宽带光纤接入网的发展趋势论文

编号：_______________
商丘科技职业学院
毕业论文（设计）

题目：宽带光纤接入网的发展趋势
_ __

系 别 ： 计算机科学系
专 业 ： 计算机网络
姓 名 ： 翟 伟 栋
成 绩 ：
指导教师 ： 路 晓 亚

2011年5月
摘 要
本文首先简要介绍世界宽带接入网发展的状况和主要应用，然后讲述了宽带光纤接
入网的优点。接下来，重点分析了宽带点到点有源以太网光纤系统和宽带点到多无源光
纤系统的特点和应用。最后提出我国光纤接入网的发辰可能跨越APON、GEPON和EPON
阶段，从宽带点到点以太网光纤系统和GEPON开始，乃至最终过渡到GPON阶段的初步
设想。
关键词：宽带光纤接入网，APON、GEPON和EPON，GPON
目 录
第一章 宽带接入网发展的状况和主要应用 ............................... 1
第二章 宽带光纤接入网的优势 ......................................... 3
第三章 点到点有源光纤接入网 ......................................... 4
3.1 有源光纤接入网 ............................................... 4
3.2 宽带数字环路载波系统 ......................................... 5
3.3 点到点同步数字系列/多业务传送平台系统 ........................ 6
第四章 点到多点及无源光网络系统 ..................................... 7
4.1 无源光网络技术 ............................................... 7
4.2 APON和BPON .................................................. 9
4.3 EPON/GEPON ................................................... 9
4.4 GPON ........................................................ 10
结束语 ............................................................. 12
参考文献 ........................................................... 13
第一章 宽带接入网发展的状况和主要应用
进入21世纪以来，全球宽带接入网进入了大发展阶段。其中亚太地区，特别是韩
国和日本是发展最迅猛的国家，这与其政府的大力推动是密不可分的。韩国经过三年的
大发展，宽带用户总数突破1 000万，宽带普及率达到世界第一，占家庭用户的70％，
互联网用户的90％，市场规模达到40亿美元。日本政府也通过各种措施（包括eJapan、
uJapan等一系列国家项目）大力推动宽带技术的发展，目前宽带用户总数为1 500万，
其中光纤到户（FTTh）达到120万，计划到2005年将宽带用户总数提高到3 000万，
其中FTTh达到1 000万。美国的宽带接入以电缆电视和ADSL为主，近来光纤到驻地
（FTTP）已引起不少地方政府的兴趣，成为近期FTTP发展的主要驱动力，传统电信公
司中Verizon的态度最积极，计划在2004年敷设100万户。到2004年底，总用户数已
经达到1.5亿，成为电信史上发展最快的电信业务之一，甚至比移动业务还快。例如全
球移动业务从1000万发展到1亿花了5.5年，而宽带接入业务仅用了3.5年。按照IDC
的预测，2007年全球宽带总用户可以达到2.09亿，其中大约2000万用户为光纤接入
网。
就光纤接入网，特别是光纤到驻地(FTTP)或光纤到家(FTTH)而言，全球已经开始进
入启动阶段，仅美国就有270个FTTP项目，多半是地方政府、公共公司、房地产开发
商和非主导电信运营商的项目。我国宽带接入网在近两年发展也十分迅速，据初步统计，
到2004年底我国宽带用户为2500万，成为仅次于美国的第二大宽带接入市场，其中主
导技术是ADSL，大约占70%左右，其次是以太网技术，还有少量宽带无线接入和电缆调
制解调器接入，对于FTTH技术还处在跟踪阶段，少数发达城市也已经在开始考虑和试
验各种FTTHI技术。
从宽带应用看，按照美国麦肯锡公司的最新分析，初期的宽带应用主要是高速上网，
可以增加约30％的上网时间。此后，随着宽带业务的大规模拓展，开发新的业务将成
为继续发展的动力。据美国ＲhＫ在2004年第一季度的调查结果显示，2003年美国前
五名的宽带消费是网上赌博、成人节目、游戏、音乐下载和视频点播，具有明显的向消
费类业务倾斜的趋势。韩国宽带市场的成功发展主要取决于两大因素：第一是政府的大
力支持，包括政策推进、政府资金的支持等，例如韩国政府拨出15亿美元资助运营商
建网，发放10亿美元低息贷款鼓励建网，开发200美元的低价电脑扶贫以及开放健康
的市场竞争环境；第二是丰富的在线应用和内容，教育与游戏相结合形成的应用突破使
网民的上网时间从每月17 h提高到44 h。
需要指出，讨论应用驱动要防止进入一个基本认识上的误区，即不能寄希望于人为
事先研究开发出一两项所谓的"杀手锏应用"来推广应用。事实上，从电信发展历史看，
当网络用户数达到一定规模时，各种应用会自然产生，这也是所谓的迈特卡夫定律的威
力所在。历史上没有一种技术生来就带着一大堆应用，无论是移动通信还是互联网，其
短信、浏览、网上聊天等关键应用都是在用户规模发展到一定程度后自然产生的，而不
是事先刻意设计和策划出来的。
从宽带光纤接入网的发展趋势来看，呈现出以下特点：
第一，DSL技术仍然占据宽带市场的主导地位，但宽带面临全面提速使DSL从第二
代ADSL2+技术向第三代VDSL2技术演进。
第二，宽带光纤接入网正从传统的铜线接入网向“有线铜退光进、无线宽带移动化、
有线无线相互补充、实现无缝接入”的目标演进。近年来，以EPON和GPON为代表的光
纤接入网产业链逐步成熟，光纤接入网规模应用的时机已经来临，全球光纤接入部署开
始加速。据统计，至2008年6月全球光纤接入用户已达到4000万户，FTTx是目前用
户增长速度最快的宽带接入技术，2008年第二季度，FTTx的增长率为6.9%，同期DSL
和cablemodem的用户增长率分别为3.8%和3.0%。从全球来看，FTTx的部署呈现“日
本成熟、北美和欧洲规模导入”的总体特点。
第三，从FTTx的建设模式和采用的技术来看，全球不同地区也存在较大差异，日
本为“光纤到户（FTTH）为主，光纤到楼/路边（FTTB/C）为辅”，而北美则呈现“FTTH
和FTTB/C并存”的特点。从FTTx采用的技术来看，全球也存在着较大的差异，日本以
EPON技术为主，而北美、欧洲和全球大部分国家选择了GPON，相比较而言，EPON技术
和产业链已经非常成熟，而近年来，GPON技术随着规划部署发展速度较快，技术和产
业链也已成熟。
第四，从无线接入市场来看，无线接入技术将从传统的作为有线接入补充的定位向
“与有线接入并存、面向个人、家庭、商企更多受众、短距离和城域接入等多种技术并
存，兼顾移动和漫游”的方向发展，宽带城域无线接入技术、更高速率的无线局域网技
术、短距离无线电技术都是技术发展的重点领域。
第二章 宽带光纤接入网的优势
光纤接入网具有如下优点：
（1）光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的需求越来
越高，除了打电话、看电视以外，还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银
行、远程教学、视频点播（VOD）以及高清晰度电视（HDTV）等。这些业务用铜线
或双绞线是比较难实现的。
（2）光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽，
解除了铜线径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，保证了信号传输质量，用光
缆代替铜缆，可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。
（3）光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。
（4）光纤接入网提供数据业务，有完善的监控和管理系统，能适应将来宽带
综合业务数字网的需要，打破“瓶颈”，使信息高速公路畅通无阻。
宽带接入网的技术实现手段有多种，包括铜线上的DSL和以太网技术，同轴电缆上
的HFC技术，光纤上的各种有源和无源技术，以及无线上的宽带接入技术等。当前各种
宽带接入技术都在发展和应用，从世界范围看，电信公司是以ADSL为主发展的。根据
ATM论坛的统计，2004年第一季度全球已有7 340多万ADSL宽带用户，其他宽带接入
技术的用户量都不是很大。
目前的ADSL技术是建立在铜线基础上的宽带接入技术，然而铜是世界性战略资源，
所以随着国际铜缆价格的持续攀升，以铜缆为基础的ｘDSL的线路成本会越来越高；其
次，作为有源设备，电磁干扰难以避免，维护成本也会越来越高；最后，随着全网的光
纤化进程继续向用户侧延伸，端到端宽带连接的限制将越来越集中在接入段，目前ADSL
上行1 MBit/s和下行8 MBit/s的连接速率已无法满足高端用户的长远需求。尽管ADSL2
和ADSL2＋技术有望缓解这一压力，但其速率和传输距离的继续大幅度提高是受限的，
不能指望有本质性突破随着光纤在长途网、城域网乃至接入网主干段的大量应用，逻辑
的发展趋势将是继续向接入网的配线段和引入线部分延伸，关键是推进速度有多快?这
将取决于多种因素，包括市场的需求、竞争的需要、应用的刺激、技术的进步，成本的
下降和配套运维系统的开发等等。我国2008年举办奥运会和2010年举办世界博览会这
两大事件将在一定程度上会推进宽带光纤接入网的发展。