光纖接入Internet的技術(shù)分析

摘 要：介紹了光纖接入Internet的技術(shù)中的光線接入網(wǎng)的基本概念，光纖接入網(wǎng)的分類，光纖接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，光纖接入網(wǎng)的方式。在光纖接入網(wǎng)的分類中，對(duì)有源光網(wǎng)絡(luò)和無源光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了重點(diǎn)分析；在光纖接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中，重點(diǎn)分析了樹型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)；在光纖接入網(wǎng)的方式中，主要分析了光纖到路邊、光纖到樓、光纖到家和FTTx+LAN接入四種方式。為學(xué)習(xí)和了解網(wǎng)光纖接入Internet的技術(shù)提供了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：概念 分類 結(jié)構(gòu) 方式 特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）02（c）-0016-01

1 光纖接入網(wǎng)的概念

在接入網(wǎng)中所用的傳輸媒介為光纖的接入網(wǎng)被稱作光纖接入網(wǎng)（OAN，Optical Access Network），而OAN是一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光纖傳輸系統(tǒng)。

光纖接入網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)包括用戶、交換局、光纖、電/光交換模塊（E/O）和光/電交換模塊（O/E）。由于交換局交換的和用戶接收的均為電信號(hào)，而在主要傳輸介質(zhì)光纖中傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，因此兩端必須進(jìn)行電/光和光/電轉(zhuǎn)換。

光接入網(wǎng)系統(tǒng)主要由光線路終端OLT、光配線網(wǎng)ODN和光網(wǎng)絡(luò)單元三大部分組成。其中，OLT實(shí)現(xiàn)核心網(wǎng)與用戶間不同業(yè)務(wù)的傳遞功能，通常安裝在服務(wù)器提供端的機(jī)房中；ODN為OLT和ONU提供光傳輸手段，完成光信號(hào)的傳輸和功率分配任務(wù)；ONU實(shí)現(xiàn)用戶接入，主要的功能是處理光信號(hào)，為用戶提供業(yè)務(wù)接口。

2 光纖接入網(wǎng)的分類

站在光纖接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度，在接入網(wǎng)室外傳輸設(shè)施中，再依據(jù)其中是否含有源設(shè)備來劃分OAN，OAN可劃分為兩種網(wǎng)絡(luò)：一種是有源光網(wǎng)絡(luò)（AON，Active Optical Network）；另一種是無源光網(wǎng)絡(luò)（PON，Passive Optical Network）。

AON指從局端設(shè)備到用戶分配單元之間通常都是用有源光纖傳輸媒介設(shè)備。

PON指從局端設(shè)備到用戶分配單元之間全部由光分路器等無源器件進(jìn)行連接而組成的光網(wǎng)絡(luò)。ODN（光配線網(wǎng)）中光分路器的工作方式是無源的，這就是無源光網(wǎng)絡(luò)中“無源”一詞的來歷。但ONU和OLT還是工作在有源方式下，即需要外接電源才能正常工作。所以，采用無源光網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)并不是所有設(shè)備都工作在不需要外接饋電的條件下，只是ODN部分沒有有源器件。由于它初期投資少、維護(hù)簡單，易于擴(kuò)展，結(jié)構(gòu)靈活，大量的費(fèi)用將在寬帶業(yè)務(wù)開展后支出，因而目前在接入網(wǎng)使用光纖的時(shí)候基本上都采用該結(jié)構(gòu)。

3 光纖接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

在光纖接入網(wǎng)的時(shí)候，從傳輸線路到傳輸節(jié)點(diǎn)之間的結(jié)構(gòu)被稱為光纖接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，表示網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備之間的相互連接的情況。光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為四種。（1）總線型結(jié)構(gòu)；（2）環(huán)型結(jié)構(gòu)；（3）星型結(jié)構(gòu)；（4）樹型結(jié)構(gòu)。

（1）總線型。

在各用戶終端，以光纖作為公共總線，通過耦合器與總線直接連接構(gòu)成的結(jié)構(gòu)被稱作總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)共享主干光纖，節(jié)省線路投資，增刪節(jié)點(diǎn)容易，彼此干擾小，但是連接通信性能受連接用戶數(shù)量的影響。適用于沿街道、公路分布的用戶環(huán)境。

（2）環(huán)型。

所有節(jié)點(diǎn)共用一條光纖線路，首尾相連成封閉回路構(gòu)成環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的每個(gè)ONU都從兩個(gè)方向上與OLT相連，可靠性比較高，但是連接性能差。適用于大規(guī)模的用戶群。

（3）星型。

由光纖線路和端局內(nèi)節(jié)點(diǎn)上的星型耦合器構(gòu)成星狀的結(jié)構(gòu)稱為星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。適用于有選擇性的用戶。

（4）樹型。

由光纖線路和節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的樹狀分級(jí)結(jié)構(gòu)稱為樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是光纖接入網(wǎng)中使用最多的一種結(jié)構(gòu)。適用于大規(guī)模的用戶群。

在實(shí)際中，選擇光接入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要考慮的因素有很多，如用戶所在地的分布、不同業(yè)務(wù)的性能需求、安全和光纜容量等等。任何一種單一的結(jié)構(gòu)均不能適用于所有的情形，所以通常是幾種結(jié)構(gòu)的混合網(wǎng)絡(luò)。

4 光纖接入方式

光纖接入方式有許多種，其中，主要應(yīng)用的是FFTC、FFTB和FFTH三種類型，F(xiàn)TTH將是未來寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的最終形式。

（1）光纖到路邊（FTTC）。

FTTC從端局光纜線路終端（OLT）接出的光纖經(jīng)過各種線路設(shè)備（光耦合器、光分支器）后，到達(dá)用戶群的路邊設(shè)備上的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后，由銅線或同軸電纜分別把電話、數(shù)據(jù)等窄帶信號(hào)或?qū)拵D像信號(hào)接至用戶。FTTC結(jié)構(gòu)主要適用于點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)的樹形分支拓?fù)洌酁榫用褡≌脩艉托⌒推笫聵I(yè)用戶使用，是一種光纜/銅纜混合系統(tǒng)。通常采用FTTC+XDSL技術(shù)或FTTC+Cable Modem技術(shù)，從目前來看，F(xiàn)TTC在提供2Mbit/s以下窄帶業(yè)務(wù)時(shí)是OAN中最現(xiàn)實(shí)、最經(jīng)濟(jì)的方案。

（2）光纖到樓（FTTB）。

FTTB的ONU設(shè)置在大樓內(nèi)的配線箱處，F(xiàn)TTB可以看作是FTTC的一種變型，最后一段接到用戶終端的部分要用多對(duì)雙絞線，也就是采用FTTB+Ethernet技術(shù)。

FTTB是一種點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，光纖敷設(shè)到樓，主要用于綜合大樓、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育及大型娛樂場(chǎng)所，為大中型企事業(yè)單位及商業(yè)用戶服務(wù)，提供高速數(shù)據(jù)、電子商務(wù)、可視圖文等寬帶業(yè)務(wù)。

（3）光纖到家（FTTH）。

在FTTB的基礎(chǔ)上ONU進(jìn)一步向用戶端延伸，是一種全光纖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從節(jié)點(diǎn)到用戶實(shí)現(xiàn)光纖傳輸，中間沒有任何銅纜，也沒有有源電子設(shè)備，是真正全透明網(wǎng)絡(luò)，也是用戶接入網(wǎng)發(fā)展的長遠(yuǎn)目標(biāo)。這種結(jié)構(gòu)方式是完全透明的，對(duì)傳輸制式和帶寬都沒有嚴(yán)格的限制。但是每一用戶都需一對(duì)光纖和專用的ONU，因而成本昂貴，實(shí)現(xiàn)起來非常困難。

（4）FTTx+LAN接入。

FTTx+LAN，即光纖接入和以太網(wǎng)技術(shù)結(jié)合而成的高速以太網(wǎng)接入方式，可實(shí)現(xiàn)“千兆到樓，百兆到層面，十兆到桌面”，為最終光纖到戶提供了一種過渡。

FTTx+LAN接入比較簡單，在用戶端通過一般的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如交換機(jī)、集線器等將同一幢樓內(nèi)的用戶連成一個(gè)局域網(wǎng)，用戶室內(nèi)只需添加以太網(wǎng)RJ45信息插座和配置以太網(wǎng)接口卡（即網(wǎng)卡），在另一端通過交換機(jī)與外界光纖干線相連即可。

總體來看，F(xiàn)TTx+LAN是一種比較廉價(jià)、高速、簡便的數(shù)字寬帶接入技術(shù)，特別適用于我國這種人口居住密集型的國家。

對(duì)于光纖接入網(wǎng)技術(shù)來說，其中FTTC、FTTH應(yīng)用于用戶較為分散的場(chǎng)合，F(xiàn)TTB、FTTx+LAN應(yīng)用于用戶數(shù)量比較密集的場(chǎng)合。

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