1PON常识

光纤是如此的“便宜又好用”，因此FTTx（Fiber To The X，光纤接入）作为新一代

宽带解决方案被广泛应用，为用户提供高带宽、全业务的接入平台。而FTTH（Fiber To The

Home，光纤到户，将光纤直接接至用户家）更是被称为是最理想的业务透明网络，

是接入网发展的最终方式。

而FTTx是如何实现的呢？在多种方案中，点到多点（P2MP）的光纤接入方式PON

（Passive Optical Network，无源光纤网络）是最佳选择。PON是一种应用于接入网，局端

设备（OLT）与多个用户端设备（ONU/ONT）之间通过无源的光缆、光分/合路器等组成

的光分配网（ODN）连接的网

OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）

ONU（Optical Network Unit，光网络单元）

ONT（ Optical Network Terminal，光网络终端）

ODN（Optical Distribution Network，光分配网）

ONU和ONT都属于用户端设备，它们的区别在于ONT直接位于用户端，而ONU与

用户之间还有其它网络，如以太网。“无源”的关键是在OLT和ONU之间的ODN是没

有任何有源电子设备的光接入网，正因为此“无源”特性，使得PON这种纯介质网络可以

避免外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少线路和外部设备故障率，提高了系统可靠性，

同时减少了维护成本。

PON技术是从20世纪90年开始发展，ITU（国际电信联盟）从APON（155 M）开始，

发展BPON（622 M），以及到GPON（2.5 G）；同时在本世纪出，由于以太网技术的广

泛应用， IEEE也在以太网技术上发展了EPON技术。目前用于宽带接入的PON技术主

要有EPON和GPON，两者采用不同标准。未来的发展是更高带宽，比如EPON/GPON技

术上发展了10 G EPON/10 G GPON，带宽得到更高的提升。

宽带网络应用

[1] 1、PON设备的网络规划- OLT的部署。

xPON建设初期，宜采用集中设置，在传输汇聚节点设置OLT节点覆盖一定区域内的

零散用户。在xPON应用成熟期，宜采用分散设置的原则，将OLT设置在条件较好的有线

接入或无线接入点机房，逐步向接入网接入和无线接入点相统一进行过渡，充分实现基础

资源的综合利用。采用大容量的OLT设备，充分利用光接入的距离优势，减少局所，降低

维护成本。

2、PON设备的网络规划-分光器的部署。分光器分光：目前PON可以采取两级分光方

式来保证部署的灵活和端口的充分利用；当用户渗透率提高时，将二级分光调整为一级分

光；就目前接入PON网络宜采用一级分光，尽量不超过两级分光。用户规模较小时，分光

器应集中设置；用户规模较大时，分光器可适当分散设置，以便尽量靠近用户。分光器布

放位置：分光器可以根据工程的实际情况布放在交接箱、小区机房、楼道和弱电井等地方。

3、PON设备的网络规划- ONU的部署。

建设PON网络实现接入网/FTTB时，宜尽量选用内置语音模块的设备实现综合业务接

入。ONU应根据FTTx网络的应用模式、业务需求进行设置。对于接入网应用，应尽量将

ONU设置在用户家里，避免安装在门口或楼道内。对普通公众用户，可将ONU设置在用

户终端智能盒内提供保护，或者放置于桌面(采用光纤信息插座)。对于FTTB应用，可选择

将ONU设置在大楼楼道或竖井内机柜、室外光交接箱等不同位置集中放置。ONU原则上

采用本地供电方式，尽量不采用远端供电方式。为保证断电时语音业务的正常开展，可以

根据提供电池模块提供备用电源。

Fiber-to-the-x （FTTx）光纤接入

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

neighborhood) 其中FTTH光纤到户，FTTP光纤到驻地，FTTC光纤到路边/

小区，FTTN光纤到结点。

光纤到家庭(FTTH)是20年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由

于成本、技术、需求等方面的障碍，至今还没有得到大规模推广与发展。然而，

这种进展缓慢的局面最近有了很大的改观。由于政策上的扶持和技术本身的发

展，在沉寂多年后，FTTH再次成为热点，步入快速发展期。目前所兴起的各种

相关宽带应用如VoIP、Online-game、E-learning、MOD (Multimedia on Demand)

及智能家庭等所带来生活的舒适与便利，HDTV所掀起的交互式高清晰度的收

视革命都使得具有高带宽、大容量、低损耗等优良特性的光纤成为将数据传送

到客户端的媒质的必然选择。正因为如此，很多有识之士把FTTx(特别是光纤

到家、光纤到驻地)视为光通信市场复苏的重要转折点。并且预计今后几年，

FTTH网将会有更大的发展。本文将对FTTx的划分，实施的主要技术以及

FTTx现在在世界各地的发展做一个综合的介绍。

划分

FTTx技术主要用于接入网络光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用

户终端设备，局端设备为光线路终端(Optical Line Terminal; OLT)、用户端设备

为光网络单元(Optical Network Unit; ONU)或光网络终端 (Optical Network

Terminal; ONT)。

根据光纤到用户的距离来分类，可分成:

光纤到交换箱(Fiber To The Cabinet; FTTCab)、

光纤到路边(Fiber To The Curb; FTTC)、

光纤到大楼(Fiber To The Building; FTTB)、

光纤到户(Fiber To The Home; FTTH)等种服务形态。

美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地(Fiber To The

Premi; FTTP)。上述服务可统称FTTx。

FTTC为目前最主要的服务形式，主要是为住宅区的用户作服务，将ONU

设备放置于路边机箱，利用ONU出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送

电话及上网服务。

FTTB依服务对象区分有两种，一种是公寓大厦的用户服务，另一种是商业

大楼的公司行号服务，两种皆将ONU设置在大楼的地下室配线箱处，只是公寓

大厦的ONU是FTTC的延伸，而商业大楼是为了中大型企业单位，必须提高传

输的速率，以提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。

至于FTTH，ITU认为从光纤端头的光电转换器（或称为媒体转换器MC）

到用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。FTTH将光纤的距离延伸到终端用

户家里，使得家庭内能提供各种不同的宽带服务，如VOD、在家购物、在家上

课等，提供更多的商机。若搭配WLAN技术，将使得宽带与移动结合，则可以

达到未来宽带数字家庭的远景。

FTTP(fiber to the premi，光纤到用户所在地)，北美术语，FTTP将光缆

一直扩展到家庭或企业。由于光纤可提供比最后一公里使用的双绞线或同轴电

缆更多的带宽，因此运营商利用它来提供语音、视频和数据服务。 FTTP具有

25M到50Mbps或更高的速度，相比之下，其他类型的宽带服务的最大速度约

为5M到6Mbps。此外FTTP还支持全对称服务。

FTTZ(Fiber To The Zone)，是指光纤到小区。FTTx技术主要用于接入网络

光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备，局端设备为光线路

终端(Optical Line Terminal; OLT)、用户端设备为光网络单元(Optical Network

Unit; ONU)或光网络终端(Optical Network Terminal; ONT)。

技术分类

光纤连接ONU主要有两种方式，一种是点对点形式拓扑(Point to Point;

P2P)，从中心局到每个用户都用一根光纤；另外一种是使用点对多点形式拓扑

方式(Point to MultiPoint; P2MP)的无源光网络(Passive Optical Network; PON)

对于具有N个终端用户的距离为M km的无保护FTTx系统，如果采用点到点

的方案，需要2N个光收发器和NM km的光纤。但如果采用点到多点的方案，

则需要N十个光收发器、一个或多个(视N的大小)光分路器、和大约M km的

光纤，在这一点上，采用点到多点的方案，大大地降低了光收发器的数量和光

纤用量，并降低了中心局所需的机架空间，有着明显的成本优势。

2.1.点到点的

FTTx解决方案

点对点直接光纤连接具有容易管理、没有复杂的上行同步技术和终端自动

识别等优点。另外上行的全部带宽可被一个终端所用，这非常有利于带宽的扩

展。但是这些优点并不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。

Ethernet + Media Converter就是一种过渡性的点对点FTTH方案，此种方

案使用媒体转换器（Media Converter；MC）方式将电信号转换成光信 号进行

长距离的传输。其中MC是一个单纯的光电/电光转换器，它并不对信号包做加

工，因此成本低廉。这种方案的好处是对于已有的电的Ethernet设备只需要加

上MC即可。对于目前已经普及的100 Mbps Ethernet网络而言，100 Mbps的

速率也可满足接入网的需求，不必更换支持光纤传输的网卡，只需要加上MC，

这样用户可以减少升级的成本，是点对点FTTH方案过渡期间网络的解决方案。

由于其技术架构相当简单、便宜并直接结合以太网络而一度成为日本FTTH的

主流，但在2004 OFC会议中，NTT宣称将从现在起日本FTTH标案将采取点

对多点(Point to Multi-Point, P2MP)架构的PON网络模式，势必将影响MC的

未来。

2.2.点到多点的FTTx解决方案

在光接人网中，如果光配线网(ODN)全部由无源器件组成，不包括任何有源

节点，则这种光接人网就是PON。PON的架构主要是将从光纤线路终端设备

OLT下行的光信号，通过一根光纤经由无源器Splitter（光分路器），将光信号

分路广播给各用户终端设备ONU/T，这样就大幅减少网络机房及设备维护的成

本，更节省了大量光缆资源等建置成本，PON因而成为FTTH最新热门技术。

PON技术始于20世纪80年代初，目前市场上的PON产品按照其采用的技术，

主要分为APON／BPON(ATM PON/宽带PON)、EPON(以太网PON)和

GPON(千兆比特PON)，其中，GPON是最新标准化和产品化的技术。不同PON

技术有着不同的优缺点

接入网技术

PON作为一种接入网技术，定位在常说的“最后一公里”，也就是在服务

提供商、电信局端和商业用户或家庭用户之间的解决方案。

随着宽带应用越来越多，尤其是视频和端到端应用的兴起，人们对带宽的

需求越来越强烈。在北美，每个用户的带宽需求在5年内将达到20～50Mb/s，

而在10年内将达到70Mb/s。在如此高的带宽需求下，传统的技术将无法胜任，

而PON技术却可以大显身手。

1987年英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念。下面对几种分别

进行介绍。

APON是在1995年提出的，当时，ATM被期望为在局域网(LAN)、城域网

(MAN)和主干网占据主要地位。各大电信设备制造商也研发出了APON产品，

目前在北美、日本和欧洲都有APON产品的实际应用。然而APON经过多年的

发展，并没有很好的占领市场。主要原因是ATM协议复杂，APON的推广受阻

的影响，另外设备价格较高，相对于接入网市场来说还较昂贵。由于APON只

能为用户端提供ATM服务，2001年底FSAN更新网页把APON改名为BPON，

即“宽带PON”， APON标准衍变成为能够提供其他宽带服务（如Ethernet

接入、视频广播和高速专线等）的BPON标准。

在局域网领域，Ethernet技术高速发展。Ethernet已经发展成为了一个广

为接受的标准，现在全球有超过400万个以太端口，95％的LAN都是使用

Ethernet技术。Ethernet技术发展很快，传输速率从 10 Mbit／s、100Mbit／

s1000Mbit／s、10 Gbit/s甚至40 Gbit／s，呈数量级提高；应用环境也从LAN

向MAN、核心网发展。

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

the First Mile)研究小组提出的。EPON是几个最佳的技术和网络结构的结合。

EPON以Ethernet为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式，下行速率

目前可达到10 Gbit／s，上行以突发的以太网包方式发送数据流。另外，EPON

也提供一定的运行维护和管理(OAM)功能。

EPON技术和现有的设备具有很好的兼容性。而且EPON还可以轻松实现

带宽到10 Gbit/s的平滑升级。新发展的服务质量(QoS)技术使以太网对语音、数

据和图像业务的支持成为可能。这些技术包括全双工支持、优先级(p802.1p)和

虚拟局域网(VLAN)。但目前Ethernet支持多业务的标准还没有形成，它对非数

据业务，尤其是TDM业务还不能很好地支持。另外，和GPON相比它的传输

效率较低。 2001年，FSAN组启动了另外一项标准工作，旨在规范工作速率高

于1Gbit／s的PON网络．这项工作被称为Gigabit PON(GPON)。GPON除了

支持更高的速率之外，还要以很高的效率支持多种业务，提供丰富的OAM＆P

功能和良好的扩展性。大多数先进国家运营商的代表，提出一整套“吉比特业

务需求”(GSR)文档，作为提交ITU-T的标准之一；反过来又成为提议和开发

GPON解决方案的基础。这说明GPON是一种按照消费者的准确需求设计、由

运营商驱动的解决方案，是值得产品用户信赖的。

3.光纤回路分类

FTTx

在传输层的设计中分为三类，分别是Duplex双纤双向回路，Simplex单纤

双向回路和Triplex单纤三向回路。其中双纤回路是在OLT端和ONU端之间使

用两路光纤连接，一路为下行(Downstream)，信号由OLT端到ONU端；另一

路为上行(Upstream)，信号由ONU端到OLT端。Simplex单纤回路又称为

Bidirectional，简称BIDI，这种方案只使用一条光纤连接OLT端和ONU端，

并利用WDM方式，以不同波长的光信号分别传送上行和下行的信号。这种利

用WDM方式传输的单纤回路和Duplex双纤回路相比可减少一半的光纤使用

量，可以降低ONU用户端的成本，但是使用单纤方式时在光收发模块上要引入

分光合光单元，架构比使用双纤方式的光收发模块复杂一点。BIDI上行信号选

用1260至1360nm波段的激光传输，下行则使用1480至1580 nm波段。而在

双纤回路中则是上下行都使用1310 nm波段传送信号。

4.总结

在2004年中国光电产业论坛上，赵梓森院士等多位专家都认为，未来的广

电市场将是推动FTTH在中国发展的主力军，因此采用三波长的PON比较方便，

其中一个波长（1550nm）传输广播电视，2个波长（1310/1490nm）传输上下行

数据，这就需要所谓的Triplex架构。而Triplexer也就成为FTTH系统需要的

一种关键元器件，烽火科技集团根据市场需要又迅速推出单纤三向光电产品，

主要应用在FTTC（光纤到小区）、FTTB（光纤到大楼）、FTTH（光纤到家）、

FTTD(光纤到桌)中。