日本用戶光纖等寬帶接入系統現狀與展望

訊石光通訊網發布時間:2007/12/4 9:00:52 編者:iccsz

摘要：世界上談論用戶光纖系統已有多年的歷史,特別是光纖傳輸系統所具有的巨大帶寬和抗電磁干擾的良好特性,目前還沒有那種傳輸方式可以和它相比擬,因此被譽為是今后信息化社會的基礎,但由于系統成本長期處于高位,因此普及速度特別慢,同時還由于cablemodem、xDSL等寬帶用戶接入技術不斷成熟和完善,使其成為現今世界上用戶寬帶接入技術的主力軍,在這種形勢下,用戶光纖系統只能成為人們響往的理想和今后的發展方向,而不能成為現實，但這已經是前幾年的事了。

概述

世界上談論用戶光纖系統已有多年的歷史,特別是光纖傳輸系統所具有的巨大帶寬和抗電磁干擾的良好特性,目前還沒有那種傳輸方式可以和它相比擬,因此被譽為是今后信息化社會的基礎,但由于系統成本長期處于高位,因此普及速度特別慢,同時還由于cablemodem、xDSL等寬帶用戶接入技術不斷成熟和完善,使其成為現今世界上用戶寬帶接入技術的主力軍,在這種形勢下,用戶光纖系統只能成為人們響往的理想和今后的發展方向,而不能成為現實，但這已經是前幾年的事了。

這幾年世界各國的電信業和有線電視業發生了巨大變化,紛紛打破壟斷,走向開放,競爭異常激烈,使3種業務(電話、有線電視和高速上網)逐漸走向融合,3網(電話網、有線電視網和因特網)的融合也從理論走向實踐,這方面美日兩國表現的尤其突出,這兩國的網絡電話、網絡電視的應用,風起云涌,并席卷全球,特別是IPTV的出現和推廣,它對于整個IT界的沖擊和震撼,實在是太大了!

因為電話與有線電視由壟斷走向開放,新興的科技公司紛紛進入這個領域,這些新興的科技公司帶著因特網技術對電話和有線電視業進行融合,大大降低了成本,向社會提供低價優質服務,對電信業和有線電視業造成巨大沖擊,價格戰打的如火如荼,傳統電信業和有線電視業的陣地被蠶食,在這種形勢下,傳統電信業和有線電視業也不得不對IP技術采取更加積極和開放的態度，并去改造自己的網絡,以便降低成本；競爭又進一步促進了技術進步,原先被看好的技術,如xDSL傳輸距離受限由于市場規模的擴大就顯得突出了,這就需要尋求新的解決方案,這時自然用戶光纖就被推向前臺了!同時,由于過度競爭,在日本甚至出現了xDSL虧損的局面，這也是用戶光纖在日本被快速推廣的原因之一。

日本寬帶接入市場現狀

日本寬帶接入市場值得大書特書的是用戶光纖的發展，日本在用戶光纖發展上，雖說比美國稍微晚一些，但近幾年寬帶業務的發展也很快，市場競爭十分激烈，政府又要求電信公司對競爭對手開放ADSL回線,使ADSL的競爭十分殘酷,隨著電信公司放開ADSL,Yahoo!BB等新興公司,迅速加入到這個競爭行列中,它一改ADSL內核由ATM變為IP,降低了系統成本,就能夠以很低的價格去搶占市場,并在ADSL上提供VoIP語音服務，現在Yahoo!BB的VoIP電話資費是”會員間免費通話，國內及國際長途電話都是7.5日元/3min”。這個政策很有吸引力,使它吸引了大批用戶,迅速搶占了市場，正像日本人自己形容的那樣,一眨眼的工夫,該公司就快速發展了282.8萬戶電話用戶。由于市場競爭和寬帶業務的發展，促使用戶光纖發展的比美國還快，這期間用戶光纖也得到快速發展,據統計,到2005年12月底，FTTH用戶數為463.7萬戶，其中NTT的FTTH用戶數為282萬戶，據日本總務省公布的資料，到2006年第二季度末，日本的用戶光纖用戶數就高達631萬戶，其在寬帶用戶市場中的份額就已經占到了23。4%，僅次于ADSL,是日本第二大用戶寬帶接入技術，一舉使日本成為世界上頭號用戶光纖大國;到2007年第一季度末，FTTH就發展到880萬戶,市場占有率達到33%,ADSL用戶為1401萬戶，市場占有率下降到53%,這時寬帶用戶總數達到2644萬戶;到2007年6月底，日本光纖寬帶的用戶數達到了966.3萬，占寬帶用戶總數的36%,而ADSL的戶數為1378.6萬,ADSL用戶數占寬帶用戶總數的比例也從原先的53%下降到51%,從此可見FTTH發展之快！

從2005年第一季度開始,到2006年第二季度連續6個季度,FTTH的用戶增加量都超過了ADSL的增加量,同時到2006年第二季度,ADSL就出現了負增長。

日本用戶光纖快速發展原因分析

日本用戶光纖得到快速發展的一個重要原因,是政策的推動,早在2001年,日本政府就提出了e-japan計劃,大力促使信息業發展,到2004年日本已經有50多家公司向社會提供FTTH服務,同年8月日本政府又提出了u-japan計劃,2006年1月又制訂出了IT改造戰略,這就為用戶光纖的發展,創造了良好環境。另一方面,日本也是最早采用G-PON技術的國家，由于它和IP技術親和性好,非常適合以IP技術作基礎的寬帶業務的發展,這也是日本FTTH的用戶快速發展的另一個原因。

G-PON技術符合ITU-TG..984建議,是千兆畢因特網技術,是非常有彈性的技術,可管理以太網、IP和ATM流量,實現VoIP傳輸或提供單獨的模擬波長。因為以太網技術具有技術成熟、價格低、擴展性好和易于管理等特點,受到電信界普遍歡迎。它的缺點是與電信界另一個普遍應用的技術B-PON技術相比,由于采用8B/10B編碼,帶寬利用率不高,大約有20%的帶寬損失。但目前寬帶業務基本上都是采用IP技術,G-PON技術與B-PON技術相比,更適合業務發展要求,因此是被普遍看好的技術。

FTTH市場價格的下降,是促使其快速發展的主因

到2003年底日本寬帶用戶總數達到了1364萬戶,其中ADSL為1027萬戶,占總數的75%,是日本寬帶用戶的主力;CATV寬帶用戶247萬戶,市場份額占18%,FTTH89萬戶,市場份額占7%。但從發展速度上看,從2002年底到2003年底,ADSL新增462萬戶,增長速度達到了1.8倍,CATV寬帶用戶,新增52萬戶,增長速度達到了1.3倍,FTTH新增69萬戶,增長速度達到了4.3倍。從中可以看出,FTTH增長最為迅猛。為什么會造成這種情況呢?這和日本采取的政策有關,眾所周知,FTTH的最大特征是可以提供雙向高速穩定的通信,在用戶光纖方面,日本對商業用戶提供Gbit/s速率的服務,向一般家庭提供100Mbit/s速率的服務,而且和距離無關。相比之下,xDSL向用戶只能提供下行速率最高為40Mbit/s、上行最高為1Mbit/s的服務,而且還容易受到線路上的干擾,使信號傳輸質量得不到保障,同時一般傳輸距離很難超過3公里,調查資料顯示,有29%的ADSL用戶想改用光纖。另一方面,日本NTT的資費政策,也促使了用戶光纖的快速發展,NTT東日本公司家庭用戶,在2004年初，FTTH的月租金是4500日元,而ADSL用戶,帶有家庭電話的月租金是2750日元,沒有家庭電話的是4950日元,可以看出不帶家庭電話的ADSL比FTTH還貴，到了2006年初，NTT東日本公司其下行速率47Mbit/s的ADSL月租金是3060日元,而該公司的FTTH大樓住戶共享G-PON技術的用戶光纖系統,每戶月租金僅為2500日元,同時還給新的用戶光纖許多優惠,如安裝費半價等,日本被譽為是世界上最便宜的用戶寬帶接入系統。

在日本單身族和年輕人中,僅具有移動電話而沒有固定電話的人越來越多,特別是在VoIP的潮流下,這是一種趨勢,在不裝固定電話的情況下,xDSL當然也就沒有存在的條件了,固定電話用戶減少也是世界趨勢。

話務量變化是促使日本大力發展FTTH的原動力

隨著寬帶用戶的迅速增長,也給因特網中的話務量帶來巨大變化,由2004年初開始,上行的話務量迅速增長,根據NTT公司調查資料顯示,僅幾%的重要用戶卻占總話務量的幾十%,這給網絡造成重大壓力,究其原因是P2P文件共享WinMX、Winny等應用系統在網中采用,使得下行話務量達到50%以上,上行話務量達到80%以上,上行話務量與下行話務量之比,接近1比1。如果重要用戶與普通用戶都在同一個樓中時,若是沒有采取任何技術措施,則普通用戶的通信就難得得到保障,日本NTT公司為了扭轉這種局面,先后推出了以下舉措:

在網絡上不僅設計了通道優先(帶寬保障),而且還對通道帶寬進行限制,這如同公共交通中對道路與載重進行管制一樣,并用法律手段監督實施,為此在2003年11月還協助京都警察以保護著作權名議,逮捕了使用Winny的兩個人。這樣以來,使總話務量減少15%,并有效地對網絡實施了管理。另一方面,對ISP的P2P也加強了監視,一方面促使它們自律,另一方面對其帶寬進行控制,并對特別惡劣的用戶,采取解除合約措施。

NTT公司制定的發展目標

面對著寬帶接入市場的快速增長和競爭地加劇,NTT公司為了鞏固它的領先地位,特制訂出了以下發展目標:

1 努力促使固定電話網與移動電話網地融合,為此它們加速了寬帶、高速網地開發與普及;

2 到2010年要向3000萬用戶提供高品質、全方位的具有高安全性的網絡,累計基礎設施投資將達5兆日元,屆時將使公司的6000萬用戶中有一半要由下一代網絡去提供服務,而把安全性始終放在第一位;

3 逐步完成現存的固定電話向IP電話、金屬電纜向光纜地過渡,在這個過渡期中,由于固定電話與IP電話并存、電纜與光纜并存,這會造成成本增加,因此要加強這方面地研討,努力降低成本,并制定相應對策;

4 擴大寬帶業務的應用;

5 努力提高公司的營收和加強公司的競爭力,到2010年前公司的奮斗目標是，每年的營業額將達5000億日元,每年公司成本將下降8000億日元。

NTT公司對光纜網地研發與建設

NTT公司為了實現自己的發展戰略目標,就大力發展光纜網,并把光纜網劃分成用戶接入網(由NTT公司機房到用戶)、邊緣網(指距離不太長的縣內通信)和核心網(長途網),在這些領域中努力掌握核心技術并投入大量新設備,以求占領該領域的制高點,下面分別對這些領域中將采用的設備進行說明。

用戶接入網

在用戶接入網中，目前NTT公司其饋線電纜還有近20%的電纜還沒有完成光纜化的任務,而引入到千家萬戶中的配線電纜未完成光纜化的就更多,因此在光纜網的建設中,用戶光纜網的建設任務也就最重要,那么NTT公司是如何開展用戶接入網的光纜化的工作呢？

首先是對于作為傳輸媒介的用戶光纜線路的建設。眾所周知NTT公司的饋線光纜是帶狀芯結構,而配線光纜則是單芯結構,因此使它們如何能夠實現快速、方便地連接就是個大問題了。為此NTT公司研發出了在饋線點，帶狀芯、單芯轉接技術,基本作法就是開發出一種模塊,它能夠把帶狀芯簡易地變換成單芯，實現饋線光纜與配線光纜的快速連接,模塊有8芯和4芯兩種,可根據需要進行選擇,同時這種模塊可使用現有的光纜接頭盒，以便降低成本。

在光纖接續上采用了可在施工現場進行插拔的活接頭,以提高工程進度。

由饋線點到用戶家中,鋪設光纜最為復雜和費工,同時傳統光纜在施工中常會使光纖產生彎曲,造成光纖信號損耗、甚至斷纖。為了杜絕這種現象,日本開始采用氣吹光纖,氣吹光纖管多為6孔塑料管。

其次,在用戶光纖網的建設中,另一種重大技術是PLC技術(石英平面光波回路技術)在傳輸設備方面地應用,它主要表現在光分離器、光耦合器以及視頻濾波器等幾個方面,這些設備在用戶光纖傳輸系統中都是不可缺少的設備,現分別簡介如下：

光分離器現有4分歧與8分歧兩種，它由石英平面光波回路制成,一個輸入口可有4個或8個輸出口,兩端通過樹脂紫外線固化方式與光纖相連,這樣在B/GE-PON系統中可以實現一臺局內設備和最多32個用戶相連(通過兩個分處于局內和用戶側的光分離器串連可以實現)。

光耦合器它是實現對光用戶線路系統進行監視、故障判斷和故障定位的重要部件，光纖傳輸系統的故障定位依據OTDR原理，由局內光試驗模塊發出的大于1.51μm波長的試驗光，通過光耦合器與到用戶中的信號光混合后一起被送到用戶家中,遇到異常情況時，通過對反射光測試，去對故障地點進行判斷,光耦合器的光學特性是對于1.2～1.7μm波長的光，其衰減波長特性都比較平坦。

視頻多路濾波器它是寄生在用戶處的WDM上的，它的特性是對于1.51μm以上波長的光進行屏蔽,而對1.51μm以下的光,則讓其通過，這樣測試光就不會傳輸到用戶家中。

以上NTT公司開發出的這些部件在用戶光纖傳輸系統中的位置,詳見圖一。
NTT公司開發出的這些部件在用戶光纖傳輸系統中的位置

圖中OSS為運行維護操作系統,負責系統的維護管理和故障定位,DCN為局內數據網,OSS系統通過DCN網完成對系統地管理，OLT是光線路終端設備,ONU是光用戶網絡單元,V-ONU是光用戶圖像網絡單元,L2 SW是鏈路層轉換開關,其它設備如光分離器、耦合器和光濾波器等前面已作了介紹。在早期由于建設了大量的ATM設備,因此NTT就采用了B-PON(基于ATM平臺的寬帶無源光網絡)系統與之配套，由于它的系統成本高，和因特網的親和性不好,因此現在改用GE-PON(千兆畢以太網無源光網絡)系統,由于現在網中的話務量大都是IP數據包,因此 GE-PON系統就有巨大的優越性。同時還有一點要說的,就是日本與外國不同,用戶光纖傳輸系統采用單纖方式,而不是雙纖方式。

光分離器示意圖

邊緣網

眾所周知在邊緣網中，光纖網中大量采用WDM設備，因為使用的波長都是固定的，當需要對波長進行調正時，就需要派工程技術人員到施工現場進行調正，為了避免此種事情，NTT公司開發出了R-OADM(ReconfigurableOptical Add-Drop Multiplexer)設備,這就實現了在局內可通過遙控對波長進行調正。R-OADM設備是利用PLC技術做成的熱敏光學開關，由于加熱，可使PLC基板的光折射率發生變化而引起光波導通路方向發生改變，完成波長的交叉連接。目前投入實用的是16波長的交叉連接設備,正在開發的是32波長交叉連接設備。R-OADM設備的引入,是NTT公司在邊緣網中的重大舉措,它對下一代網絡建設將帶來重大貢獻。

核心網

在核心網中歷來都是通過ADM這類設備，用電的方式實現對電路進行調正，它帶來的問題是需要對每個數據包包頭地址進行判斷后，再進行路經選擇，處理的信息量大，容易產生時延。為了解決這個問題，NTT公司開發出了光交叉連接設備,可對每個波長進行選擇，而不是對每個數據包進行路經判斷，可降低時延、并使時延不波動和實現大容量傳輸,目前投入實用的最大波長交叉容量是64×64,更大交叉容量的光交叉連接設備正在研發中,這種設備的投入實用,就向智能光網絡邁進了一大步。

展望

日本的用戶光纖在市場和業務變化的驅動下，走上了快速發展之路，據日本專業調查公司IDCJapan近日發表的研究報告預測，到2011年日本用戶光纖數將增加到06年底的3倍，達2480萬戶。據IDCJapan預測，從2006年到2011年，該國市場將以平均每年7.5%的速度增長，2011年的寬帶用戶總規模將達到3700萬戶，其中光纖用戶2480萬戶，ADSL用戶828萬戶，有線電視網用戶約為392萬戶。

從日本寬帶用戶發展歷史來看，FTTH從2003年后開始進入快速發展期,而DSL卻從2006年第一季度頂峰,開始下滑,請見圖三。
日本寬帶用戶發展歷史

從圖三可見FTTH與DSL的發展軌跡，今后日本將進入到FTTH快速發展與DSL進一步萎縮期。

內容來自：通信世界網
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關鍵字: 日本
文章標題:日本用戶光纖等寬帶接入系統現狀與展望

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