1PON常識

光纖是如此的“便宜又好用”，因此FTTx（Fiber To The X，光纖接入）作為新一代

寬帶解決方案被廣泛應用，為用戶提供高帶寬、全業務的接入平臺。而FTTH（Fiber To The

Home，光纖到戶，將光纖直接接至用戶家）更是被稱為是最理想的業務透明網絡，

是接入網發展的最終方式。

而FTTx是如何實現的呢？在多種方案中，點到多點（P2MP）的光纖接入方式PON

（Passive Optical Network，無源光纖網絡）是最佳選擇。PON是一種應用于接入網，局端

設備（OLT）與多個用戶端設備（ONU/ONT）之間通過無源的光纜、光分/合路器等組成

的光分配網（ODN）連接的網

OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）

ONU（Optical Network Unit，光網絡單元）

ONT（ Optical Network Terminal，光網絡終端）

ODN（Optical Distribution Network，光分配網）

ONU和ONT都屬于用戶端設備，它們的區別在于ONT直接位于用戶端，而ONU與

用戶之間還有其它網絡，如以太網。“無源”的關鍵是在OLT和ONU之間的ODN是沒

有任何有源電子設備的光接入網，正因為此“無源”特性，使得PON這種純介質網絡可以

避免外部設備的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部設備故障率，提高了系統可靠性，

同時減少了維護成本。

PON技術是從20世紀90年開始發展，ITU（國際電信聯盟）從APON（155 M）開始，

發展BPON（622 M），以及到GPON（2.5 G）；同時在本世紀出，由于以太網技術的廣

泛應用， IEEE也在以太網技術上發展了EPON技術。目前用于寬帶接入的PON技術主

要有EPON和GPON，兩者采用不同標準。未來的發展是更高帶寬，比如EPON/GPON技

術上發展了10 G EPON/10 G GPON，帶寬得到更高的提升。

寬帶網絡應用

[1] 1、PON設備的網絡規劃- OLT的部署。

xPON建設初期，宜采用集中設置，在傳輸匯聚節點設置OLT節點覆蓋一定區域內的

零散用戶。在xPON應用成熟期，宜采用分散設置的原則，將OLT設置在條件較好的有線

接入或無線接入點機房，逐步向接入網接入和無線接入點相統一進行過渡，充分實現基礎

資源的綜合利用。采用大容量的OLT設備，充分利用光接入的距離優勢，減少局所，降低

維護成本。

2、PON設備的網絡規劃-分光器的部署。分光器分光：目前PON可以采取兩級分光方

式來保證部署的靈活和端口的充分利用；當用戶滲透率提高時，將二級分光調整為一級分

光；就目前接入PON網絡宜采用一級分光，盡量不超過兩級分光。用戶規模較小時，分光

器應集中設置；用戶規模較大時，分光器可適當分散設置，以便盡量靠近用戶。分光器布

放位置：分光器可以根據工程的實際情況布放在交接箱、小區機房、樓道和弱電井等地方。

3、PON設備的網絡規劃- ONU的部署。

建設PON網絡實現接入網/FTTB時，宜盡量選用內置語音模塊的設備實現綜合業務接

入。ONU應根據FTTx網絡的應用模式、業務需求進行設置。對于接入網應用，應盡量將

ONU設置在用戶家里，避免安裝在門口或樓道內。對普通公眾用戶，可將ONU設置在用

戶終端智能盒內提供保護，或者放置于桌面(采用光纖信息插座)。對于FTTB應用，可選擇

將ONU設置在大樓樓道或豎井內機柜、室外光交接箱等不同位置集中放置。ONU原則上

采用本地供電方式，盡量不采用遠端供電方式。為保證斷電時語音業務的正常開展，可以

根據提供電池模塊提供備用電源。

Fiber-to-the-x （FTTx）光纖接入

(FTTx, x = H for home, P for premis, C for curb and N for node or

neighborhood) 其中FTTH光纖到戶，FTTP光纖到駐地，FTTC光纖到路邊/

小區，FTTN光纖到結點。

光纖到家庭(FTTH)是20年來人們不斷追求的夢想和探索的技術方向，但由

于成本、技術、需求等方面的障礙，至今還沒有得到大規模推廣與發展。然而，

這種進展緩慢的局面最近有了很大的改觀。由于政策上的扶持和技術本身的發

展，在沉寂多年后，FTTH再次成為熱點，步入快速發展期。目前所興起的各種

相關寬帶應用如VoIP、Online-game、E-learning、MOD (Multimedia on Demand)

及智能家庭等所帶來生活的舒適與便利，HDTV所掀起的交互式高清晰度的收

視革命都使得具有高帶寬、大容量、低損耗等優良特性的光纖成為將數據傳送

到客戶端的媒質的必然選擇。正因為如此，很多有識之士把FTTx(特別是光纖

到家、光纖到駐地)視為光通信市場復蘇的重要轉折點。并且預計今后幾年，

FTTH網將會有更大的發展。本文將對FTTx的劃分，實施的主要技術以及

FTTx現在在世界各地的發展做一個綜合的介紹。

劃分

FTTx技術主要用于接入網絡光纖化，范圍從區域電信機房的局端設備到用

戶終端設備，局端設備為光線路終端(Optical Line Terminal; OLT)、用戶端設備

為光網絡單元(Optical Network Unit; ONU)或光網絡終端 (Optical Network

Terminal; ONT)。

根據光纖到用戶的距離來分類，可分成:

光纖到交換箱(Fiber To The Cabinet; FTTCab)、

光纖到路邊(Fiber To The Curb; FTTC)、

光纖到大樓(Fiber To The Building; FTTB)、

光纖到戶(Fiber To The Home; FTTH)等種服務形態。

美國運營商Verizon將FTTB及FTTH合稱光纖到駐地(Fiber To The

Premi; FTTP)。上述服務可統稱FTTx。

FTTC為目前最主要的服務形式，主要是為住宅區的用戶作服務，將ONU

設備放置于路邊機箱，利用ONU出來的同軸電纜傳送CATV信號或雙絞線傳送

電話及上網服務。

FTTB依服務對象區分有兩種，一種是公寓大廈的用戶服務，另一種是商業

大樓的公司行號服務，兩種皆將ONU設置在大樓的地下室配線箱處，只是公寓

大廈的ONU是FTTC的延伸，而商業大樓是為了中大型企業單位，必須提高傳

輸的速率，以提供高速的數據、電子商務、視頻會議等寬帶服務。

至于FTTH，ITU認為從光纖端頭的光電轉換器（或稱為媒體轉換器MC）

到用戶桌面不超過100米的情況才是FTTH。FTTH將光纖的距離延伸到終端用

戶家里，使得家庭內能提供各種不同的寬帶服務，如VOD、在家購物、在家上

課等，提供更多的商機。若搭配WLAN技術，將使得寬帶與移動結合，則可以

達到未來寬帶數字家庭的遠景。

FTTP(fiber to the premi，光纖到用戶所在地)，北美術語，FTTP將光纜

一直擴展到家庭或企業。由于光纖可提供比最后一公里使用的雙絞線或同軸電

纜更多的帶寬，因此運營商利用它來提供語音、視頻和數據服務。 FTTP具有

25M到50Mbps或更高的速度，相比之下，其他類型的寬帶服務的最大速度約

為5M到6Mbps。此外FTTP還支持全對稱服務。

FTTZ(Fiber To The Zone)，是指光纖到小區。FTTx技術主要用于接入網絡

光纖化，范圍從區域電信機房的局端設備到用戶終端設備，局端設備為光線路

終端(Optical Line Terminal; OLT)、用戶端設備為光網絡單元(Optical Network

Unit; ONU)或光網絡終端(Optical Network Terminal; ONT)。

技術分類

光纖連接ONU主要有兩種方式，一種是點對點形式拓撲(Point to Point;

P2P)，從中心局到每個用戶都用一根光纖；另外一種是使用點對多點形式拓撲

方式(Point to MultiPoint; P2MP)的無源光網絡(Passive Optical Network; PON)

對于具有N個終端用戶的距離為M km的無保護FTTx系統，如果采用點到點

的方案，需要2N個光收發器和NM km的光纖。但如果采用點到多點的方案，

則需要N十個光收發器、一個或多個(視N的大小)光分路器、和大約M km的

光纖，在這一點上，采用點到多點的方案，大大地降低了光收發器的數量和光

纖用量，并降低了中心局所需的機架空間，有著明顯的成本優勢。

2.1.點到點的

FTTx解決方案

點對點直接光纖連接具有容易管理、沒有復雜的上行同步技術和終端自動

識別等優點。另外上行的全部帶寬可被一個終端所用，這非常有利于帶寬的擴

展。但是這些優點并不能抵消它在器件和光纖成本方面的劣勢。

Ethernet + Media Converter就是一種過渡性的點對點FTTH方案，此種方

案使用媒體轉換器（Media Converter；MC）方式將電信號轉換成光信 號進行

長距離的傳輸。其中MC是一個單純的光電/電光轉換器，它并不對信號包做加

工，因此成本低廉。這種方案的好處是對于已有的電的Ethernet設備只需要加

上MC即可。對于目前已經普及的100 Mbps Ethernet網絡而言，100 Mbps的

速率也可滿足接入網的需求，不必更換支持光纖傳輸的網卡，只需要加上MC，

這樣用戶可以減少升級的成本，是點對點FTTH方案過渡期間網絡的解決方案。

由于其技術架構相當簡單、便宜并直接結合以太網絡而一度成為日本FTTH的

主流，但在2004 OFC會議中，NTT宣稱將從現在起日本FTTH標案將采取點

對多點(Point to Multi-Point, P2MP)架構的PON網絡模式，勢必將影響MC的

未來。

2.2.點到多點的FTTx解決方案

在光接人網中，如果光配線網(ODN)全部由無源器件組成，不包括任何有源

節點，則這種光接人網就是PON。PON的架構主要是將從光纖線路終端設備

OLT下行的光信號，通過一根光纖經由無源器Splitter（光分路器），將光信號

分路廣播給各用戶終端設備ONU/T，這樣就大幅減少網絡機房及設備維護的成

本，更節省了大量光纜資源等建置成本，PON因而成為FTTH最新熱門技術。

PON技術始于20世紀80年代初，目前市場上的PON產品按照其采用的技術，

主要分為APON／BPON(ATM PON/寬帶PON)、EPON(以太網PON)和

GPON(千兆比特PON)，其中，GPON是最新標準化和產品化的技術。不同PON

技術有著不同的優缺點

接入網技術

PON作為一種接入網技術，定位在常說的“最后一公里”，也就是在服務

提供商、電信局端和商業用戶或家庭用戶之間的解決方案。

隨著寬帶應用越來越多，尤其是視頻和端到端應用的興起，人們對帶寬的

需求越來越強烈。在北美，每個用戶的帶寬需求在5年內將達到20～50Mb/s，

而在10年內將達到70Mb/s。在如此高的帶寬需求下，傳統的技術將無法勝任，

而PON技術卻可以大顯身手。

1987年英國電信公司的研究人員最早提出了PON的概念。下面對幾種分別

進行介紹。

APON是在1995年提出的，當時，ATM被期望為在局域網(LAN)、城域網

(MAN)和主干網占據主要地位。各大電信設備制造商也研發出了APON產品，

目前在北美、日本和歐洲都有APON產品的實際應用。然而APON經過多年的

發展，并沒有很好的占領市場。主要原因是ATM協議復雜，APON的推廣受阻

的影響，另外設備價格較高，相對于接入網市場來說還較昂貴。由于APON只

能為用戶端提供ATM服務，2001年底FSAN更新網頁把APON改名為BPON，

即“寬帶PON”， APON標準衍變成為能夠提供其他寬帶服務（如Ethernet

接入、視頻廣播和高速專線等）的BPON標準。

在局域網領域，Ethernet技術高速發展。Ethernet已經發展成為了一個廣

為接受的標準，現在全球有超過400萬個以太端口，95％的LAN都是使用

Ethernet技術。Ethernet技術發展很快，傳輸速率從 10 Mbit／s、100Mbit／

s1000Mbit／s、10 Gbit/s甚至40 Gbit／s，呈數量級提高；應用環境也從LAN

向MAN、核心網發展。

EPON就是由IEEE 802．3工作組在2000年11月成立的EFM(Ethernet in

the First Mile)研究小組提出的。EPON是幾個最佳的技術和網絡結構的結合。

EPON以Ethernet為載體，采用點到多點結構、無源光纖傳輸方式，下行速率

目前可達到10 Gbit／s，上行以突發的以太網包方式發送數據流。另外，EPON

也提供一定的運行維護和管理(OAM)功能。

EPON技術和現有的設備具有很好的兼容性。而且EPON還可以輕松實現

帶寬到10 Gbit/s的平滑升級。新發展的服務質量(QoS)技術使以太網對語音、數

據和圖像業務的支持成為可能。這些技術包括全雙工支持、優先級(p802.1p)和

虛擬局域網(VLAN)。但目前Ethernet支持多業務的標準還沒有形成，它對非數

據業務，尤其是TDM業務還不能很好地支持。另外，和GPON相比它的傳輸

效率較低。 2001年，FSAN組啟動了另外一項標準工作，旨在規范工作速率高

于1Gbit／s的PON網絡．這項工作被稱為Gigabit PON(GPON)。GPON除了

支持更高的速率之外，還要以很高的效率支持多種業務，提供豐富的OAM＆P

功能和良好的擴展性。大多數先進國家運營商的代表，提出一整套“吉比特業

務需求”(GSR)文檔，作為提交ITU-T的標準之一；反過來又成為提議和開發

GPON解決方案的基礎。這說明GPON是一種按照消費者的準確需求設計、由

運營商驅動的解決方案，是值得產品用戶信賴的。

3.光纖回路分類

FTTx

在傳輸層的設計中分為三類，分別是Duplex雙纖雙向回路，Simplex單纖

雙向回路和Triplex單纖三向回路。其中雙纖回路是在OLT端和ONU端之間使

用兩路光纖連接，一路為下行(Downstream)，信號由OLT端到ONU端；另一

路為上行(Upstream)，信號由ONU端到OLT端。Simplex單纖回路又稱為

Bidirectional，簡稱BIDI，這種方案只使用一條光纖連接OLT端和ONU端，

并利用WDM方式，以不同波長的光信號分別傳送上行和下行的信號。這種利

用WDM方式傳輸的單纖回路和Duplex雙纖回路相比可減少一半的光纖使用

量，可以降低ONU用戶端的成本，但是使用單纖方式時在光收發模塊上要引入

分光合光單元，架構比使用雙纖方式的光收發模塊復雜一點。BIDI上行信號選

用1260至1360nm波段的激光傳輸，下行則使用1480至1580 nm波段。而在

雙纖回路中則是上下行都使用1310 nm波段傳送信號。

4.總結

在2004年中國光電產業論壇上，趙梓森院士等多位專家都認為，未來的廣

電市場將是推動FTTH在中國發展的主力軍，因此采用三波長的PON比較方便，

其中一個波長（1550nm）傳輸廣播電視，2個波長（1310/1490nm）傳輸上下行

數據，這就需要所謂的Triplex架構。而Triplexer也就成為FTTH系統需要的

一種關鍵元器件，烽火科技集團根據市場需要又迅速推出單纖三向光電產品，

主要應用在FTTC（光纖到小區）、FTTB（光纖到大樓）、FTTH（光纖到家）、

FTTD(光纖到桌)中。