电力光纤入户“四网融合” 技术的实现

作为实现“四网融合”的技术方案，电力光纤入户采用基于OPLC的GPON＋PFTITH方案和技术标准，是目前性价比最高的光纤入户“最后一公里”方案。河北省电力科学研究院开展了“四网融合”实现电力光纤入户的技术研究与总结。

⑴“四网融合”概念

①“四网融合”概念。“四网融合”是在“三网融合”基础上加上电力网组建而成，通过电力光纤入户技术实现，是智能电网的基础。“三网融合”即为电信网、互联网和有线电视网三大网络通过技术改造，提供包括语音、数据、图像等综合多媒体通信业务。“三网融合”是一种广义的社会化说法，在现阶段指在信息传递中把广播传输中的“点”对“面”、通信传输中的“点”对“点”、计算机中的存储转发融合在一起，更好为人类服务。

②智能电网。我国2016～2020年将全面建成统一的坚强智能电网，通过先进的传感和测量技术、设备技术、控制方法及决策支持系统的应用，构成安全、高效、环保的新一代电网。智能电网建设需要实现电力光纤入户，国家电网正积极推进电力光纤入户。电力光纤入户使得电网功能由单纯输电网迈向智能电网，是智能电网用户接入端的首选方案。

③电力光纤入户。电力光纤到户（PFTTH）是在低压通信接入网中采用光纤复合低压电缆（OPLC），将光纤随低压电力线敷设，实现到表到户，配合无源光网络技术，承载用电信息采集、智能用电双向交互、“三网融合”等业务。国家电网公司强调电力光纤到户可满足智能电网用电环节信息化、自动化、互动化的需求，在提供电能的同时可实现电信网、广播网、互联网的同网信号传输。

⑵“四网融合”的实现技术

①GPON技术。FSAN联盟推出吉比特无源光网络（GPON）技术解决方案。GPON系统主要由OLT、ONU和无源光分路器（POS)等构成。OLT位于局端，是整个GPON系统的核心部件，向上提供广域网接口，作为无源光网络系统的核心功能器件，具有集中带宽分配、控制各光配线网（ODN）、实时监控、运行维护管理光网络系统的功能；ONU 放在用户侧，为用户提供10/100Base-T、T1/E1和DS-3等应用接口，适配功能在具体实现中可以集成于ONU；POS是连接OLT和ONU的无源设备，其功能是分发下行数据和集中上行数据。GPON中上下行数据工作于不同波长，下行数据采用广播方式发送，上行数据采用基于统计复用的时分多址方式接入。GPON拥有高速宽带及高效率传输的特性，采用全新的传输汇聚层协议即通用成帧协议（GFP)，既实现多种业务码流的通用成帧规程封装又保持G.983中与PON协议没有直接关系的许多功能特性。GFP简单灵活，尤其适于在字节同步通信信道上传输块编码和面向分组的数据流，成功吸收ATM中基于帧描述的差错控制技术适应固定或可变长度的数据业务。

②基于GPON的FTTH解决方案。GPON是ITU-T在A/BPON之后推出的最新光接入技术。FSAN启动另外一项标准工作，旨在规范工作速率高于1Gb/s的PON网络。GPON除了支持更高的速率，还能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。GPON标准针对不同服务提供最有效的传输速率，同时兼顾OAM&P功能及升级能力；不但提供高带宽，而且支持各种GPON，采用全新的传输汇聚层协议“通用成帧协议（GFP) ”，实现多种业务码流封装，同时保持G.983中与PON协议没有直接关系的许多功能，如OAM、DBA等。

③FTTH的优越性。随着电信用户和互联网用户高速增长，带宽成为制约互联网性能的最大瓶颈，光纤到户（FTTH)的出现将最终突破接入的带宽瓶颈，是实现“三网融合”的最佳保证。从带宽对比看，以ADSL为代表的其它类型宽带服务最大速度5M到6M，无法满足交互式业务需求；FTTH具有25M到50M或更高的速度，可充分满足各种需求。因此，FTTH是最理想的接入网技术。从业务需求来看，建设FTTH是网络融合的需要也是媒体和高清数字电视等大带宽业务发展的需要。一般认为目前主推的ADSL接入技术可满足当前业务需求，若进一步发展双向业务和带宽更高的业务就需要FTTH。从技术实现来看，FTTH语音承载问题基本不是障碍，因为FTTH天然具备传输宽带数据的能力。能否担当“三网融合”的重任，FTTH从技术上来讲是一种合理的选择，通过3个不同波长也能进行视频传输。因此，光纤是最佳的接入媒体，FTTH能彻底解决接入的带宽问题，支持数据、视频及语音等多种接口。

       ④PFTTH的关键技术。PFTTH（电力光纤到户）技术是实现“四网融合”的重要技术，是一种光纤沿着电力线缆铺设，从通信局端一直延伸至用户家庭的宽带接入方式。在这种接入方式下，每个用户家庭独享1根光纤分支，多个用户的信号通过有源或无源汇聚点至局端。FTTH接入方式主要分为有源光网络（AON）和无源光网络（PON）。无源光网络中，信号在传送过程中无需经过光电转换，以全光方式实现接入，是点到多点的接入方式。根据不同数据链路层技术和物理层技术结合，目前已应用或处于试验阶段的PON技术有ATM+PON形成APON、Ethernet+PON形成EPON、ATM/GEM+PON形成GPON。无源光网络由光线路终端（OLT)、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODNU）组成。一般PON下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA 时分多址方式，可灵活组成树型、星型、总线型等拓扑结构。OLT是常位于局端接入网网络侧的主要部件，为FTTH系统的核心。ONU主要位于用户端，通过光纤与OLT互联，连接线路中不存在有源部件。