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MSO应该部署全光纤接入网
作者: 发布时间:2010-01-21 08:19:15 来源:《光波通信》2009年12/2010年1月

Mark Conner,康宁光缆系统公司

现有混合光纤同轴网的增强技术,例如DOCSIS 3.0,提供了更多的容量。然而,全光纤接入网,尤其是在新建区域,却能提供高性能的、经济的、灵活的单一解决方案。

新技术的出现和不断变化的消费行为继续增加了对接入网带宽容量的需求。同时,目前用户已经能从多家运营商处选择三重业务,这彻底改变了通信行业的竞争格局。电信公司们继续加快光纤到户(FTTH)网络的建设和推广,相比于多系统运营商(MSO) 升级旧有的网络,它有更高的带宽升级潜力。全光纤接入网不仅能提供高竞争力的服务,还可以帮助控制成本。

本文总结了竞争激烈的环境和全光纤接入网的新建以及升级情况;讨论了可行的技术;并对全光纤接入如何与MSO的商业模式结合给出了建议。

竞争激烈的环境Rs3光波通信
对于住宅和中小型企业未来带宽的需求已有不少的探讨和猜测。高带宽应用,例如流式视频和视频会议,越来越成为用户带宽消耗增长的一部分,这些仍将继续增加带宽的需求,并且有利于服务平台跟着同步发展。

也许同带宽需求同样重要的是这些提供语音、视频和数据服务的供应商之间竞争的广度。这些供应商包括有线电视运营商、电话公司以及越来越多的卫星运营商和它们各自相关的合作伙伴。随着视频和高速数据业务市场的逐渐饱和,运营商的竞争重点从开发新客户转向争夺老客户。这可能要求运营商去适应预期业务开通率的更大变化。美国有线电视和电信协会的数据表明,视频业务的渗透率从2007年9月的58%减少到了2009年3月的51%,这似乎也印证了这一观点。因此对于有线电视运营商来说,新的挑战就是高效地建立自己的网络,适应变化更大的开通率,同时能为所有潜在客户提供服务。

目前部署混合光纤同轴网(HFC)都是采用“预先建设”的方法,意思是网络的组件(节点、线缆、放大器、分配器)在一开始就要部署好。因为网络的结构属性决定了很难等到有服务需求时才安装组件。

另一方面,全光纤接入网(AFAN)可以支持后期扩展,从而降低了初期的资本支出(CAPEX),然后随着开通率的增长,再逐步增加资本支出。AFAN也减少或消除了外部网络供电、网络平衡以及定期性能测试的成本。经验表明,它的维护成本低至同类铜缆网络的20%,在提升用户体验的同时,降低了整体运营费用。

什么是AFAN?Rs3光波通信
一个AFAN可以给住宅以及商业用户提供服务,其中包括无线回传,它可能从头端/Hub到用户端全部为无源的或者仅有一个有源设备。它是一个通用的平台,贯穿着一个首要主题:整条链路上都由光纤通向客户端。

在大多数情况下,AFAN利用分光来实现用户间的带宽(和光电设备)共享,当然也可以利用波分复用。作为一个通用平台,对住宅和商业服务的构架或多或少使用了相同的设计和工程原则。最重要的是,它可以支持多种传输技术,包括光纤射频传输(RFoG)、GPON、GEPON等等,还可以不改变外部光纤来实现新的10Gbps版本的GPON和EPON。

采用还未标准化的RFoG产品有两点考虑。一、RFoG利用现有的地面光缆并且使用与HFC相同的支持系统。二、可以通过叠加电子设备和升级到PON系统来达到更高的容量。

图1显示了一个全光纤网络的各种能力,以及使用预连接组件来部署这一网络的方法。

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图1.全光纤接入网可以支持多种服务和客户。

为什么AFAN对MSO很重要Rs3光波通信
HFC网络中的同轴电缆部分在节点的用户侧已经非常“拥挤”。技术的进步在一定程度上可以带来网络容量的增长,正如DOCSIS 3.0现在所做的,但是这些技术终究有发展到尽头的时候。在DOCSIS 3.0中,每增加一个通道,就意味着要减少10个标准清晰度或者2个高清晰度的视频频道。在HFC网络中,上行流量仍然是一个很重要的问题,除非改变中途分割射频的方式,或者找到另一种支持更多上行流量的方法。

在原来有HFC网络的地方,MSO显然会利用DOCSIS 3.0和节点分流等升级方式来延长它的使用时间。但是,在即将铺设新网络的地方,采用AFAN可以立刻提供很高的带宽,并且能很容易成数量级地升级带宽容量而不需要改变外面铺设的光缆。

使用现有的技术,比如RFoG,有线电视运营商可以把光信号直接送达家庭/商业用户处,而不是送达网络节点。当需要增加容量时,运营商只要叠加一路波长或者更换设备即可。一些设备厂商现在支持叠加EPON或GPON到网络上来实现对某个用户或者整个系统带宽的增加。

作为一个网络设计说明,网络结构的选择会影响到系统对单个用户的可管理程度,尤其是在波长叠加的情况下。在单级分光的模式中,至少要部署2到3个1x32的分光器才能提供足够的灵活性,使得一些客户可以使用单独的RFoG,而另一些客户可以升级到RfoG/PON连接(见图2)。

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图2.正确的RFoG架构可方便日后升级到PON。

在多级分光中,1x32的分光器分成了多级,减少了分布光纤的数量和线缆成本,但也可能降低了用户的可管理性和灵活性。不过,多级分光仍然是很有用的,特别是在中低密度以及远郊等稀疏网络中。对于这两种结构,都考虑了备用光纤来提供适应性,尤其是在那些土地开发不可预料的地方。

MSO怎样部署AFAN?Rs3光波通信
全光纤接入网可以为新建区域和广大的改建区域带来极大的好处。这些地方将成为最初部署AFAN系统的最佳候选者。

使用预连接的光缆可以先安装主干网,而终端部分的入户连接可以推迟到需要时再安装。初步的安装费用包括了材料和分光器的安装费、分光器以及要经过所有预期用户的分布光缆。所有的熔接工作都在初始安装时完成了,所有随后的组件安装都可以通过插入带有加固连接头的单光纤或光纤束来连接。这样一来,昂贵的熔接劳力可以有效的使用,而后期的安装则不需要特别的技巧和设备。

因为一个预连接好的AFAN已经为终端的插入作好了准备,所以当附近有服务需求时马上就可以接入到网络。例如,光缆导管可以先放置到挖好的沟渠中,而连接可以晚些再做,这样就能避免边安装边连接带来的潜在危险。

这里有一个设计例子可以比较AFAN和HFC,设计参数包括:

  • 典型的远郊用户,700到800家。
  • AFAN和HFC的光缆都置于导管内。
  • 所有的AFAN终端不在初始建设时安装。
  • AFAN终端分两次安装:开通率为15%时,安装30% 的终端;开通率为50%时,安装全部终端。
  • HFC在前期就全部建好(所有同轴电缆、分配器、节点、放大器等)。
  • AFAN的用户连接包括头端电子设备(可扩展的)、入户组件、光网络单元(ONU)以及安装费用。
  • HFC的用户连接包括入户线、室内分路器以及安装费用。
  • 两个系统都没有调制解调器、语音设备或者机顶盒。

AFAN总的建设费用是525美元/户,包括全部的终端和分光器。可以推迟安装的所有终端和一半的分光器的费用是142美元/户,那么就等于说初始安装的费用是383美元/户。对于HFC来说,名义上是700美元/户,这还是假设采用了目前最先进的设计来对比的。AFAN每增加一个用户需要550美元,而HFC来说每增加一个用户需要150美元,包括同轴入户线、室内分路器以及安装费用。

图3显示了AFAN采用预连接组件可以推迟资本投入的好处。在红色曲线的起点,是采用了推迟安装方式的最初资本投入。接下来的红色曲线描述了累计的资本投入(初始资本投入加上增加的终端和分光器)随着开通率的增长而增加。

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图3.使用预连接AFAN组件所带来的好处。

绿色曲线显示了没有推迟资本投入的情况。在这种情况下,所有的终端和分光器都在初期安装好了,所有的费用在开通率为0时都已经支出了。可以看到红线等到开通率达到100%时才跟绿线相交,在这个例子中,约27%的材料和人力投入被推迟了。

把初期建设和后期增加用户连接的费用加起来(记住,HFC是全部在初期建设的),可以画出随着开通率的增加,每户需要支出的费用曲线。图4显示了AFAN的费用一般来说比HFC便宜,除非开通率达到了50%这个平衡点。据报道,目前的有线网络视频开通率为51%。

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图4.AFAN构架比HFC更有价格上的竞争力;当达到50%开通率时两者的价格才相当。

目前和将来的容量Rs3光波通信
宽带服务市场将继续存在竞争,开通率也存在着很大的不确定性。在这种情况下,要注意资本投入的增加与客观需求相符,这就需要建设一个“可调的”网络以按照开通率的变化来部署和调整。

AFAN可以用简单、“无熔接”的组件安装方式来推迟一部分的资本投入。在前面的例子中,50%的开通率时AFAN和HFC的费用达到相同前,有1/4的无源器件投入可以被推迟。当然,结果会随着所选参数的不同而变化,比如用户的密度、电子设备的复杂程度等。

AFAN不仅仅是一个光纤网络,还是一个平台,通过这个平台,目前和未来的技术可以提供按数量级增长的网络容量。AFAN也减少了高达80%的维护费用和能耗费用,因为它消耗很少的电力甚至有些部分不需要电力。今天,AFAN高效地利用了“地面光纤”,也提供了长期带宽容量以适应不断发展的市场环境中的竞争需要。

参考文献Rs3光波通信
1. Morgan Stanley Report, “Cable/Sat & Telecom,” April 17, 2009.Rs3光波通信
2. S. Eleniak, “The Rationale for RFoG,” Converge! Network Digest, May 5, 2008 (http://www.convergedigest.com/bp/bp1.asp?ID=529&ctgy=).Rs3光波通信
3. G. Kim, “BT Sees Opex Opportunity,” IP Business News, July 25, 2008 (www.ipbusinessmag.com).Rs3光波通信
4. “DOCSIS 3.0 vs. FTTH: An Exploration (Panel Discussion),” The FTTH Prism, Vol. 5, No. 3, June 2008.Rs3光波通信
5. D. Russell, “GPON Deployments by Cable Operators,” CEDMagazine.com, Oct. 1, 2008.

  
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