全方位分析光纤接入网技术的基本原理

1、全方位分析光纤接入网技术的基本原理光纤接入网有很多值得学习的地方，这里我们主要介绍 光纤接入网技术的基本原理。从整个电信网的角度讲，可以 将全网划分为公用网和用户驻地网(CPN)两大块，其中CPN 属用户所有，因而，通常意义的电信网指公用电信网局部。 公用电信网又可以划分为长途网、中继网和接入网3局部。长途网和中继网合并称为核心网。相对于核心网，接入 网介于本地交换机和用户之间，主要完成使用户接入到核心 网的任务，接入网由业务节点接口 (SNI)和用户网络接口 (UNI)之间一系列传送设备组成。近年来，以互联网为代 表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系构 造，随着各国接入网市场的逐

2、渐开放，电信管制政策的放松, 竞争的日益加剧和扩大，新业务需求的迅速出现，有线技术 (包括光纤技术)和无线技术的开展，接入网开始成为人们 关注的焦点。在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的 接入网技术。光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、 防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中，光纤扮演着 重要角色，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长远解决方案。一、光纤接入网的基本构成光纤接入网(OAN),是指用光纤作为主要的传输媒质， 实现接入网的信息传送功能。通过光线路终端(OLT)与业务 节点相连，通过光网络单元(ONU)与用户连接。光纤接入网 包括远端设备

3、一一光网络单元和局端设备一一光线路终端， 它们通过传输设备相连。系统的主要组成局部是OLT和远端 ONUo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)间有关信令协议的转换。接入设备本身还具 有组网能力，可以组成多种形式的网络拓扑构造。同时接入 设备还具有本地维护和远程集中监控功能，通过透明的光传 输形成一个维护管理网，并通过相应的网管协议纳入网管中 心统一管理。0LT的作用是为接入网提供与本地交换机之间的接口， 并通过光传输与用户端的光网络单元通信。它将交换机的交 换功能与用户接入完全隔开。光线路终端提供对自身和用户 端的维护和监控，它可以直接与本地交换机一起放置在

4、交换 局端，也可以设置在远端。0NU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能以及相应的维护和监 控功能。0NU的主要功能是终结来自OLT的光纤，处理光信 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。 0NU的网络端是光接口，而其用户端是电接口。因此0NU具 有光/电和电/光转换功能。它还具有对话音的数/模和模/ 数转换功能。0NU通常放在距离用户较近的地方，其位置具 有很大的灵活性。光纤接入网(0AN)从系统分配上分为有 源光网络(AON, ActiveOpticalNetwork)和无源光网络(PON, PassiveOpticaOptica

5、lNetwork)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。有源光网络的局端设备(CE)和远端设备(RE)通过有源光 传输设备相连，传输技术是骨干网中已大量采用的SDH和PDH 技术，但以SDH技术为主，本文主要讨论SDH （同步光网络） 系统。.基于SDH的有源光网络SDH的概念最初于1985年由美国贝尔通信研究所提出， 称之为同步光网络（SynchronousOpticalNETwork,SONET）o 它是由一整套分等级的标准传送构造组成的，适用于各种经 适配处理的净负荷（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

6、等上开展传送。 该标准于1986年成为美国数字体系的新标准。国际电信联 盟标准部（ITUT）的前身国际电报 资询委员会（CCITT） 于1988年承受SONET概念，并与美国标准协会（ANSI）达 成协议，将SONET修改后重新命名为同步数字系列 （SynchronousDigitalHierarchy, SDH）,使之成为同时适应 于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。SDH 网是对原有 PDH（PiesiochronousDigitalHierarchy 准同步数字系列）网的一次革命。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开展复 接、码变换、码速调整、定时、

7、扰码、解扰码等过程，并且 PDH只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定， 无法实现全球信息网的建立。随着SDH技术引入，传输系统 不仅具有提供信号传播的物理过程的功能，而且提供对信号 的处理、监控等过程的功能。SDH通过多种容器C和虚容器 VC以及级联的复帧构造的定义，使其可支持多种电路层的业 务，如各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等,以 及将来可能出现的各种新业务。段开销中大量的备用通道增 强了 SDH网的可扩展性。通过软件控制使原来PDH中人工更 改配线的方法实现了交叉连接和分插复用连接，提供了灵活 的上/下电路的能力，并使网络拓扑动态可变，增强了网络 适应业务开

8、展的灵活性和平安性，可在更大几何范围内实现 电路的保护、高度和通信能力的优化利用，从而为增强组网 能力奠定根底，只需几秒就可以重新组网。特别是SDH自愈 环，可以在电路出现故障后，几十毫秒内迅速恢复。SDH的 这些优势使它成为宽带业务数字网的根底传输网。在接入网中应用SDH （同步光网络）的主要优势在于： SDH可以提供理想的网络性能和业务可靠性；SDH固有的灵 活性使对于开展极其迅速的蜂窝通信系统采用SDH系统尤其 适合。当然，考虑到接入网对本钱的高度敏感性和运行环境 的恶劣性，适用于接入网的SDH设备必须是高度紧凑，低功 耗和低本钱的新型系统，其市场应用前景看好。接入网用SDH的最新开展趋

9、势是支持IP接入，目前至 少需要支持以太网接口的映射，于是除了携带话音业务量以 外，可以利用局部SDH净负荷来传送IP业务，从而使SDH 也能支持IP的接入。支持的方式有多种，除了现有的PPP方 式外，利用VC12的级联方式来支持IP传输也是一种效率较 高的方式。总之，作为一种成熟可靠提供主要业务收入的传 送技术在可以预见的将来仍然会不断改良支持电路交换网 向分组网的平滑过渡。.基于PDH的有源光网络准同步数字系列（PDH）以其廉价的特性和灵活的组网 功能，曾大量应用于接入网中。尤其近年来推出的SPDH设 备将SDH概念引入PDH系统，进一步提高了系统的可靠性和 灵活性，这种改进的PDH系统在

10、相当长一段时间内，仍会广 泛应用。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),没有任何有源电子设备，它包括基于ATM的无源 光网络APON及基于IP的PON。APON的业务开发是分阶段实 施的，初期主要是VP专线业务。相对普通专线业务，APON 提供的VP专线业务设备本钱低，体积小，省电、系统可靠 稳定、性能价格比有一定优势。第二步实现一次群和二次群 电路仿真业务，提供企业内部网的连接和企业 及数据业 务。第三步实现以太网接口，提供互联网上网业务和VLAN 业务。以后再逐步扩展至其它业务，成为名副其实的全业务 接入网系统。APON采用基于信元的传

11、输系统，允许接入网中的多个用 户共享整个带宽。这种统计复用的方式，能更加有效地利用 网络资源。APON能否大量应用的一个重要因素是价格问题。 目前第一代的实际APON产品的业务供应能力有限，本钱过 高，其市场前景由于ATM在全球范围内的受挫而不确定，但 其技术优势是明显的。特别是综合考虑运行维护本钱，在新 建地区，高度竞争的地区或需要替代旧铜缆系统的地区，此 时敷设PON系统，无论是FTTC,还是FTTB方式都是一种有 远见的选择。在未来几年能否将性能价格比改良到市场能够 承受的水平是APON技术生存和开展的关键。IPPON的上层是IP,这种方式可更加充分地利用网络资 源，容易实现系统带宽的动

12、态分配，简化中间层的复杂设备。 基于PON的OAN不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备, 因此使服务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 设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障 率，提高了系统可靠性，同时节省了维护本钱，是电信维护 部门长期期待的技术。无源光接入网的优势具体表达在以下 几方面：（1）无源光网体积小，设备简单，安装维护费用低， 投资相对也较小。（2）无源光设备组网灵活，拓扑构造可支持树型、星 型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑构造。（3）安装方便，它有室内型和室外型。其室外型可直 接挂在墙上，或放置于“H”杆上，无须租用或建造机房。 而有源系统需开展光电、电光转换，设备制造费用高，要使 用