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光纤接入综述
来源:   作者:佚名  阅读:

    从整个电信网的角度讲,可以将全网区分为公用网和用户驻地网(CPN)两大块,其中CPN属

用户一切,因此,一般意义的电信网指公用电信网局部。公用电信网又可以区分为长途网、中

继网和接入网3局部。长途网和中继网兼并称为中心网。绝关于中心网,接入网介于外地交流机

和用户之间,次要完成运用户接入到中心网的义务,接入网由业务节点接口(SNI)和用户网络

接口(UNI)之间一系列传送装备组成。
 
    近年来,以互联网为代表的新技术反动正在深入地改动保守的电信概念和体系构造,随着

各国接入网市场的逐渐关闭,电信控制政策的抓紧,合作的日益加剧和扩展,新业务需求的疾

速呈现,有线技术(包括光纤技术)和无线技术的开展,接入网开端成为人们关心的焦点。在

宏大的市场潜力驱动下,发生了各种各样的接入网技术。光纤通讯具有通讯容量大、质量高、

功能波动、防电磁搅扰、失密性强等长处。在支线通讯中,光纤扮演着主要角色,在接入网中

,光纤接入也将成为开展的重点。光纤接入网是开展宽带接入的久远处理计划。
 
 一、光纤接入网的根本构成
 
    光纤接入网(OAN),是指用光纤作为次要的传输媒质,完成接入网的消息传送功用。经过光

线路终端(OLT)与业务节点相连,经过光网络单元(ONU)与用户衔接。光纤接入网包括远端装备

——光网络单元和局端装备——光线路终端,它们经过传输装备相连。零碎的次要组成局部是

OLT和远端ONU。它们在整个接入网中完成从业务节点接口(SNI)到用户网络接口(UNI)间相关信

令协议的转换。接入装备自身还具有组网才能,可以组成多种方式的网络拓扑构造。同时接入

装备还具有外地维护和近程集合监控功用,经过通明的光传输构成一个维护治理网,并经过相

应的网管协议归入网管中心同一治理。
 
    OLT的作用是为接入网提供与外地交流机之间的接口,并经过光传输与用户真个光网络单元

通讯。它将交流机的交流功用与用户接入完整隔开。光线路终端提供对自身和用户真个维护和

监控,它可以间接与外地交流机一同放置在交流局端,也可以设置在远端。
 
    ONU的作用是为接入网提供用户侧的接口。它可以接入多种用户终端,同时具有光电转换功

用以及相应的维护和监控功用。ONU的次要功用是终结来自OLT的光纤,处置光信号并为多个小

企业,事业用户和居民住宅用户提供业务接口。ONU的网络端是光接口,而其用户端是电接口。

因此ONU具有光/电和电/光转换功用。它还具有对话音的数/模和模/数转换功用。ONU一般放在

间隔用户较近的中央,其地位具有很大的灵敏性。
 
    光纤接入网(OAN)从零碎分配上分为有源光网络(AON,ActiveOpticalNetwork)和无源光

网络(PON,PassiveOpticaOptical Network)两类。
 
二、有源光纤接入网
 
    有源光网络又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON。有源光网络的局端装备(CE)和远端

装备(RE)经过有源光传输装备相连,传输技术是主干网中已少量采用的SDH和PDH技术,但以

SDH技术为主,本文次要议论SDH(同步光网络)零碎。
 
    1.基于SDH的有源光网络
 
    SDH的概念最后于1985年由美国贝尔通讯研讨所提出,称之为同步光网络

(SynchronousOpticalNETwork,SONET)。它是由一整套分等级的规范传送构造组成的,适用于

各种经适配处置的净负荷(即网络节点接口比特流中可用于电信业务的局部)在物理媒质如光

纤、微波、卫星等上停止传送。该规范于1986年景为美国数字体系的新规范。国际电信同盟规

范部(ITU—T)的前身国际电报电话资询委员会(CCITT)于1988年承受SONET概念,并与美国

规范协会(ANSI)达成协议,将SONET修正后重新命名为同步数字系列(SynchronousDigital

Hierarchy,SDH),使之成为同时顺应于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。
 
    SDH网是对原有PDH(PlesiochronousDigitalHierarchy准同步数字系列)网的一次反动。

PDH是异步复接,在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上停止复接、码变换、

码速调整、定时、扰码、解扰码等进程,并且PDH只规则了电接口,对线路零碎和光接口没有同

一规则,无法完成全球消息网的树立。随着SDH技术引入,传输零碎不只具有提供信号传达的物

理进程的功用,而且提供对信号的处置、监控等进程的功用。SDH经过多种容器C和虚容器VC以

及级联的复帧构造的定义,使其可支撑多种电路层的业务,如各种速率的异步数字系列、DQDB

、FDDI、ATM等,以及将来能够呈现的各种新业务。段开支中少量的备用通道加强了SDH网的可

扩展性。经过软件掌握使本来PDH中野生更改配线的办法完成了穿插衔接和分插复用衔接,提供

了灵敏的上/下电路的才能,并使网络拓扑静态可变,加强了网络顺应业务开展的灵敏性和平安

性,可在更大几何范畴内完成电路的维护、高度和通讯才能的优化运用,从而为加强组网才能

奠定根底,只需几秒就可以重新组网。特地是SDH自愈环,可以在电路呈现毛病后,几十毫秒内

疾速复原。SDH的这些上风使它成为宽带业务数字网的根底传输网。
 
    在接入网中运用SDH(同步光网络)的次要上风在于:SDH可以提供幻想的网络功能和业务

牢靠性;SDH固有的灵敏性使关于开展极端疾速的蜂窝通讯零碎采用SDH零碎特地合适。当然,

思索到接入网对本钱的高度迟钝性和运转环境的卑劣性,适用于接入网的SDH装备必需是高度松

散,低功耗和低本钱的新型零碎,其市场运用远景看好。
 
    接入网用SDH的最新开展趋向是支撑IP接入,目前至多需求支撑以太网接口的映照,于是除

了照顾话音业务量以外,可以运用局部SDH净负荷来传送IP业务,从而使SDH也能支撑IP的接入

。支撑的方式有多种,除了现有的PPP方式外,运用VC12的级联方式来支撑IP传输也是一种效率

较高的方式。总之,作为一种幼稚牢靠提供次要业务支出的传送技术在可以预见的将来依然会

不时改进支撑电路交流网向分组网的平滑过渡。
 
    2.基于PDH的有源光网络
 
    准同步数字系列(PDH)以其低价的特性和灵敏的组网功用,曾少量运用于接入网中。特地

近年来推出的SPDH装备将SDH概念引入PDH零碎,进一步进步了零碎的牢靠性和灵敏性,这种改

进的PDH零碎在相当长一段工夫内,仍会普遍运用。
 
三、无源光纤接入网络
 
    无源光网络(PON),是指在OLT和ONU之间是光分配网络(ODN),没有任何有源电子装备,

它包括基于ATM的无源光网络APON及基于IP的PON。
 
    APON的业务开拓是分阶段施行的,初期次要是VP专线业务。绝对一般专线业务,APON提供

的VP专线业务装备本钱低,体积小,省电、零碎牢靠波动、功能价钱比有必定上风。第二步完

成一次群和二次群电路仿真业务,提供企业外部网的衔接和企业电话及数据业务。第三步完成

以太网接口,提供互联网上网业务和VLAN业务。当前再逐渐扩展至其它业务,成为名不虚传的

全业务接入网零碎。
 
    APON采用基于信元的传输零碎,答应接入网中的多个用户共享整个带宽。这种统计复用的

方式,能愈加无效地运用网络资源。APON能否少量运用的一个主要要素是价钱题目。目前第一

代的实践APON产品的业务供应才能无限,本钱过高,其市场远景由于ATM在全球范畴内的受挫而

不肯定,但其技术上风是分明的。特地是分析思索运转维护本钱,在新建地域,高度合作的地

域或需求替换旧铜缆零碎的地域,此时敷设PON零碎,不管是FTTC,还是FTTB方式都是一种有远

见的挑选。在将来几年能否将功能价钱比改进到市场可以承受的程度是APON技术生活和开展的

关键。
 
    IPPON的下层是IP,这种方式可愈加充沛地运用网络资源,轻易完成零碎带宽的静态分配,

简化两头层的繁杂装备。基于PON的OAN不需求在外部站中装置高贵的有源电子装备,因此使效

劳提供商可以高性价比地向企业用户提供所需的带宽。
 
    无源光网络(PON)是一种纯介质网络,防止了外部装备的电磁搅扰和雷电影响,增加了线

路和外部装备的毛病率,进步了零碎牢靠性,同时俭省了维护本钱,是电信维护部分临时等待

的技术。无源光接入网的上风详细体如今以下几方面:
 
    (1)无源光网体积小,装备复杂,装置维护用度低,投资绝对也较小。
 
    (2)无源光装备组网灵敏,拓扑构造可支撑树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络

拓扑构造。
 
    (3)装置便当,它有室内型和室外型。其室外型可间接挂在墙上,或放置于“H”杆上,

不必租用或建筑机房。而有源零碎需停止光电、电光转换,装备制造用度高,要运用特地的场

地和机房,远端供电题目不好处理,日常维护任务量大。
 
    (4)无源光网络适用于点对多点通讯,仅运用无源分光器完成光功率的分配。
 
    (5)无源光网络是纯介质网络,完全防止了电磁搅扰和雷电影响,极合适在天然条件卑劣

的地域运用。
 
    (6)从技术开展角度看,无源光网络扩容比拟复杂,不触及装备变革,只需装备软件晋级

,硬件装备一次购置,临时运用,为光纤入户奠定了根底,运用户投资失掉保证。
 
四、光接入网的拓扑构造
 
    光纤接入网的拓扑构造,是指传输线路和节点的几何陈列图形,它表示了网络中各节点的

相互地位与相互衔接的布局状况。网络的拓扑构造对网络功用、造价及牢靠性等具有主要影响

。其三种根本的拓扑构造是:总线形、环形和星形,由此又可派生出总线—星形、双星形、双环

形、总线—总线形等多种组合运用方式,各有特性、相互补充。
 
    1.总线形构造
 
    总线形构造是以光纤作为公共总线(母线)、各用户终端经过某种耦合器与总线间接衔接所

构成的网络构造。这种构造属串联型构造,特性是:共享主干光纤,俭省线路投资,增删节点轻

易,相互搅扰较小;但缺陷是消耗累积,用户接纳机的静态范畴请求较高;对主干光纤的依靠

性太强。
 
    2.环形构造
 
    环形构造是指一切节点共用一条光纤链路,光纤链路首尾相接自成封锁回路的网络构造。

这种构造的一般长处是可完成网络自愈,即无需外界干涉,网络即可在较短的工夫里从生效毛

病中复原所传业务。
 
    3.星形构造
 
    星形构造是各用户终端经过一个位于中心节点(设在端局内)具有掌握和交流功用的星形耦

合器停止消息交流,这种构造属于并联形构造。它不具有消耗累积的题目,易于完成晋级和扩

容,各用户之间绝对独立,业务顺应性强。但缺陷是所需光纤代价较高,对中心节点的牢靠性

请求极高。星形构造又分为单星形构造、有源双星形构造及无源双星形构造三种。
 
    (1)单星形构造:该构造是用光纤将位于电信交流局的OLT与用户间接相连,根本上都是

点对点的衔接,与现有铜缆接入网构造类似。每户都有独自的一对线,间接连到电信局,因此

单星型可与原有的铜现网络兼容;用户之间相互独立,失密性好;晋级和扩容轻易,只需两真

个装备改换就可以守旧新业务,顺应性强。缺陷是本钱太高,每户都需求独自的一对光纤或一

根光纤(双向波分复用),要通向千家万户,就需求上千芯的光缆,难于处置,而且每户都需

求公用的光源检测器,相当繁杂。
 
    (2)有源双星形构造:它在中心局与用户之间添加了一个有源接点。中心局与有源接点共

用光纤,运用时分复用(TDM)或频分复用(FDM)传送较大容量的消息,到有源接点再换成较

小容量的消息流,传到千家万户。其长处是灵敏性较强,中心局有源接点间共用光纤,光缆芯

数较少,升高了用度。缺陷是有源接点局部繁杂,本钱高,维护不便当;另外,如要引入宽带

新业务,将零碎晋级,则需将一切光电装备都改换,或采用波分复用叠加的计划,这比拟艰难


 
    (3)无源双星形构造:这种构造坚持了有源双星形构造光纤共享的长处,将有源接点换成

了无源分路器,维护便当,牢靠性高,本钱较低。由于采取了一系列措施,失密性也很好,是

一种较好的接入网构造。
 
五、光纤接入网的方式
 
    依据光网络单元(ONU)的地位,光纤接入方式可分为如下几种:
 
    FTTB(光纤到大楼);FTTC(光纤到路边);FTTZ(光纤到小区);FTTH(光纤到用户)

;FTTO(光纤到办公室);FTTF(光纤到楼层);FTTP(光纤到电杆);FTTN(光纤到邻里)

;FTTD(光纤到门);FTTR(光纤到远端单元)。
 
    其中最次要的是FTTB(光纤到大楼)、FTTC(光纤到路边)、FTTH(光纤到用户)三种方

式。FTTC次要是为住宅用户提供效劳的,光网络单元(ONU)设置在路边,即用户住宅四周,从

ONU进去的电信号再传送到各个用户,一般用同轴电缆传送视频业务,用双绞线传送电话业务。

FTTB的ONU设置在大楼内的配线箱处,次要用于分析大楼、近程医疗、近程教育、及大型文娱场

所,为大中型企事业单位及贸易用户效劳,提供高速数据、电子商务、可视图文等宽带业务。

FTTH是将ONU放置在用户住宅内,为家庭用户提供各种分析宽带业务,FTTH是光纤接入网的终极

目的,但是每一用户都需一对光纤和公用的ONU,因此本钱高贵,完成起来十分艰难。
 
六、光接入网的长处与优势
 
    与其他接入技术相比,光纤接入网具有如下长处:
 
    (1)光纤接入网能满意用户对各种业务的需求。人们对通讯业务的需求越来越高,除了打

电话、看电视以外,还期望有高速计算机通讯、家庭购物、家庭银行、近程教学、视频点播

(VOD)以及高清楚度电视(HDTV)等。这些业务用铜线或双绞线是比拟难完成的。
 
    (2)光纤可以克制铜线电缆无法克制的一些限制要素。光纤消耗低、频带宽,消除了铜线

径小的限制。此外,光纤不受电磁搅扰,保证了信号传输质量,用光缆替代铜缆,可以处理乡

村公开通讯管道拥堵的题目。
 
    (3)光纤接入网的功能不时进步,价钱不时降落,而铜缆的价钱在不时下跌。
 
    (4)光纤接入网提供数据业务,有完美的监控和治理零碎,能顺应将来宽带分析业务数字

网的需求,突破“瓶颈”,使消息高速公路疏通无阻。
 
    当然,与其它接入网技术相比,光纤接入网也具有必定的优势。最大的题目是本钱还比拟

高。特地是光节点离用户越近,每个用户分摊的接入装备本钱就越高。另外,与无线接入网相

比,光纤接入网还需求管道资源。这也是很多新兴运营商看好光纤接入技术,但又不得不挑选

无线接入技术的缘由。
 
    如今,影响光纤接入网开展的次要缘由不是技术,而是本钱,到目前为止,光纤接入网的

本钱依然太高。但是采用光纤接入网是光纤通讯开展的必定趋向,虽然目前各国开展光纤接入

网的方法各不相反,但光纤到户是公认的接入网的开展目的。

发布时间:2012-03-20  【打印此页】
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