FTTH建设需有效兼顾业务特性

中国电信股份有限公司渭南分公司副总经理 | 王小宁

FTTH在业界已经提了很多年，但是始终没有能够规模部署，主要因素一方面是没有相应的业务支持，另一方面相应的技术支撑还不完善。

由FTTH对于用户的业务需求能力和带宽要求相对较高，同时由于建设成本的高昂，需要运营商和最终用户支付较高的成本来进行网络设备和附属设施的建设。因此总体来说，FTTH适合于低密度（用户独享光纤资源，提供更高带宽）、低楼层（便于网络布线和设备布放）、强力政策支持（如日、韩）的场合。在部分高档的高层/小高层可以根据用户业务和带宽需求适当采用FTTH建设。

FTTH的专属特征

FTTH作为FTTx接入的形式之一，它的建设模式和应用形态除了要满足FTTx所具有的普遍性特性之外，还具备一些自身的特征，这些特征包括以下内容。

高带宽业务需求场合。在FTTH应用形态下，高带宽的业务接入提供是其重要的建设参考依据。FTTH相比FTTB、FTTC等接入方式来说，针对最终用户能够提供更高的带宽，能够方便地针对用户的需求进行灵活的带宽适配，尤其对于一些新型业务如IPTV和流媒体来说，由于不必考虑终端侧用户带宽的共享，在充分考虑网络布线和方便的同时，采用FTTH能够提供更高的带宽，一般可以达到30Mbit/s以上的带宽。

用户私密性、安全性要求较高的场合。对于FTTH来说，每个用户独享终端（类似于P2P的情况），因此在物理链路上就可以很好地实现与其他用户的有效隔离，避免用户受到不必要的攻击和欺骗，从而保证用户数据的安全性。

对Capex敏感度不高的场合。由于在FTTH模式下光纤要延伸到用户家里，所涉及的光纤、管道、设备成本以及施工成本，在初期网络建设的时候相对FTTB、FTTC等建设模式的成本投入要高得多，因此需要具备充足的实力和充分的资金准备。

低OPEX诉求的场合。FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。由于在大多数FTTH条件下，终端设备一般放置在用户家中，因此相对于室外环境得终端来说要求较低，不需要宽泛的温度、湿度条件支持，成本也较低；终端设备本身可以放置在桌面或者信息箱中，同时在供电方面可以采用住宅中现有的110V/220V交流供电，无须提供额外的电源供电，节省OpEx。

有效的政策和市场支持。从目前业界的情况看来，FTTH发展较好的国家/地区均得到了政府的强力支持，如日本、韩国把FTTH作为国家信息化、宽带化的主要标志之一，美国FCC提出的本地环路不必向竞争对手开放的政策等，这些激励措施对FTTH的发展起到了很好的引导和促进作用。

必要的技术支持。FTTH在业界已经提了很多年，但是始终没有能够规模部署，主要的因素一方面是没有相应的业务支持，一方面相应的技术支撑还不完善。而目前PON技术和P2P以太网技术的标准完善和应用给FTTH的实现提供了切实的实现保障，在技术上已经没有障碍。

由于不同的国家和地区针对FTTH的政策、竞争态势、业务带宽需求、住宅建设特点、成本的敏感性等均有所不同，因此对于FTTH的应用场景分析，需要结合不同的市场特点来进行区分。

四大主流业务对FTTH的要求

高速上网业务

随着电信技术的不断发展以及应用环境的持续变化，语音、视频等多媒体高带宽业务和应用日益丰富。但以数据业务为主的普通的高速上网仍是最普及和最常用的宽带业务。此类业务以下主要特征。

以网页浏览、收发邮件、文字聊天等为主，以突发性带宽消耗为主，而大多数时间的带宽消耗较低，平均在100kbit/s以下，突发性带宽需求在512Kbit/s左右。

电影、音乐、文档资料等数据的下载对带宽的消耗较大，这类带宽需求在下行2Mbit/s以上，而随着多媒体数据质量的进一步精细，其数据大小也会有较大增长，因此数据下载带宽的需求也会有一定提高。

数据的上传相对下载而言，被使用的场景更少，几率更小，用户普遍可以接受在上传数据时消耗更多的时间，因此满足上传数据所需的上行带宽为512kbit/s~1Mbit/s，当然，在条件需求的地区，可以提供上下行对称的2~6Mbit/s带宽。

以数据业务为主的高速上网用户对时延、抖动等QoS方面没有太多要求，但值得注意的是，虽然此类业务的QoS优先级可以最低，但也不应当在多业务争夺带宽的时候将其“饿死”。

从业务隔离和区分的角度出发，不同业务之间应相互隔离。

从用户安全的角度考虑，应提供相应的端口溯源和端口定位技术。

数据业务多是由普通用户发起，对此非受信任点数据的安全性应能提供防范和抵御措施。

语音业务

固网运营商面临固话业务萎缩和ARPU值的降低的局面，也许VoIP是语音业务的一个突破机会。VoIP的价值并不仅仅局限在便宜的通话费，其传送效率也比传统电话网络提高了许多。VoIP业务有以下特征。

其一，带宽需求不高，以主流的G.711a/u、G.723和G.729a编解码格式为例，所需的理论带宽分别在85.6kbit/s、20.8 kbit/s和29.6 kbit/s左右，加上额外的网络开销，也都在100 kpbs以下，即使今后增加可视功能，其带宽也不会超过视频通信的768k。

其二，VoIP业务的数据流是双向的。

其三，对时延、抖动等QoS要求严格，用户在通话时很难忍受500ms以上时延，因此在多业务竞争带宽时，必须严格保证其优先转发和带宽。

其四，从业务区分角度出发，VoIP业务VLAN应和其他业务相区分，但从节省VLAN资源考虑，一个OLT下挂的所有用户其VoIP业务VLAN可以相同。

FTTH模式下的VoIP可能是用户家庭的“第一部”电话，必须能保证其一天24小时可工作，尤其是在断电的情况下，因此后备电源的保护是提供可靠VoIP业务的基本保障。

FTTH的部署将推动IPTV业务的进一步普及。

现在的VoIP，俨然已经成为融合语音通信技术及其它技术、为人们提供一系列定制和个性化服务的契机点。越来越多的个人、家庭和企业使用VoIP业务；越来越多的通信厂家出售名目繁多的VoIP设备和软件；越来越多的新老电信运营商，固网的、移动网的，有线电视运营商，都忙着升级或扩展自己的网络；还有不计其数的、大大小小的ISP和新的VoIPSP（VoIP Service Provider）们也都风尘仆仆地争相搭乘VoIP这班“未来号”列车。同时，过去相对稳定的电信网络基础架构及相应的监管机制也面临着严峻的挑战。

IPTV业务

IPTV业务的开展，是下一代网络业务发展的必然之路，通过IPTV的视/音频点播、视/音频广播、视/音频通信等常规业务以及互动游戏、短信、信息服务、卡拉OK、远程教育、互动广告等增值业务，吸引更多的消费者进入互联网缤纷世界、在激烈的竞争中打下坚实基础必将成为运营商后期竞争的主要手段之一。

当前的IPTV将主要围绕视频业务开展，视频信号的速率和编码格式直接决定了IPTV图像的质量和用户体验效果。目前IPTV视频编码倾向于使用MPEG4和H.264。一个MPEG4编码的基本视频业务流（标准清晰度）速率通常约为1.2~1.5Mbit/s，考虑视频传输、协议封装开销（约为20~30%）、信令流及网络流量波动因素，每个节目流的带宽需求约为2Mbit/s；而H.264标准将在更低的带宽上提供高质量的图像，但保证标准清晰度的带宽需求至少也在1.5以上。当然，随着IPTV业务的普及，必然会存在某些用户对8M、12M以上的高清、甚高清电视有需求，在网络规划中也得适当考虑。

在IPTV初期部署后，会引进许多增值业务，例如互动游戏、短信、信息服务、卡拉OK、远程教育、互动广告等等，他们对带宽的需求大都在1M左右。建议带宽需求与视频业务合并考虑。

IPTV业务主要分点播和组播两种，这些业务有以下一些特征。

首先，点播和普通数据业务在本质上没有区别，但它的带宽需求相对较大，一路标清在2M左右，1路高清更在8M左右。

其次，组播业务利用组播特性，可以大量节省组播转发设备之间的带宽。

最后，点播或直播业务对QoS有较高要求，但较语音业务的QoS要求要低，基本要满足下列要求。

视频监控业务

在面临各类犯罪和恐怖袭击威胁的当今社会，在主要的公众场合进行视频监控成为许多政府的主要防范手段。同样对于家庭用户，视频监控也是防范非法入侵的重要手段。

视频监控是一项基于宽带网络的远程视频拍摄、传输、存储、管理的新型应用增值业务。该业务利用电信运营商的已有宽带网络资源将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域的统一监控、存储、管理及资源共享，以协助相关部门扩大视觉和听觉范围、提高工作效率。

对于摄像头采集的数据传输，一般清晰度所需的带宽约为512k，高清晰度所需带宽平均为1.5M，这也就要求系统到各个监控点的接入带宽不小于1.5M，尤其需要注意的是，视频监控需要的是上行带宽。

综上所述，目前及将来一段时间内，各主要的业务所需带宽如下。

表 业务需求总结

根据以上宽带上网业务的发展趋势可以看出，今后宽带上网业务特点主要包括以下特征。

其一，业务种类丰富：从传统的WEB，EMAIL等应用逐渐向视频，话音等更丰富的业务种类发展。

其二，带宽需求更高：高速上网的带宽将达到6M，视频类的业务带宽需求更高。

其三，业务区分和服务质量保证更精细化：由于业务种类的丰富，以及业务对不同业务质量的要求，对于不同业务类型需要进行更为精细化的业务区分，同时在区分业务的基础上需要对不同种类的业务进行业务质量的保证。

其四，对称型带宽需求的业务将会大量出现：以视频通讯和网络游戏为主的对称型带宽要求的业务会大量出现，需要充分考虑宽带接入网络中上行带宽的要求。

按照宽带上网业务的发展趋势和特点，对于宽带接入网络的要求则体现在以下方面。

宽带提速需要满足将来业务的发展需求：在近期应该满足高速用户应能提供20M的带宽接入，对于中低速用户应能够提供8M左右的带宽要求；将来应能向50-100M的下行带宽发展。

接入网络应该支持对于业务类型的区分：如基于VLAN或端口的业务类型区分。

接入网络应该支持对不同业务类型的带宽限制功能：对于多业务接入时，接入网络应该能够针对不同接入业务进行带宽的限制和保证功能。

接入网络应该支持对不同业务类型的服务质量保证：对于不同的业务类型，应该有不同的服务质量保证，满足不同业务的业务质量要求。

接入网络应充分考虑对称型业务的上行带宽要求：在视频通讯和游戏业务这些对称型业务接入时，上行带宽的要求与下行带宽一致。

组建智能家庭网络

家庭网络组网应该包括以下几个网络实体：网络接入功能实体（NAE），负责终结接入技术；家庭网络核心功能实体（HCE），负责完成家庭网络的核心功能，包括家庭内部设备的联网、远程管理、QoS、安全等；功能处理实体（FPE），负责IP/非IP的转换，以及信令和媒体格式的转换；用户终端功能实体（EUTE），由用户直接使用，提供用户界面（UI）。家庭网络的物理设备可以分为4类：接入网络终端设备、家庭网关、适配设备、用户终端设备。其中适配设备完成非IP设备到IP网络的转化接入功能。

家庭网关除了提供家庭网络的广域网接口之外，还要连接以下家庭网络功能实体。

家庭信息网络实体：包括电脑，PDA，存储器和打印机等，可以通过有线接口，如Ethernet,USB或者无线接口，如WiFi接口等，将这些设备连接起来。

家庭通信网络实体：包括各种电话设备，Video Phone, IP Phone等；家庭娱乐网络实体：包括电视机，机顶盒，PC，Radio Player等；家庭自动控制实体：如摄像机，各种电器的智能控制设备等。

根据家庭网关所提供的广域网接口不同，一般可以将家庭网关分为以下几种。

提供Ethernet接口的家庭网关，这种家庭网关的应用是最普遍的。除了可以直接提供Ethernet接口上联到广域网之外，还可以连接xDSL MODEM,PON的终端ONT，Cable MODEM, PLC的终端设备，这些广域网的终端设备一般都能够提供Ethernet接口。

直接提供xDSL接口的家庭网关，这种家庭网关本身内置了xDSL MODEM功能；直接提供xPON接口的家庭网关，内置了ONT的功能；直接提供Cable接口的家庭网关，内置了Cable Modem功能；直接提供PLC接口的家庭网关，内置了PLC终端的功能。