關于光纖接入網系統(tǒng)的簡介
隨著光纖技術的迅速發(fā)展，光纖接入網系統(tǒng)也更加的完善，相比對其他技術，光纖接入網還是具有很多優(yōu)勢的，于是我研究了一下光纖接入網系統(tǒng)的特點和性能，在這里拿出來和大家分享一下，希望對大家有用。光接入網(OAN)從技術上可分為兩大類：有源光網絡(AON)和無源光網絡(PON).AON又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON.PON又可分為基于ATM的PON(APON)以及基于以太網的PON(EPON ).
1 寬帶OAN系統(tǒng)
1.1基于SDH系統(tǒng)的AON
隨著骨干網傳輸容量不斷增大，傳輸網的接入方式也越來越多樣化.從技術上來看，接入層的相對帶寬需求較小，需要提供IP、TDM和ATM等綜合業(yè)務傳送.以SDH為基礎并能夠提供IP、ATM傳送與處理的光纖接入網系統(tǒng)將是解決接入層傳送的主要方法，這種方式可廉價地在一個業(yè)務提供點（POP）上提供高質量專線、ATM、IP 等業(yè)務的接入、傳送和保護.
在接入網中應用SDH的主要優(yōu)勢在于：SDH可以提供理想的網絡性能和業(yè)務可靠性；SDH的固有靈活性使得在發(fā)展極其迅速的蜂窩通信光纖接入網系統(tǒng)中采用SDH系統(tǒng)尤其適合.當然, 考慮到接入網對成本的高度敏感性和運行環(huán)境的惡劣性,適用于接入網的SDH設備必須是高度緊湊、低功耗和低成本的新型系統(tǒng).
接入網用SDH的***發(fā)展趨勢是支持IP接入，目前至少需要支持以太網接口的映射，于是除了攜帶話音業(yè)務量以外，可以利用部分SDH凈負荷來傳送IP業(yè)務，從而使SDH也能支持IP的接入.支持的方式有多種，除了現(xiàn)有的點到點通信協(xié)議(PPP)方式外，還有在SDH上的鏈路接入規(guī)程(LAPS)和通用成幀規(guī)程(GFP)等方式.
Ethernet over SDH系統(tǒng)實現(xiàn)了一個IP數(shù)據(jù)包多交換光廣域網，它本質上采用的是無連接網絡機制，內在的全網狀連接提供適合于分布式通信的無連接網絡機制，為業(yè)務提供者節(jié)省大量的光帶寬.Ethernet over SDH將以太網的二層交換靈活性和資源優(yōu)化能力與現(xiàn)有的SDH光網絡的大容量、高帶寬效率和低協(xié)議開銷相結合，從而得到一種高速、經濟的數(shù)據(jù)接入解決方案.Ethernet over SDH 系統(tǒng)的幀映射過程采用的是LAPS協(xié)議幀，而不是PPP幀.它首先將以太網的MAC幀封裝成LAPS協(xié)議幀，然后將LAPS協(xié)議幀映射到SDH幀中.Ethernet over SDH技術克服了傳統(tǒng)SDH在數(shù)據(jù)傳送上的局限性，為SDH的接入開拓了新天地.
1.2PON
PON是一種純介質網絡，它能避免外部設備的電磁干擾和雷電影響，減少線路和外部設備的故障率，提高光纖接入網系統(tǒng)可靠性，同時可節(jié)省維護成本，是電信維護部門長期期待的技術.PON的業(yè)務透明性較好，原則上可適用于任何制式和速率的信號.非凡是APON可以通過利用ATM的集中和統(tǒng)計復用，再結合無源分路器對光纖和光線路終端的共享作用，使成本可望比傳統(tǒng)的以電路交換為基礎的PDH/SDH接入系統(tǒng)低20%～40%.
APON的業(yè)務開發(fā)是分階段實施的，初期主要是VP專線業(yè)務.相對普通專線業(yè)務，APON提供的 VP專線業(yè)務設備成本低、體積小、省電、光纖接入網系統(tǒng)可靠穩(wěn)定且性價比有一定優(yōu)勢.第2步實現(xiàn)一次群和二次群電路仿真業(yè)務，提供企業(yè)內部網的連接和企業(yè)電話和數(shù)據(jù)業(yè)務.第3步實現(xiàn)以太網接口，提供互聯(lián)網上網業(yè)務和VLAN業(yè)務.以后再逐步擴展至其他業(yè)務，成為名符其實的 全業(yè)務接入網系統(tǒng).APON能否大量應用的一個重要因素是價格.目前APON產品的業(yè)務供給能力有限，成本過高，其市場前景由于ATM在全球范圍的受挫而不確定，但其技術優(yōu)勢是明顯的.非凡是綜合考慮運行維護成本，則在新建地區(qū)，高度競爭的地區(qū)或需要替代舊銅纜系統(tǒng)的地區(qū)，此時敷設PON系統(tǒng)，無論是光纖到路邊(FTTC),還是光纖到大樓(FTTB)方式都是一種有遠見的選擇.
1.3EPON
EPON是幾種***的技術和網絡結構的結合.EPON采用點到多點結構，無源光纖傳輸方式，在以太網上提供多種業(yè)務.目前，IP/Ethernet應用占到整個局域網通信的95%以上，EPON由于使用上述經濟而高效的結構，從而成為連接接入網最終用戶的一種最有效的通信方法.10Gbit/s以太主干和城域環(huán)的出現(xiàn)也將使EPON成為未來全光網中***的***一公里的解決方案.
在一個EPON中，不需任何復雜的協(xié)議，光信號就能準確地傳送到最終用戶，來自最終用戶的數(shù)據(jù)也能被集中傳送到中心網絡.在物理層，EPON使用1000BASE的以太PHY，同時在PON的傳輸機制上，通過新增加的MAC控制命令來控制和優(yōu)化各光網絡單元(ONU)與光線路終端(OLT)之間突發(fā)性數(shù)據(jù)通信和實時的TDM通信，在協(xié)議的第二層，EPON采用成熟的全雙工以太技術，使用TDM，由于ONU在自己的時隙內發(fā)送數(shù)據(jù)報，因此沒有碰撞，不需CDMA/CD，從而充分利用帶寬.另外，EPON通過在MAC層中實現(xiàn)802.1p來提供與APON類似的QoS。
2幾種光接入方式
2.1光纖分布網絡(FDN)
FDN分為有源光纖網絡和無源光纖網絡.
無源光纖網絡與有源光纖網絡之間的區(qū)別在于它以一對光無源分路器取代了有源光纖網絡中的遠端光纖設備(ROLT).從而兩者采用的傳輸協(xié)議也各不相同,有源光纖網絡采用PDH或SDH傳輸協(xié)議，而無源光纖網絡則必須采用TDMA或TCM方式.因此，無源光纖網絡的傳輸距離及容量必然受到一定限制.另外，有源光纖網絡還有技術簡單、易于實現(xiàn)和組網能力強的特點.無源光纖網絡的優(yōu)越性在于不需要機房，降低了維護的工作量與費用.
2.2光纖同軸混合網絡(HFC)
HFC網是從有線電視(CATV)發(fā)展起來的.它可以提供CATV業(yè)務以及話音、數(shù)據(jù)和其他交互型業(yè)務.HFC網是一種以模擬頻分復用技術為基礎,綜合應用模擬和數(shù)字傳輸技術、光纖和同軸電纜技術及射頻技術的高度分布式智能寬帶用戶接入網絡,是CATV和電話網結合的產物.HFC網絡的覆蓋范圍可達100 km,而且傳輸信號的衰減小，噪聲低,是理想的CATV 網絡傳輸技術.
HFC的典型結構采用光纜作為CATV的干線傳輸網絡,以有線電視臺前端為中心星形或環(huán)形分布,一直延伸到城市內居民區(qū)和辦公小區(qū)以及郊區(qū)的縣鄉(xiāng)村,形成許多的光節(jié)點.從光節(jié)點開始,通過傳統(tǒng)的同軸電纜將有線電視信號送到最終用戶.這種方式可充分利用CATV原有網絡，建網快，造價低；同時由于同軸電纜的帶寬較大，可作為寬帶綜合業(yè)務的接入平臺.HFC是一種為有線電視運營機構所看好的技術.
2.3光網絡單元(ONU)
根據(jù)ONU在OAN中所處位置的不同，OAN又可分為FTTC、FTTB、光纖到辦公室(FTTO)和光纖到家(FTTH)等多種類型.
在FTTC結構中，ONU設置在路邊或電線桿的分線盒邊.從ONU到各個用戶之間采用雙絞線 銅纜;如傳送寬帶圖象業(yè)務,則采用同軸電纜.FTTC的主要特點之一是引入線部分仍可采用現(xiàn)有的銅纜設施，可以推遲引入部分的光纖投資.從目前來看,FTTC在提供2 Mbit/s以下窄帶業(yè)務時是OAN中最現(xiàn)實、最經濟的方案.但如需提供窄帶與寬帶的綜合業(yè)務,則這一結構不甚理想.
在FTTB結構中,ONU被直接放到樓內,再經多對雙絞線分送各用戶.FTTB與FTTC相比，光纖化程度進一步提高，因而更適用于高密度以及需提供窄帶和寬帶綜合業(yè)務的用戶區(qū).FTTO和FTTH結構均在路邊設置無源光分路器，并將ONU移至用戶的辦公室或家中，是真正全透明的光纖網絡.它們不受任何傳輸制式、帶寬、波長和傳輸技術的約束，是OAN發(fā)展的理想模式和長遠目標.
3 接入技術應用及比較
寬帶接入網的建設起點是目前困擾電信運營商的主要問題之一,寬帶化是發(fā)展方向，這是業(yè)界的共識，但從何著手?如何保證有效的投資回報率？這其中有許多值得探討的地方。
雖然近幾年數(shù)據(jù)業(yè)務的增長速率達到了40%，比話音年增長率10%的速率要高許多，但其實際的業(yè)務量占整個通信量的比率還是較低的，約為3%.從全國范圍來看,地區(qū)的差異還是很大的，甚至一個城市內部的區(qū)域也存在著較大的發(fā)展不平衡，而且各個點發(fā)展也是不均衡的.所以在寬帶數(shù)據(jù)接入網的規(guī)劃和建設時，不能沿用固定的一種模式，而要根據(jù)實際情況采用相應的解決方案，同時又要充分考慮光纖接入網系統(tǒng)的可擴展性。當前在應用中有這樣的傾向：IP擔當骨干層的傳輸，如IP over SDH、IP over DWDM以及IP over Optical等,下一代的IP網絡將是可以支持全業(yè)務的網絡。
隨著近幾年OAN的快速發(fā)展,已逐步實現(xiàn)了FTTC和FTTB,全光網絡當然是最終的趨勢。但在現(xiàn)階段，F(xiàn)TTH還不現(xiàn)實,連接用戶的***幾百米,也就是入戶段的技術也是出色紛呈。主要依據(jù)的傳送媒質有:基于雙絞線的xDSL技術、基于銅軸線的HFC技術、無線技術、光纖的APON/EPON技 術以及以太網技術等。這5種主要技術各有其技術特點，同時也就決定了它們各自的應用場合。
4 xDSL
數(shù)字用戶線（DSL）是基于普通電話線的寬帶接入技術，它在同一對銅線上分別傳送數(shù)據(jù)和 語音信號，數(shù)據(jù)信號并不通過電話交換設備，從而減輕了電話交換機的負擔；而且無需撥號，一直在線，屬于專線上網方式，因此使用DSL上網并不需要繳付額外的電話費.xDSL中的“x”代表各種數(shù)字用戶線技術，如非對稱數(shù)字用戶線（ADSL）、高速數(shù)字用戶線（HDSL）和高速不對稱數(shù)字用戶線（VDSL）等.它們的主要區(qū)別在于上下行鏈路的對稱性以及傳輸速率和有效距離有所不同.ADSL是目前眾多DSL技術中較為成熟的一種，其優(yōu)點是帶寬較大、連接簡單和投資較小，因此發(fā)展很快.HDSL是利用兩對或三對銅雙絞線，為用戶提供PDH一次群速率的雙工數(shù)字連接.
VDSL是速率更高的ADSL，也有人稱其為寬帶數(shù)字用戶線（BDSL）.VDSL光纖接入網系統(tǒng)一般用于光纖接入網中的***一段入戶連接，其傳輸距離只有100 m（155 Mbit/s時）到1 km（13 Mbit/s時），它的下行傳輸速率可達13、26、52 Mbit/s甚至155 Mbit/s.采用VDSL技術和以太網技術相結合的方案，可以解決IP接入方案的問題，用戶不必重新布放高成本的5類雙絞線，僅僅通過VDSL終端適配器，就可以接上Internet，通過普通電話線就可以傳輸高速以太網信號，而且也不用擔心轉向IP化接入會帶來的問題.
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