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1、接入网技术接入网技术第第4章章 光纤接入技术光纤接入技术第第4章章 光纤接入技术光纤接入技术n本章教学重点本章教学重点n简要介绍光纤介质的特点和优势简要介绍光纤介质的特点和优势n介绍光接入网的结构、类型、应用模式等介绍光接入网的结构、类型、应用模式等n介绍两种典型的无源光网络介绍两种典型的无源光网络APON和和EPONn本章要求本章要求n熟悉光纤介质的特点，熟悉光纤介质的特点，FTTX的含义的含义n掌握掌握光接入网的结构、特点、关键技术（特别光接入网的结构、特点、关键技术（特别是测距）；是测距）；APON与与EPON的异同的异同 第第4章章 光纤接入技术光纤接入技术4.1 光纤的优势光纤的优势
2、4.2 光纤在接入网中的延伸光纤在接入网中的延伸4.3 光接入网基础知识光接入网基础知识4.4 无源光网络无源光网络4.5 APON4.6 EPON4.1 光纤的优势光纤的优势n带宽优势带宽优势n与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的n单个波长可传输单个波长可传输10Gb/s，采用波分复用可传输更高的，采用波分复用可传输更高的速率速率n长距离传输优势长距离传输优势n衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里n抗恶劣环境优势抗恶劣环境优势n抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰n安全
3、性优势安全性优势n盗接线头困难，不易盗听盗接线头困难，不易盗听大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络4.2 光纤在接入网中的延伸光纤在接入网中的延伸ONUOBD中中心心局局ONUONUBuddingOBDOBD FTTFTTC C FTT FTTB B FTTFTTH H homeOLTOAN的应用示意图的应用示意图n根据根据ONU位置，位置，OAN可分为三种应用类型可分为三种应用类型 n光纤到路边光纤到路边 FTTC n光纤到楼光纤到楼 FTTB n光纤到家光纤到家/办公室办公室 FTTH/O 光纤到路边光纤到路边 FTT
4、CnFTTC：Fiber To The Curb/CabnONU设在交接箱处设在交接箱处n用户到用户到ONU之间（引入线）仍用双绞铜线连接或同轴缆之间（引入线）仍用双绞铜线连接或同轴缆n通常为点到点和点到多点结构通常为点到点和点到多点结构n一个一个ONU可为一个或多个用户提供接入可为一个或多个用户提供接入n是一种介质混合结构是一种介质混合结构n通常采用通常采用FTTC+xDSL技术或技术或FTTC+Cable Modem技术技术ONUOBD中中心心局局OLT光接入网光接入网光纤到楼光纤到楼 FTTBnFTTB：Fiber To The BuddingnONU设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地
5、方设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地方n用户到用户到ONU之间（引入线）用之间（引入线）用UTP5类线（或更高等级类线（或更高等级线）连接线）连接n点到多点结构，一个点到多点结构，一个ONU为多个用户提供接入为多个用户提供接入n通常采用通常采用FTTB+Ethernet技术技术OBD中中心心局局OLT光接入网光接入网ONUBuddingEthernet光纤到家光纤到家/办公室办公室 FTTH/OnFTTH：Fiber To The HomenONU直接放在用户家里直接放在用户家里n中心局到用户之间全部为光连接和光传输中心局到用户之间全部为光连接和光传输n接入网无任何有源设备，是一个真正的透明
6、网络接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络n是一种真正意义上的宽带接入技术是一种真正意义上的宽带接入技术n是用户接入网的长远目标是用户接入网的长远目标综上：综上：FTTH和和FTTC更适合分散的个人用户的接入更适合分散的个人用户的接入 FTTB更适合单位和密集小区用户的接入更适合单位和密集小区用户的接入OBD中中心心局局OLT光接入网光接入网ONUhome4.3 光接入网基础知识光接入网基础知识n光纤的工作窗口光纤的工作窗口n光接入网的基本结构光接入网的基本结构n光接入网的分类光接入网的分类n光接入网的传输技术光接入网的传输技术光纤的工作窗口光纤的工作窗口n光纤的工作窗口（可用工作波长区）
7、有三个：光纤的工作窗口（可用工作波长区）有三个：n850nm窗口窗口（780nm850nm）n1310nm窗口（窗口（1260nm1360nm）n1550nm窗口窗口（1480nm1580nm）n三个工作区的使用情况三个工作区的使用情况n850nm波长常用于多模光纤通信，未得到很好使用波长常用于多模光纤通信，未得到很好使用n1310nm波长应用广泛，主要用于提供波长应用广泛，主要用于提供2Mb/s及以下的及以下的业务业务n1550nm波长用于异波长双工的下行通信以及宽带的新波长用于异波长双工的下行通信以及宽带的新业务业务n现已打开了第四个工作窗口：现已打开了第四个工作窗口：1625nm 光接入
8、网的基本结构光接入网的基本结构nOAN：nOptical Access Network，光接入网，光接入网n光接入网概念：光接入网概念：n接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实现信息传输的网络形式现信息传输的网络形式n光接入网是光接入网是G.902标准的一个典型实例标准的一个典型实例光接入网的基本结构光接入网的基本结构用户侧用户侧网络侧网络侧光接入网光接入网(OAN)光光光光用户侧设备（用户侧设备（电电/光）光）光接入网光接入网设备设备光光光接入网光接入网设备设备网络侧设备网络侧设备（电（电/光）光）光光接入网系统管理功能接入网系统管理功能Q3ON
9、UONUODNOLTAF中心局中心局终端设备终端设备用户侧用户侧网络侧网络侧UNISNI光接入网光接入网(OAN)光接入网的基本结构光接入网的基本结构n组成：组成：n光网络单元光网络单元ONU（Optical Network Unit）n提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口）提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口）n提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换）提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换）n光分配网光分配网 ODN（Optical Distribution Network）n为为OLT和和OUN之间提供光传输技术之间提供光传输技术n由光连接器和光分路器由光连接器和光分路器O
10、BD(Optical Branching device)组成组成n完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能n光线路终端光线路终端OLT（Optical Line Terminal）n提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口）提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口）n提供与提供与ODN的光接口的光接口n分离不同的业务分离不同的业务光接入网的基本结构光接入网的基本结构n光接入网的特点光接入网的特点n点到多点传输系统，介质共享点到多点传输系统，介质共享n下行：下行：OLT向各个向各个ONU采用广播通信方式采用广播通信方式n上行：上行：ONU向向OLT
11、通信时需要某种分配信道的策略通信时需要某种分配信道的策略n面临的问题面临的问题n需解决需解决OLT和多个和多个ONU之间上下行信号的正确传输之间上下行信号的正确传输n关键是解决上行信道的占用问题关键是解决上行信道的占用问题n下行传输：时分复用传送信元流，各下行传输：时分复用传送信元流，各ONU在规定时隙接在规定时隙接收自己的信息收自己的信息n上行传输：各种多址技术（时分、波分等）上行传输：各种多址技术（时分、波分等）光接入网的传输技术光接入网的传输技术n空分复用空分复用 SDMn上下行双向通信个各使用一根光纤上下行双向通信个各使用一根光纤n两个方向的通信单独进行，互不影响两个方向的通信单独进行
12、，互不影响n性能最佳，设计最简单性能最佳，设计最简单n光传输设备和线缆双倍，成本高光传输设备和线缆双倍，成本高t t A1 B1 N1 A1保护时间保护时间OLTOBD上行上行 A1 B1 N1ONUONUONU光接入网的传输技术光接入网的传输技术n时分复用时分复用TDMn每个每个ONU动态或固定分配一个时隙动态或固定分配一个时隙n每个每个ONU在分配的时隙内上传数据在分配的时隙内上传数据n固有问题固有问题n每个每个ONU与与OLT距离不等距离不等 n传输时延不同传输时延不同n到达到达OLT的相位不同的相位不同n对对OLT要求要求n完善的测距技术，实现定时调整完善的测距技术，实现定时调整 和同
13、步和同步n快速的同步技术快速的同步技术n快速、动态的门限判决技术快速、动态的门限判决技术PD：光电检测器：光电检测器 2 2 1 1 N N A1 B1 N1ONUONUONUOBD 1 1 N N 2 2上行上行WDMPDPDPD 2 2 1 1 N NOLT光接入网的传输技术光接入网的传输技术n波分复用波分复用WDMn不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干扰不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干扰n要求每个要求每个ONU在指定波长上发射在指定波长上发射n对激光二极管要求高（温度、环境影响大）对激光二极管要求高（温度、环境影响大）nOLT设备复杂，成本高（每个波长都需光发射器和检测器）设
14、备复杂，成本高（每个波长都需光发射器和检测器）光接入网的分类光接入网的分类n根据光分配网是采用有源或无源设备，根据光分配网是采用有源或无源设备，OAN分：分：nAON和和PONnAON：Active Optical Network，有源光网络，有源光网络nODN全部由有源器件组成（光放大器等）全部由有源器件组成（光放大器等）n特点：特点：n传输容量大：传输容量大：155Mb/s或或622Mb/s的接入速率的接入速率 n传输距离远：不加中继器，距离为传输距离远：不加中继器，距离为70多公里多公里n技术成熟：无论技术成熟：无论PDH设备还是设备还是SDH设备，都已广泛应用设备，都已广泛应用n给有源
15、设备供电是一件麻烦事给有源设备供电是一件麻烦事nPON：Passive Optical Network，无源光网络，无源光网络nAPON、EPON和和GPON 4.4 无源光网络无源光网络n基本概念基本概念n系统结构系统结构n数据传输数据传输n关键技术关键技术PON的基本概念的基本概念nODN全部由无源器件组成（无源光分路器等）全部由无源器件组成（无源光分路器等）n信号在传输过程中无再生放大信号在传输过程中无再生放大n信号由光分路器、无源光功率分配器等传至用户信号由光分路器、无源光功率分配器等传至用户n实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完成成
16、n与有源光网络比：与有源光网络比：n覆盖范围和传输距离更小覆盖范围和传输距离更小n可靠性更高（户外无有源设备，提高抗干扰能力）可靠性更高（户外无有源设备，提高抗干扰能力）n价格更低、安装维护更方便价格更低、安装维护更方便n是光接入网有发展潜力的技术（价格、维护等优势）是光接入网有发展潜力的技术（价格、维护等优势）PON的系统结构的系统结构OLTONU1ONU2ONUnPON用户用户用户用户用户用户OBD业业务务网网络络UNISNIODNn组成：组成：OLT、ODN、ONU，且，且ODN中全是无源器件中全是无源器件n共享介质共享介质n逻辑上是点到多点结构，物理拓扑可有多种形式逻辑上是点到多点结构，物理拓扑可有多种形式PON的数据传输的数据传输n下行：下行：OLT向各向各ONU采用广播通信方式，传输连续时隙流采用广播通信方式，传输连续时隙流（下行帧）（下行帧）n局端数据局端数据 OLT 封装成连续时隙流下行帧封装成连续时隙流下行帧 n以广播方式传送以广播方式传送 各各ONU收到信元流，取出属于自己收到信元流，取出属于自己的数据的数据用户终端用户终端n上行：采用上行：采用TDMA技术（动态分
