電力光纖入戶“四網融合” 技術的實現

作為實現“四網融合”的技術方案，電力光纖入戶采用基于OPLC的GPON＋PFTITH方案和技術标準，是目前性價比最高的光纖入戶“最後一公裡”方案。河北省電力科學研究院開展了“四網融合”實現電力光纖入戶的技術研究與總結。

⑴“四網融合”概念

①“四網融合”概念。“四網融合”是在“三網融合”基礎上加上電力網組建而成，通過電力光纖入戶技術實現，是智能電網的基礎。“三網融合”即為電信網、互聯網和有線電視網三大網絡通過技術改造，提供包括語音、數據、圖像等綜合多媒體通信業務。“三網融合”是一種廣義的社會化說法，在現階段指在信息傳遞中把廣播傳輸中的“點”對“面”、通信傳輸中的“點”對“點”、計算機中的存儲轉發融合在一起，更好為人類服務。

②智能電網。我國2016～2020年将全面建成統一的堅強智能電網，通過先進的傳感和測量技術、設備技術、控制方法及決策支持系統的應用，構成安全、高效、環保的新一代電網。智能電網建設需要實現電力光纖入戶，國家電網正積極推進電力光纖入戶。電力光纖入戶使得電網功能由單純輸電網邁向智能電網，是智能電網用戶接入端的首選方案。

③電力光纖入戶。電力光纖到戶（PFTTH）是在低壓通信接入網中采用光纖複合低壓電纜（OPLC），将光纖随低壓電力線敷設，實現到表到戶，配合無源光網絡技術，承載用電信息采集、智能用電雙向交互、“三網融合”等業務。國家電網公司強調電力光纖到戶可滿足智能電網用電環節信息化、自動化、互動化的需求，在提供電能的同時可實現電信網、廣播網、互聯網的同網信号傳輸。

⑵“四網融合”的實現技術

①GPON技術。FSAN聯盟推出吉比特無源光網絡（GPON）技術解決方案。GPON系統主要由OLT、ONU和無源光分路器（POS)等構成。OLT位于局端，是整個GPON系統的核心部件，向上提供廣域網接口，作為無源光網絡系統的核心功能器件，具有集中帶寬分配、控制各光配線網（ODN）、實時監控、運行維護管理光網絡系統的功能；ONU 放在用戶側，為用戶提供10/100Base-T、T1/E1和DS-3等應用接口，适配功能在具體實現中可以集成于ONU；POS是連接OLT和ONU的無源設備，其功能是分發下行數據和集中上行數據。GPON中上下行數據工作于不同波長，下行數據采用廣播方式發送，上行數據采用基于統計複用的時分多址方式接入。GPON擁有高速寬帶及高效率傳輸的特性，采用全新的傳輸彙聚層協議即通用成幀協議（GFP)，既實現多種業務碼流的通用成幀規程封裝又保持G.983中與PON協議沒有直接關系的許多功能特性。GFP簡單靈活，尤其适于在字節同步通信信道上傳輸塊編碼和面向分組的數據流，成功吸收ATM中基于幀描述的差錯控制技術适應固定或可變長度的數據業務。

②基于GPON的FTTH解決方案。GPON是ITU-T在A/BPON之後推出的最新光接入技術。FSAN啟動另外一項标準工作，旨在規範工作速率高于1Gb/s的PON網絡。GPON除了支持更高的速率，還能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。GPON标準針對不同服務提供最有效的傳輸速率，同時兼顧OAM&P功能及升級能力；不但提供高帶寬，而且支持各種GPON，采用全新的傳輸彙聚層協議“通用成幀協議（GFP) ”，實現多種業務碼流封裝，同時保持G.983中與PON協議沒有直接關系的許多功能，如OAM、DBA等。

③FTTH的優越性。随着電信用戶和互聯網用戶高速增長，帶寬成為制約互聯網性能的最大瓶頸，光纖到戶（FTTH)的出現将最終突破接入的帶寬瓶頸，是實現“三網融合”的最佳保證。從帶寬對比看，以ADSL為代表的其它類型寬帶服務最大速度5M到6M，無法滿足交互式業務需求；FTTH具有25M到50M或更高的速度，可充分滿足各種需求。因此，FTTH是最理想的接入網技術。從業務需求來看，建設FTTH是網絡融合的需要也是媒體和高清數字電視等大帶寬業務發展的需要。一般認為目前主推的ADSL接入技術可滿足當前業務需求，若進一步發展雙向業務和帶寬更高的業務就需要FTTH。從技術實現來看，FTTH語音承載問題基本不是障礙，因為FTTH天然具備傳輸寬帶數據的能力。能否擔當“三網融合”的重任，FTTH從技術上來講是一種合理的選擇，通過3個不同波長也能進行視頻傳輸。因此，光纖是最佳的接入媒體，FTTH能徹底解決接入的帶寬問題，支持數據、視頻及語音等多種接口。

       ④PFTTH的關鍵技術。PFTTH（電力光纖到戶）技術是實現“四網融合”的重要技術，是一種光纖沿着電力線纜鋪設，從通信局端一直延伸至用戶家庭的寬帶接入方式。在這種接入方式下，每個用戶家庭獨享1根光纖分支，多個用戶的信号通過有源或無源彙聚點至局端。FTTH接入方式主要分為有源光網絡（AON）和無源光網絡（PON）。無源光網絡中，信号在傳送過程中無需經過光電轉換，以全光方式實現接入，是點到多點的接入方式。根據不同數據鍊路層技術和物理層技術結合，目前已應用或處于試驗階段的PON技術有ATM+PON形成APON、Ethernet+PON形成EPON、ATM/GEM+PON形成GPON。無源光網絡由光線路終端（OLT)、光網絡單元（ONU）和光分配網絡（ODNU）組成。一般PON下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA 時分多址方式，可靈活組成樹型、星型、總線型等拓撲結構。OLT是常位于局端接入網網絡側的主要部件，為FTTH系統的核心。ONU主要位于用戶端，通過光纖與OLT互聯，連接線路中不存在有源部件。