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光纤接入网技术结构与实际应用

网络技术2022-06-29阅读
网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。

在向大家详细介绍光纤接入网技术之前,首先让大家了解下光纤接入网结构,然后全面介绍光纤接入网技术的实际应用。光纤接入网的拓扑结构,是指传输线路和节点的几何排列图形,它表示了网络中各节点的相互位置与相互连接的布局情况。网络的拓扑结构对网络功能、造价及可靠性等具有重要影响。其三种基本的拓扑结构是: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—总线形等多种组合应用形式,各有特点、相互补充。

1.总线形结构

总线形结构是以光纤作为公共总线(母线)、各用户终端通过某种耦合器与总线直接连接所构成的网络结构。这种结构属串联型结构,特点是:共享主干光纤,节省线路投资,增删节点容易,彼此干扰较小;但缺点是损耗累积,用户接收机的动态范围要求较高;对主干光纤的依赖性太强。

2.环形结构

环形结构是指所有节点共用一条光纤链路,光纤链路首尾相接自成封闭回路的网络结构。这种结构的突出优点是可实现网络自愈,即无需外界干预,网络即可在较短的时间里从失效故障中恢复所传业务。

3.星形结构

星形结构是各用户终端通过一个位于中央节点(设在端局内)具有控制和交换功能的星形耦合器进行信息交换,这种结构属于并联形结构。它不存在损耗累积的问题,易于实现升级和扩容,各用户之间相对独立,业务适应性强。但缺点是所需光纤代价较高,对中央节点的可靠性要求极高。星形结构又分为单星形结构、有源双星形结构及无源双星形结构三种。

(1)单星形结构:该结构是用光纤将位于电信交换局的OLT与用户直接相连,基本上都是点对点的连接,与现有铜缆接入网结构相似。每户都有单独的一对线,直接连到电信局,因此单星型可与原有的铜现网络兼容;用户之间互相独立,保密性好;升级和扩容容易,只要两端的设备更换就可以开通新业务,适应性强。缺点是成本太高,每户都需要单独的一对光纤或一根光纤(双向波分复用),要通向千家万户,就需要上千芯的光缆,难于处理,而且每户都需要专用的光源检测器,相当复杂。

(2)有源双星形结构:它在中心局与用户之间增加了一个有源接点。中心局与有源接点共用光纤,利用时分复用(TDM)或频分复用(FDM)传送较大容量的信息,到有源接点再换成较小容量的信息流,传到千家万户。其优点是灵活性较强,中心局有源接点间共用光纤,光缆芯数较少,降低了费用。缺点是有源接点部分复杂,成本高,维护不方便;另外,如要引入宽带新业务,将系统升级,则需将所有光电设备都更换,或采用波分复用叠加的方案,这比较困难。

(3)无源双星形结构:这种结构保持了有源双星形结构光纤共享的优点,将有源接点换成了无源分路器,维护方便,可靠性高,成本较低。由于采取了一系列措施,保密性也很好,是一种较好的接入网结构。

光纤接入网的形式

根据光网络单元(ONU)的位置,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)。

其中最主要的是FTTB(光纤到大楼)、FTTC(光纤到路边)、FTTH(光纤到用户)三种形式。FTTC主要是为住宅用户提供服务的,光网络单元(ONU)设置在路边,即用户住宅附近,从ONU出来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,主要用于综合大楼、远程医疗、远程教育、及大型娱乐场所,为大中型企事业单位及商业用户服务,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综合宽带业务,FTTH是光纤接入网的最终目标,但是每一用户都需一对光纤和专用的ONU,因而成本昂贵,实现起来非常困难。

光接入网的优点与劣势

与其他接入技术相比,光纤接入网具有如下优点:

(1)光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的需求越来越高,除了打电话、看电视以外,还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银行、远程教学、视频点播(VOD)以及高清晰度电视(HDTV)等。这些业务用铜线或双绞线是比较难实现的。

(2)光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽,解除了铜线径小的限制。此外,光纤不受电磁干扰,保证了信号传输质量,用光缆代替铜缆,可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。

(3)光纤接入网的性能不断提高,价格不断下降,而铜缆的价格在不断上涨。

(4)光纤接入网提供数据业务,有完善的监控和管理系统,能适应将来宽带综合业务数字网的需要,打破“瓶颈”,使信息高速公路畅通无阻。

当然,与其它接入网技术相比,光纤接入网也存在一定的劣势。最大的问题是成本还比较高。尤其是光节点离用户越近,每个用户分摊的接入设备成本就越高。另外,与无线接入网相比,光纤接入网还需要管道资源。这也是很多新兴运营商看好光纤接入技术,但又不得不选择无线接入技术的原因。现在,影响光纤接入网发展的主要原因不是技术,而是成本,到目前为止,光纤接入网的成本仍然太高。但是采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势,尽管目前各国发展光纤接入网的步骤各不相同,但光纤到户是公认的接入网的发展目标。



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