光纖接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢

郭毅

摘 要：隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術已經(jīng)發(fā)展到了帶寬瓶頸。接入網(wǎng)作為整個電信網(wǎng)的重要組成部分之一，必須要逐步實現(xiàn)數(shù)字化、寬帶化和綜合化才能突破現(xiàn)有的帶寬瓶頸，滿足各行各業(yè)發(fā)展對網(wǎng)絡帶寬的更高要求。基于光纖通信技術的寬帶接入網(wǎng)具有高帶寬、高效率、高分光比、長距離傳輸、接口豐富等特點，能充分滿足現(xiàn)代社會發(fā)展對網(wǎng)絡的要求。文章首先從光接入網(wǎng)的概念出發(fā)，對光接入網(wǎng)的拓撲結構等關鍵技術進行了重點分析，并對我國光接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢進行了展望。

關鍵詞：光接入網(wǎng)；拓撲結構；PON；發(fā)展趨勢

1 光接入網(wǎng)概念

光接入網(wǎng)（OAN）泛指在本地交換機，或遠端模塊與用戶之間全部或部分采用光纖作為傳輸媒質的一種接入網(wǎng)。OAN的引入首先是為了減少銅纜網(wǎng)的維護運行費用和故障率，其次是為了支持開發(fā)新業(yè)務，特別是多媒體和寬帶新業(yè)務，最后是為了改進用戶接入性能。在銅纜上的傳輸業(yè)務經(jīng)常會受到各種干擾和距離的限制，用戶接入速率一般不會很高，傳輸距離通常也受限在10km以內(nèi)，而光纖接入網(wǎng)，在技術上要遠比銅纜網(wǎng)優(yōu)越，受環(huán)境干擾和距離限制遠沒有銅纜網(wǎng)強，而且光纖傳輸速率還可遠高于傳統(tǒng)的銅纜傳輸速率，具有非常明顯的發(fā)展?jié)摿Α２捎霉饫w接入網(wǎng)已經(jīng)成為解決電信發(fā)展瓶頸的主要途徑，光纖接入網(wǎng)不僅適用于新建的用戶小區(qū)，而且也是需要更新現(xiàn)有銅纜網(wǎng)的主要替代手段。

2 光接入網(wǎng)的應用類型

光接入網(wǎng)是以光纖為傳輸媒介的接入網(wǎng)。根據(jù)光網(wǎng)絡單元在光接入網(wǎng)中的具體位置，可以將光接入網(wǎng)絡分為三種基本的應用類型。

2.1 FTTC

FTTC即光纖到路邊，是一種基于優(yōu)化xDSL技術的寬帶接入方式，采用光纖到路邊、銅線到用戶的方式實現(xiàn)用戶的寬帶接入我們稱為FTTC+xDSL的寬帶接入網(wǎng)，這是適合小區(qū)缺乏五類線的情況下的一種最合理、最實用、最經(jīng)濟有效的寬帶接入方法。

2.2 FTTB

即光纖到樓，我們稱為FTTB+LAN的寬帶接入網(wǎng)這是一種最合理，最實用，最經(jīng)濟有效的寬帶接入方法。作為一種點到多點的結構，F(xiàn)TTB相對于FTTC來說其光纖化程度更高，因此更加符合高密度用戶地區(qū)的需求，也更傾向于光纖接入網(wǎng)的長遠發(fā)展趨勢。

2.3 FTTH

即光纖到戶，它是在光纖上承載的業(yè)務，它是無源網(wǎng)絡，F(xiàn)TTH的顯著技術特點是不但提供更大的帶寬，而且增強了網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)格式，速率，波長和協(xié)議的透明性，放寬了對環(huán)境條件和供電要求，簡化了安裝和維護，適于引入各種業(yè)務，是最理想的業(yè)務透明網(wǎng)絡，是接入網(wǎng)發(fā)展的最終方式。

3 基于PON的光網(wǎng)絡拓撲結構

3.1 總線形結構

這種結構擁有一條共享主干信道和光纖作為其母線，主干信道能夠應用雙向傳輸?shù)墓饫w或者兩根單向光纖線路。其中各個終端使用光耦合器相互連接于共享信道之上，屬于一種串聯(lián)型結構。

優(yōu)點：安裝簡單方便，需要鋪設的光纜最短，總體成本低，而且其中的某個節(jié)點發(fā)生故障不會對整個網(wǎng)絡產(chǎn)生影響。

缺點：網(wǎng)絡安全性較低、監(jiān)控十分困難，整體網(wǎng)絡的擴展也較為復雜，同時由于總線結構由一根光纜連接所有設備，因此光纜故障會導致網(wǎng)絡癱瘓，穩(wěn)定性較差。

3.2 環(huán)形結構

環(huán)形結構即是全部的節(jié)點都共享一根光纖鏈路，這根光纖鏈路首尾相接構成封閉回路，當出現(xiàn)失效故障時，這種環(huán)形結構能夠短時間內(nèi)進行自我恢復。

優(yōu)點：安全性能好，便于提供新業(yè)務，適用于大規(guī)模用戶。

缺點：主干光纜中的節(jié)點較多，難以進行測試和維護，且總體成本較高。

3.3 星形結構

它是各個用戶終端利用一個處于中央節(jié)點的擁有控制交換功能的耦合器來實現(xiàn)信息交換，屬于并聯(lián)結構的一種。星形結構沒有損耗累積的問題，其用戶相對獨立。星形結構又可以細分為單星形結構、有源星形結構以及無源星形結構三種類型。

優(yōu)點：故障診斷和隔離，易于擴展，安裝電纜方便，成本較低，運行維護方便，安全性較高。

缺點：新業(yè)務難以向所有用戶提供，需要智能的集中器，電纜安裝距離長，而且當其應用到十萬戶以上的城市網(wǎng)絡中，上行通道信噪比較低，容易受到干擾，另外，星形結構每個節(jié)點都匯集到前端，用光纖量大，所有回傳信息匯總到前端相互處理，容易造成通道堵塞，信息無法流暢傳輸。

3.4 樹形結構

在樹形結構中應用了多個光無源分路器，因為在遠端局以及分線盒等位置應用了光分路器進行分配，所以光纖可以實現(xiàn)共享。同時除了終端以及用戶端以外的網(wǎng)絡中不具有任何的有源設備，因此它對于帶寬和傳輸技術沒有限制。

優(yōu)點：易于擴展和故障隔離，連結簡單，維護方便，安全性較高，適用于匯集信息的應用要求。

缺點：對根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作，對根的可靠性要求很高。

4 無源光網(wǎng)絡（PON）

PON作為光纖接入網(wǎng)中的主要技術之一，具有造價低、后期升級和維護難度較低的特點。PON基于一點到多點的拓撲結構，可以完成對雙向交互式業(yè)務的支持，還能夠按照需求來進行升級。PON系統(tǒng)按照其支持的業(yè)務類型以及接口可以細分為窄帶PON系統(tǒng)與寬帶PON系統(tǒng)兩種類型。

5 PON發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段，光通信技術逐漸向著單波長大容量和密集波分復用的方向發(fā)展，而作為下一代接入網(wǎng)的首選技術，PON的發(fā)展趨勢也具有這兩個特征。從發(fā)展的眼光來說，1Gbits/p的傳輸速度已經(jīng)無法滿足下一代光纖接入網(wǎng)的需求，用戶終端對于業(yè)務以及其他服務的需求也正在隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而增多，例如視頻會議、IPTV等高帶寬特務，特別是HDTV這一類型的視頻業(yè)務對帶寬的要求也更高，這些用戶需求也在讓PON技術不斷的發(fā)展。WDM-PON、OCDMA-PON、WDM/TDMHPON等新的PON技術不斷涌現(xiàn)，這些新技術都具有高帶寬、高利用率等共同特點，而且支持超過1000用戶的大用戶量接入，以及單戶50Mbps以上的接入帶寬，這對推動光接入網(wǎng)技術的發(fā)展具有積極作用。

6 接入網(wǎng)發(fā)展探討

現(xiàn)階段，接入網(wǎng)擁有多種技術解決方案，例如說XDSL、HFC、無線網(wǎng)、光纖接入網(wǎng)等，其中光纖接入網(wǎng)（OAN）已經(jīng)成為各個國家以及網(wǎng)絡界都看好的接入網(wǎng)技術解決方案。結合光纖接入網(wǎng)的特點以及社會發(fā)展對寬帶網(wǎng)絡的要求來看，接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢主要會呈現(xiàn)出以下特點：

（1）DSL技術仍然占據(jù)寬帶市場的主導地位，但寬帶面臨全面提速使DSL從第二代ADSL2+技術向第三代VDSL2技術演進。

（2）寬帶光纖接入網(wǎng)正從傳統(tǒng)的銅線接入網(wǎng)向“有線光進銅退、無線寬帶移動化、有線無線相互補充、實現(xiàn)無縫接入”的目標演進。近年來，以EPON和GPON為代表的光纖接入網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟，光纖接入網(wǎng)規(guī)模應用的時機已經(jīng)來臨。

（3）從FTTx的建設模式和采用的技術來看，EPON技術和產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常成熟，而近年來，GPON技術隨著規(guī)劃部署發(fā)展速度較快，技術和產(chǎn)業(yè)鏈也已成熟。

（4）從無線接入市場來看，無線接入技術將從傳統(tǒng)的作為有線接入補充的定位向“與有線接入并存、面向個人、家庭、商企更多受眾、短距離和城域接入等多種技術并存，兼顧移動和漫游”的方向發(fā)展，寬帶城域無線接入技術、更高速率的無線局域網(wǎng)技術、短距離無線電技術都是技術發(fā)展的重點領域。

7 結束語

總之，從現(xiàn)階段的發(fā)展狀況而言，高帶寬業(yè)務逐漸增多，帶寬提速也成為了擺在我們面前的一個急需解決的問題。光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢已經(jīng)讓其成為了目前比較普遍的傳輸技術。FTTC、FTTB以及FTTH正在并不斷的發(fā)展，從組網(wǎng)的方向來說，現(xiàn)行的光纖與電纜混合網(wǎng)依舊會持續(xù)一段時間。但是PON所具備的大容量、傳輸距離長、業(yè)務成本低等優(yōu)勢必然會成為未來接入網(wǎng)的熱點，它有效的實現(xiàn)了高可靠性以及高性能，勢必會成為下一代光接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

參考文獻

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