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全球及我国FTTx发展的回顾和展望
作者: 发布时间:2010-01-21 07:14:15 来源:《光波通信》2009年12/2010年1月

全球及我国FTTx发展的回顾和展望

毛谦,光纤通信技术与网络国家重点实验室/武汉邮电科学研究院

尽管经历了全球金融风暴带来的经济不景气负面影响,光纤宽带接入FTTx的发展速度在2009年并没有减缓,在我国还呈现了加速发展趋势。

众所周知,FTTx是理想的宽带接入方式,随着人们对宽带业务需求的不断增长,光纤接入技术的进一步成熟和建设成本的不断降低,FTTx越来越被电信运营商看好,被用户所接受。

宽带接入是建设信息社会的基础,各国政府都给予了高度重视,纷纷出台相关的宽带战略。宽带建设又是拉动经济发展的有效手段,在遭遇遍及全球的经济风暴之时,许多国家都把抓紧宽带建设作为经济复苏的重要措施而投入巨额的资金。

由此,各方面的人士,特别是业内同仁,都十分关心FTTx的发展状况和未来的发展趋势。时值辞旧迎新之际,本文尝试回顾我国2009年的发展走势和2010年的发展趋势。由于全年的数据统计还需要相当的时日,现在能够得到的最新数据大都是截止到2009年6月底的统计结果,所以全年的数据只能依据半年的情况和发展速度进行推算,有的是根据业内专家的预测,所以仅提供参考。有不准确之处,待全年数据出来之后,再予以更正。

全球FTTx发展概况umY光波通信
In-Stat曾经预测过,2008年全球FTTX用户能够达到5820万。由于中国和美国的规模部署,FTTX用户将在2009年达到7480万。到2012年时,预计全球FTTX用户数将达到1.16亿,五年年均增长率为14.6%。然而Light Reading的分析师则认为,尽管全球经济不景气,预计2009年全球光纤到户用户数增长率仍将超过32%,在今后几年,该市场还将继续以接近30%的速度增长。根据FTTH Council于9月28日在美国Houston的会议上发布的最新数据,2009年全球光纤到户的建设工程仍持续稳定发展,前6个月全球新增超过550万FTTH/B用户,与2008年12月相比,增长了15%。如果按相同的增长速度考虑,则2009年底全球的FTTx新增用户会超过1000万。具体数据将在2010年2月24日葡萄牙的里斯本会议上发布。

2009年6月全球光纤上网普及率超过1%的经济体(国家和地区)已增加到21个。在全球光纤上网普及率排名方面,亚太地区仍然引领全球占据前4名。2009年上半年韩国普及率超过46%,位居第1名。中国香港、日本分别以约33%、约30%紧追其后,中国台湾则以约19%稳居第4名,其次是北欧国家瑞典和挪威等地,中国大陆排名十六(参见图1)。而且其中挪威、斯洛维尼亚、安道尔、冰岛、荷兰、斯洛伐克、意大利和拉脱维亚等国基本上发展的全部是FTTH。

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图1.2009年6月底全球FTTx普及率排名。

依据国际研究机构Point Topic所公布全球宽带统计调查数据显示,至2009年第二季度,FTTx用户为5,630万。

日本是全球FTTH发展最早和最快的国家。根据日本总务省发布的信息,日本光纤(FTTH)用户数2009年6月底约达1,589万户(如图2所示),与2008年6月底相比,约增加280万户,年增长率达21%。按这个速度推算,日本2009年底的FTTH用户数可能达到1730万户。

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图2.北美FTTH用户数增长曲线。

RVA市场研究机构在FTTH委员会的Houston会议上指出,北美的FTTH依然在健康发展,至2009年9月已经有1720万个家庭有光纤经过,占北美家庭数的15%。而签约使用光纤接入的用户超过530万,一年来增加了150万用户。2001年至2009年北美FTTH用户发展的情况可参看图3。

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图3.北美FTTH用户数增长曲线。

尽管经济下滑,欧洲的FTTH仍在稳定发展。欧洲有14个国家排进了超过1%普及率的行列。但是像法国、英国和德国这些大国的发展依然不理想,全欧洲200万FTTH用户数与北美的600万和亚太的3000万相比,仍然是个很小的数目。

2009年也是国际高速PON技术取得快速进展的一年。2009年10月30日,IEEE发布(出版)了802.3av即10G EPON标准。ITU-T SG15在2009年10月9日的全会上,确定了G.987系列的3个建议,包括G.987《XG-PON的定义与缩略语》、G.987.1《XG-PON的业务需求》和G.987.2《XG-PON物理介质相关层规范》。这两个标准机构的研究进展为高速PON的推广应用奠定了技术基础。

早在IEEE 802.3av还处于起草过程中,相关的芯片厂商就开始了10G EPON ASIC套片的设计开发工作,以致在标准发布前后,就有相应的芯片问世,虽然尚处于FPGA阶段,却为设备制造商开发10G EPON设备和系统提供了有利的条件,所以现在有不少厂商已经开发出了10 GEPON设备和系统,可以提供给电信运营商测试和开展现场试验。

ITU-T SG15还在2009年10月9日的全会上,确定了G.657建议(用于接入网的弯曲损耗不敏感单模光纤和光缆的特性)的修改版,在原有的A、B两个类型中分别又划分为两个子类,即A1、A2和B2、B3,为G.657光纤的设计、生产和应用扩大了选择余地。

我国FTTx 2009年发展状况umY光波通信
2009年我国是全球FTTx用户数增长最多的国家。在2008年FTTx快速发展的基础上,2009年各电信运营商继续推行“光进铜退”的战略,加大了FTTx的投入,除中国电信250万线的EPON集采和中国联通的1100万线EPON集采外,中国移动也积极推行FTTx,解决行业用户、高ARPU值用户、移动营业厅、高档商业楼等的光纤接入问题。上海、天津、北京、武汉、重庆等地还相继出台“光纤城市”建设计划。今年上半年,北京通信行业共完成投资51.3亿元,除基站、管道等建设外,完成光纤覆盖25.2万户,实装15.7万户。上海2009年底,至少完成了50万住宅、400幢商务楼宇的光纤覆盖。中国电信将在三年内实现上海市宽带接入“百兆到户、千兆进楼、T级出口”,实现商务楼光纤到楼层、住宅小区光纤进门洞,从而满足承载“三重业务”的要求。根据业内人士估计,2009年我国FTTx用户已超过2000万户,超越日本而居世界第一位。

对于所采用的技术而言,中国电信和中国联通的策略都是规模部署EPON,并开展少量GPON试点。以FTTB为主要建设模式,对高档用户和新建住宅区,也注意推广FTTH。同时对10G EPON予以关注,开展相关的测试摸底。中国移动的策略是EPON与GPON两种技术并重,优选GPON。从设备供应商的策略来看,国内的主要厂商都能提供EPON和GPON的统一平台,实现EPON和GPON混插,并实现EPON和GPON的统一运维管理。

由于FTTx的拉动,2009年光纤光缆市场需求快速增长,一度出现供不应求的局面,直至第4季度才有所缓解。据业内相关数据显示,2009年全国光纤需求达到7000万公里,甚至有人认为达到8000万公里(是否有些太乐观?)。光纤光缆厂商正向价值链上游光纤预制棒领域集体突破,使得光纤预制棒的自给能力大幅度提高、市场定价能力得以提升,也为我国光纤光缆厂商走出国门,打开国际市场打下了坚实的基础。

在FTTx建设所使用的光纤光缆中,绝大部分还是采用G.652光纤。虽然G.657光纤具有良好的弯曲特性,但是一方面目前多采用FTTB模式,在楼内布线以多芯较粗直径的光缆为主,光纤被小半径弯曲的情况并不太多,没有必要使用G.657光纤;另一方面,G.657光纤开始应用较晚,其可靠性还需要实际工程的考验,即使注意了拉制工艺、改善涂料等以增加其耐弯性能,但光纤在长期小半径弯曲的情况下,其受压挤和拉伸后的应力对光纤寿命的影响尚待考证。所以目前G.657光纤虽被光纤光缆厂商和电信运营商看好,但实际的市场并没有完全打开。

FTTX系统成本约70%来自光元器件部分。光元器件又可分为两大类:光有源器件和无源器件。无源器件在FTTX中用的最多的是光分配器,有光纤熔融拉锥型的和PLC型的,后者的应用越来越多。光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件。其中用于FTTX最关键的是单纤双向双端口或三端口光收发一体模块,LightCounting认为2009年全球光收发一体模块的销售会达到21亿美元,根据以往统计数字的规律,一般我国光器件市场占全球市场的10%左右,可推算出我国市场约15亿元人民币。

在有关FTTx的标准制订方面,2009年我国还做了如下工作:

已完成了下列行业标准的制订:

  • 接入网技术要求-2Gbit/s以太网无源光网络(2G EPON)
  • 接入网技术要求-GPON系统互操作性
  • 接入网设备测试方法-吉比特无源光网络(GPON)
  • 无源光网络(PON)设备安全技术要求
  • FTTX用弯曲不敏感单模光纤
  • 通信用单芯光纤机械式接续器
  • 接入网用单纤双向双端口光组件技术条件 第1部份: umY光波通信
    EPON光组件
  • 接入网用单纤双向双端口光组件技术条件 第2部份: umY光波通信
    GPON光组件正在进行下列行业标准的制订:接入网技术要求-EPON/GPON系统承载TDM业务
  • 接入网技术要求-无源光网络(PON)光纤链路监测与诊断
  • 光纤插座盒
  • xPON光收发合一模块技术条件 第2部分:用于EPONOLT/ONU的光收发合一模块
  • xPON光收发合一模块技术条件 第3部分:用于GPONOLT/ONU的光收发合一模块

我国FTTx 2010年展望umY光波通信
党的十五届五中全会做出了“以信息化带动工业化,工业化促进信息化,实现工业化信息化融合”的重要战略决策。我国目前正处于信息化的关键时期,其中宽带建设是基础的基础,只有先把宽带的速率提高,基于宽带的各种应用才能不断开发出来。如果宽带的速率成为其他信息化应用的瓶颈,就会制约经济的发展。据悉,国家相关部门正在起草一份关于推进宽带光纤接入网的草案。相关专家表示,这是对整个光纤接入产业最大的鼓舞,从国家层面上真正把它提升到国家战略。有人预计,2010年将是我国FTTH发展的元年。随着FTTX产业联盟作用日渐发挥,类似国外的支持FTTx发展的政策问题,有望随FTTx产业联盟各方面努力工作而逐步得到解决。据报道,国资委也曾表示,将大力支持国内FTTx的发展,并对产业联盟的发展提供相关政策支持。

随着我国经济情况的逐步好转,社会对宽带业务的需求将进一步旺盛。2010年,各电信运营商将会加大FTTX的建设力度,一方面是满足客户需求,另一方面也是市场竞争的需要。多家研究机构预测,从用户增长来说,真正潜力大的都在发展中国家。中国是人口大国,是用户数最多的国家,中国也是发展潜力最大的国家,因此2010年我国FTTX仍会以大于50%的速度增长。依此推算,到2010年底,我国FTTx用户将会超过3000万户,无论是发展速度还是用户总量,都将稳居世界第一位。

随着宽带业务所需求的带宽迅速增长,以及运营商对用户覆盖范围逐步扩大的需要,对10G EPON的应用将会进一步看好。估计芯片厂商会考虑ASIC的投片,设备厂商会更加完善产品功能和性能,运营商会加大测试力度,扩大试点范围,积累应用、运行和维护管理经验,为推广用打下基础。

预计2010年,光纤光缆供求关系将由2009年供应趋紧转变为供需基本平衡,然后转变为供略大于求。由于FTTx会进一步发展,所以对光纤光缆的需求还会增长。有业内人士估计,2010年我国光纤市场还会以超过20%的速度增长。依此估算,2010年的光纤需求量不少于8500万公里。仍然以G.652光纤为主,G.657光纤的应用也会有所增长。随着国内光纤光缆产能的不断扩大,所扩充产能的释放,不仅满足国内市场的需求,还将加大国际市场的开发力度,带动行业持续稳步成长,增强整个行业的国际竞争力。

由于FTTx市场的增长,一定会带动光器件市场的增长。在光无源器件方面继续看好的仍然是光分路器、光连接器(包括现场装配光连接器)等。

光有源器件中的光收发一体模块仍是主流,其中国内的支持10G PON的模块将会进一步成熟,随着应用需求的增长而推向市场。LightCounting的预测是2010年全球光收发一体模块的市场收入超过28亿美元,可推算出中国市场约为20亿元人民币。

根据ICCSZ的市场研究,2010年全球光电子器件的市场将超过60亿美元(参见图4)。据此推算,我国2010年的光电子器件市场约为40~45亿元人民币。

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图4.全球光电子器件的市场预测(单位:亿美元)。

在与FTTx有关的行业标准制订方面,我国2010年将开展如下工作:

  • 接入网技术要求-10Gbit/s以太网无 源光网络(10GEPON)
  • 接入网用现场组装的光纤活动连接器
  • xPON光收发合一模块技术条件第4部分:用于10GEPON OLT/ONU 的光收发合一光模块。
  • 10G EPON OLT/ONU的单纤双向光组件。

关于EPON的互通,我国一直走在国际前列,已经制订了通信行业标准,2010年将会升级为国家标准。还要对《距离扩展的无源光网络技术要求》、《采用波分复用(WDM)技术的无源光网络》和《用于XG-PON OLT/ONU的光收发合一模块技术》等课题进行前期研究。

结语umY光波通信
随着FTTx的推广和普及,逐步在改变人们的生活和工作方式,SOHO将非常容易实现,家庭高清晰互动影视节目、远程医疗、远程教育等不再遥远。就拿简单的网络下载为例,根据FTTH委员会的测试,美国FTTH用户的下载速度为10.4Mb/s,比Cable Modem用户高51%,比DSL用户高593%;而FTTH用户的上传速率为2.4Mb/s,比Cable Modem用户高380%,比DSL用户高500%。虽然我国目前的建设模式是以FTTB为主,光纤直接到户(FTTH)的比例不到5%。但是电信运营商已经开始意识到直接建设FTTH的必要性(否则无法实现“百兆到户”计划)。随着全球FTTH建设的加快,中国成千万线的EPON设备集中采购,各种PON技术的进一步成熟,无论是ASIC厂商、光电子器件供应商还是设备提供商的规模生产效应得以凸现,单位生产成本会迅速下降。施工技术的不断成熟,使建设费用也急剧下降。通过业界的不懈努力,也许在3~5年内,FTTH的成本就可能与目前ADSL的水平不相上下。FTTH占光纤接入的比例会逐步提高,例如8%或10%以上,以至于转向在全国进行全面部署,使宽带网络的优势得以充分体现。

通光海底光缆创两项国内之最umY光波通信
近日,一条长92公里的海底光缆从通光集团海缆公司出厂,该光缆创造了长度和使用海域深度等两项国内之最。通光集团在海底光缆开发方面取得突破,关键在于选择了一条技术创新的发展道路。

为了保证海底光缆在海底受到力的作用以及温度的变化下不受影响,海底光缆中光纤的余长控制是非常重要的。目前世界上流行的不锈钢管结构的海底光缆由于光纤在不锈钢管中的位置相对固定,因此造成了不同光纤余长的一致性很难保持。通光集团海底光缆在工艺上采用使光纤在钢管中的位置不断改变的新技术成功解决了这一难题。

通光集团还摸索出更为科学的生产工艺,他们采用世界领先的填充技术,填充率达98%以上,保证了海缆的阻水性能,提高了海缆的可修复性。在绞制工艺上,他们根据海缆中的光纤数,挑选不同的钢管,调整钢管直径,使光缆铺设在海底后损耗非常稳定。

  
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