纷开展了FTTH试点,到2006年,武汉的FTTH用户已经达到2万户。另外,为了成功举办奥运会,北京奥运会组委会已经宣布,2008年前将投资66亿美元扩展和升级电信网络,届时北京将完全可能实现光纤到户。根据已知数据显示,FTTH和ADSL同处于稳步增长阶段,尚未出现替代现象。
同时,在国内许多城市,FTTH也被当作促进城市信息化建设的大事来抓。目前已有20多个城市建设了光纤到户的试验网。例如武汉市政府,成立了光纤到户领导小组,不仅组织建设试验网,还拨专项资金组织编写了一系列FTTH的地方标准,使武汉市在FTTH方面走在了全国前列。
3.FTTH的驱动因素
(1)业务
促进FTTH发展的首要因素就是业务,是终端用户的需求。随着BT下载、IPTV、VOD、VOIP、VPN等宽带业务的迅猛发展,消费者对接入网的网络带宽、稳定性等需要越来越高。
在这样的趋势下ADSL等现有的接入方式的带宽已经不能满足需要,如远程工作、远程学习、视频点播(VOD)、数字电视(SDTV)等视频业务均要求7Mbit/s以上的带宽,而高清晰度数字电视(HDTV)则需要20Mbit/s的带宽(如图1所示)。另据测算,ADSL只能承载5%的IPTV用户,因此业务的驱动使FTTx在我国将有极大的发展空间。
图2 互联网各种业务及其所耗带宽
从业务发展现状来看,高带宽的消耗业务逐步涌现,带宽提速成为迫切需求,每用户至少需要10Mbit/s 带宽。但是,带宽永远没有够的时候。基于各种传统网络技术的业务接入逐步走向融合,要求在一个接入网内实现专线/VPN、Stream Video/VOD、Video phone/VoIP、HSIA(高速互联网接入)等,这不仅要求接入网络能够实现各种接入技术,更需要一个有机的平台能够很好地承载各类业务,并保证业务质量。
(2)成本
FTTH成本快速下降:FTTH大规模推广的最大障碍之一就是成本过高,但是随着技术的进步和光通信产品价格的不断下降,FTTH的成本已经开始大幅下降。
近年来,光通信产品价格下降得很快,光模块的价格已经由前几年的1000至2000元下降到目前的200至300元,仅为原来的几分之一。另外,光纤价格也从2000年的1.2元/米,已下滑到现在的0.1元/米;ASIC芯片也比初期下降了30%-40% 。
(3)市场
市场驱动主要是指运营商也迫切希望借用新技术来提高自己的服务质量和水平,同时提高企业的竞争力,利用FTTH可以提供比DSL和CABLE更好的服务,我国电信运营商对发展FTTH的兴趣越来越浓。
随着接入市场的发展,各大运营商对于原有宽带接入线路的改造也在并不显眼地进行。中国电信等基础电信运营商在改造和新建宽带接入网时将一方面会考虑ADSL2+等依然基于电话线的接入方式,同时也会考虑FTTH等技术性价比更高的接入方式(从目前的试验网情况来看,其用户使用价格已接近ADSL),特别是在没有固网优势的省份(如中国电信在北方,中国网通在南方)会考虑通过不同于现有主流接入技术的新方案来争取市场份额上的突破。
除了几大运营商,驻地网运营商,如泰龙等对FTTH也持非常积极的态度,并在已建试验网的基础上,努力拓展和探索新的业务提供和运营模式。房地产开发商也逐渐意识到光纤到户的潜在发展前景,在新建住宅特别是高档住宅中,将FTTH作为这些房产热销的卖点,借以提高销售附加值,加快销售速度。
(4)政策
长远来看,广电网、电信网和互联网“三网融合”的趋势已是必然。我国一直将信息化建设作为国家发展的一个重要战略,而FTTH的推广将大大加快我国信息化进程,符合这一宏观发展方向。因此,政策的支持将成为我国发展FTTH的重要驱动力。
4.基于FTTH的宽带网络应用模式
今后几年的宽带接入市场在一定时间内会出现ADSL、FTTB+LAN、FTTH共存的局面,短时间内ADSL将持续占主流,DSL和FTTH将会共同发展。而FTTH技术本身也有许多分类和发展,各种PON技术的竞争,以及P2P光纤技术的竞争,未来的接入市场是多种技术并存、共同发展的局面,可以归纳为:
(1)“FTTH+LAN”以太网宽带接入
FTTH+LAN(采用光纤以太网技术、光纤到楼或者是光纤到小区,LAN双绞线入户),是目前网络技术中性能非常好的的接入技术,具有带宽高、稳定性高、技术成熟的特点。FTTX+LAN的接入设备成本低,网络稳定性强,具有很强的可扩展性,投资规模小,价格也比较便宜。
不过,FTTX+LAN无法像ADSL一样,单独为某个用户而开通,它需要小区综合布线,使用光纤接入城域网,各社区楼内采用以太网接入到户,所以在选择这种接入方式时要考虑所居住的小区是否能安装。
(2)P2P(点到点)光以太网接入技术
FTTH网络中的点到点光以太网接入技术是将电信号转换成光信号进行长距离的传输,从中心局到每个用户均使用一根光纤,上下行速率都可以达到100Mbit/s甚至1000Mbit/s。点到点光接入技术具有产品成熟、结构/技术简单、安全性较好的特点。但这种技术最大的缺点是:需要铺设大量光纤和光收发器,在大规模应用情况下网络铺设困难,设备成本也很难再下降甚至会上升,因此被认为是实现FTTH的过渡技术,比较适合网络发展初期用户数较少的阶段。
(3)PON宽带接入
PON(无源光网络)技术,是一种采用无源光网络(前端和光节点之间没有有源设备、器件)的技术,是一种新兴的透明的宽带接入技术,目前全球研制非常先进的一个PON系统能够提供超过100km长距离传输,多于1000户的大用户量的接入、以及每户大于50Mbps的带宽。
它的参考结构如图3所示,PON网络起始于前端的线路终端(OLT),终止于光节点的光网络单元(ONU)。中间使用普通光分路器进行光能量分路。
图3 PON应用结构图
PON本身是一种多用户共享系统,即多个用户共享同一前端设备、同一光缆和一个光分路器,成本较低,其安装、开通和维护运营成本也相对较低。加之PON能够提供透明宽带的传送能力,因此接入网正在大量应用PON技术。国内外的标准化组织也已经制定了相关标准。目前主要有两种比较有前途的技术:GPON和EPON,其光节点到前端的距离可长达10-20km。
5.FTTH的宽带业务应用
目前,中国的宽带业务市场已经形成,各种宽带业务都有不同程度的发展。互联网用户对网络功能的需求向多媒体、智能化、个性化、宽带化、综合化方向发展。在线音乐、在线影视、网络游戏成为目前网络中应用最广的宽带业务。而最具潜力的宽带业务是IPTV,它的出现不仅会促进接入网向FTTH升级、改造,也将带动所有宽带业务的发展。
(1)IPTV
IPTV是目前最受关注的宽带业务之一,它对于带宽有很高的需求。IPTV业务包括直播电视(live TV)、视频点播(VOD)、时移电视(time-shifted TV)等多种业务。IPTV 的兴起为运营商、设备及方案提供商、内容提供商呈现出一幅诱人的市场前景,业内各界均认为IPTV将成为推动中国宽带发展的杀手级应用。
(2)网络游戏
中国的网络游戏市场十分火爆,其带动的相关市场非常庞大,预计到2009年在线游戏营业额可望达到110亿元人民币。宽带增长意味着网络游戏的增长而增长,反之网络游戏的增长也会促进宽带的增长。如果我们用韩国的互联网使用情况预测中国互联网使用趋势,如果中国主要游戏公司可以保持增长势头,那么在线游戏与宽带接入的增长就应当是相互依存的。宽带使用当会促进在线游戏的上网娱乐时间,而线游戏应也当是中国宽带应用的重要促进因素。
(3)在线音乐和电影
在线音乐可以算作宽带业务的一种。单从使用人数来看,在线音乐应该是应用最广的一种宽带业务。虽然中国的盗版问题严重影响着在线音乐市场的发展,但是,随着近年来,政策监管力度加大,产业链中各个商家间,越趋合理有效的利益分配模式的产生都对中国的在线音乐市场产生了积极的影响。
而在线影视也由于占据对网络各种性能要求很高、带动的相关市场十分庞大一直受到各方重视,中国在线影视的市场一直保持着稳定的增长。
6.小结
总的来说,就有线接入技术层面看,由于技术特点、行业背景、历史沿革等原因,每种方式都有不同的支持者,HFC属于有线电视内容提供商,PLC属于电力集团,然而,我国接入网市场中占主导地位的是电信运营商。电信运营商的选择,才是我国接入网发展的趋势。电信运营商当前选择了ADSL,而且ADSL在我国接入网市场中占据了大约70%的份额,而且还在快速增长中,然而,由于DSL技术本身的技术特点和我国电话电缆本身的情况,加上用户和运营商对高带宽综合业务接入的需求,DSL技术必将退出历史舞台,这只是时间问题,FTTH才是接入网发展的方向。
而FTTH的主流技术EPON和GPON,它们有其各自的特点,EPON产品成熟,费用低,组网灵活,适合企业、学校、网吧等数据业务为主的客户;GPON对综合业务尤其是TDM业务支持好,更适合家庭用户,以满足未来的VoIP、IPTV、HDTV等业务需求。EPON和GPON有其各自的特点和适用领域,也有其各自的强大支持者,必将会在相当时间内共存、互为补充。