寬帶光纖接入關鍵技術及發展展望

方弢

【摘要】 隨著通信技術和互聯網的不斷發展，寬帶接入己成為拉動固網運營商業務增長的重要因素之一。可以說，誰能妥善地解決好寬帶接入技術問題，誰就能在未來的市場競爭中贏得主動。本文主要從寬帶光纖接入技術的定義出發，首先介紹了三種常見的寬帶光纖接入網的類型，然后重點對寬帶光纖接入關鍵技術進行了分析，最后簡要談談寬帶光纖接入的發展趨勢。

【關鍵詞】 寬帶光纖 接入 關鍵技術 發展

進入21世紀以來，隨著新技術的不斷研究，在通信技術和互聯網領域都取得了較快的發展。寬帶接入由于其建設的復雜性和接入技術的眾多選擇性，為產品的研發生產與運營等多方面提供了發展的機會。把握寬帶接入的技術和最新發展趨勢，對已經進入高速增長的接入網建設至關重要。寬帶化、分組化、多樣化和光纖化以及多業務網絡平臺化無疑是接入網發展的大趨勢。

一、幾種常見的寬帶光纖接入網的類型

光纖到戶是寬帶接入網的終極度目標，它是通過光網絡（ON）來實現的。以寬帶光纖接入技術的應用研究為主要代表，采用光纖傳輸技術的接入網我們就稱作為光纖接入網，簡稱OAN，它也可籠統的指那些部分采用光纖通信的系統或采用光纖通信的系統。在寬帶接入網技術迅猛發展的今天，光纖接入技術也在不斷發展改進之中。光纖接入技術具有：能滿足用戶對各種通信業務的需求；具備了銅線電纜不可能具有的一些優勢如不受電磁干擾，信號傳輸質量良好，占用空間小；性價比不斷提升；能提供數據業務，具有完善的監理體系；信息傳播速度快。

隨著信息傳輸向全數字化過渡，光接入方式必然成為寬帶接入網的最終解決方法。就目前來說，寬帶光纖接入網技術有：有源光接入網（AON）、無源光接入網（PON）以及全光接入網3種基本類型。

1、AON

AON是指采用SDH光纖作為傳輸平臺。AON有兩種基本類型即有源光纖雙星網以及有源光纖單星網。對于采用點對點的光纖線路傳輸，在遠端節點終接對應的用戶單元，再在遠端節進行復接，從而使得復用信號得以在網絡中心與遠端節點間，通過光纖點對點進行傳播的網絡形式稱作有源光纖雙星網。有源光纖雙星網的優點包括：光纖用戶在光源、饋線光纜以及檢測器資源的使用上可以共享，這就會使得生產成本降低，增加網絡傳輸的靈活性。

對于那些中央節點采用具有交換控制功能的星形藕合器，并以中央節點為中心的網絡我們稱作有源光纖單星網。其優點包括：從網絡中心到用戶之間的傳輸為點對點傳輸，具有良好的保密性，同時適應性強，對于擴容和升級也相對容易。

2、 PON

無源光纖接入網是指將光分路器、光波分復用器以及光纖放大器組合在一起構成的接入網，PON也包括兩種基本類型即無源光纖雙星網以及無源光纖多星網。

采用無源光纖接入網的優點有：首先，能夠讓更多的用戶在設備以及饋線光纜的使用上得以共享，從而會是廠商運營成本降低，并且可以使光纖得到充分的利用。其次，PON的業務是透明的，同時對于寬帶業務的升級也是十分方便的，能為用戶提供源源不斷的業務服務。

目前，無源光纖接入網發展很快，組網方式多種多樣。PON主要采用無源光功率分配器（耦合器）將信息送至各用戶。由于采用了光功率分配器，使功率降低，因此，較適合于短距離使用。若需傳輸較長距離，可采用摻鉺光纖放大器（EDFA）來增加功率。

3、全光接入網

將光波分復用器、光放大器以及光開關應用在網絡控制中心、光分配器以及線路終端，將光無源器件以及光有源器件應用在用戶單元內，從而實現用戶單元到電信網之間的全光傳輸。

光接入網的優點包括：能夠克服光源器件之間的瓶頸限制，并能夠使光纖帶寬得到最大程度的利用，對于信息之間傳輸的效率也大大提高，從某種程度上來看全光接入網是未來實現全光通信最理想的接入網類型。

二、寬帶光纖接入關鍵技術分析

1、采用內置SDH技術

對于有源光纖接入網，我們常常在本地交換機中采用內置式SDH技術，之所以采用內置式SDH技術，主要是由于：①SDH技術的速率等級以及光接口都具有很高的標準，能夠實現各個廠家之間的交流以及設備之間的相互溝通，從而提升有源光纖接入網的標準化程度以及兼容性，對于升級擴展也容易實現。②采用SDH技術，能夠使有源光纖接入網的操作、維護以及管理變得系統化，能適應未來的需要。③采用SDH技術能使有源光纖接入網性能更加穩定，自我治愈以及保護能力也得以不斷完善，有利于寬帶光纖接入技術的進一步發展。

2、采用WDM、TDM技術

隨著光纜的價格不斷降低，以及大線束光纜制造技術的不斷改進成熟，與此同時，一大批關鍵技術如無源光器件、有源光器件、光網絡以及WDM和TDM的迅速發展，這都為寬帶光纖接入網的關鍵技術發展提供了必不可少的技術支持。在眾多寬帶光纖接入網的結構中，無源光纖寬帶接入網是一種比較好的接入技術，因為采用PON除了較低的成本價格以外，還易于升級，可以滿足用戶的升級需要。隨著接入網容量不斷增加以及網絡發展的需要，為了滿足適應這一需要，我們可以采用WDM以及TDM等設備將主干層容量擴大，不同的網絡節點會有不同的波長與之一一對應，但接入網的結構始終保持不變，從而得以實現 接入網的平穩升級。在這種形勢階段下，目前發展最好的幾種技術有：光孤子—TDM、WDM傳輸技術、Tb/S光纖通信技術、以及光纖放大器技術等。

3、采用全光本地交換積極全光傳輸網技術

為了優化網絡，路由的保護以及自愈以及將昂貴的光電轉換設備替換掉，全光本地交換技術應運而生，采用全光本地交換技術可以使未來的網絡以高速、經濟的方式運行，形成一個統一的用于各種傳輸業務的光交換平臺。采用該技術，除了對于寬帶、窄帶以及交互式寬帶業務都能提供支持以外，還能夠將活動的、立體的三維式視頻業務呈現給廣大用戶。在信號傳輸、收集、交換方面達到快速高效。

對于全光傳輸網技術中，采用光分路器、光放大器、以及光交叉連接系統等組成了寬帶接入網的傳輸層，采用該技術則為用戶提供了一個無源光纖接入網絡，在用戶終端通過采用光源、檢測器、以及光耦合器等技術，從而實現了有線電視業務、電信業務、以及二維視頻業務之間的變換，全光傳輸網絡技術具有的優點包括：帶寬足夠大，網絡便捷靈活、并且可靠程度高，網絡運行的快慢與傳輸的數據速率沒有直接關系，便于網絡升級。

當前，在我國有源無源一體化的研究已經能用于現實的網絡中，但尚有很多細節部分不完善，有源無源一體化的實現能夠為合理規劃接入網的網絡分層以及無源光纖接入系統的大規模應用變成了可以實施的可能。在未來，我們應繼續不斷研究有源無源一體化，處理好有源無源一體化過程中可能出現的問題，綜合二者的優勢來實現SDH和PON的統一管理以及綜合利用，這對于未來光纖接入技術進一步發展無疑起到積極的推動作用，使得光纖接入技術進一步向前發展。

三、發展展望

光纖到戶（FTTH）的顯著技術特點是不但提供更大的帶寬，而且增強了網絡對數據格式、速率、波長和協議的透明性，放寬了對環境條件和供電等要求，簡化了維護和安裝。FTTH一直被認為是接入網的明日之星，也是寬帶發展的最終理想。因為它能夠滿足各類用戶的多種需求，像高速通信、家庭購物、實時遠程教育、視頻點播（VOD）、高清晰度電視（HDTV）等等，這些業務都是銅線或雙絞線勉力為之才能達到的目標，而對FTTH來說則是輕而易舉。

目前，寬帶光纖的接入的主干層主要以SDH技術為主，而對于配線層，則主要采用經濟靈活的無源光纖接入技術。綜合有源光纖、無源光纖技術的優勢，進一步推進光纖在傳輸中的作用，有源無源一體化的研究應用已經成為寬帶光纖接入網技術的發展新方向，以此尋求可以解決對于分散用戶以及偏遠山區接入難題的方案。

近些年來，伴隨多媒體以及數據業務的不斷發展，對于網絡的寬帶光纖化趨勢已經變得越來越重要，隨之而來的對于寬帶光纖接入技術的開發研究也已經成為通信專業的熱門領域。首先，由于光纖接入技術能夠使寬帶傳輸的距離進一步增大，縮小了遠端交換模塊和本地交換機的規模數量，從而使電信網整體朝著覆蓋面積大、節點數量少、網絡結構趨于簡單的方向演變發展。其次，采用寬帶光纖接入技術能夠大大減少干線網絡級數以及線路的纏繞迂回，從而必然會使數據傳輸的速度以及通信質量進一步提高，增加用戶對使用過程的滿意度。再次，由于接入網是直接面對廣大用戶的，而其中的很多業務不需要經過核心網，只通過接入網就能完成，從而使核心網的壓力大大降低。最后，由于網絡結構正在不斷發生改變，這必然會導致接入網的接入方式隨之發生變化，從而推動接入網技術的不斷改進與發展。

四、結語

隨著網絡寬帶的不斷發展，以及用戶對寬帶業務的要求越來越高，我們應加大對于寬帶接入技術的研發力度，相對于傳統寬帶接入技術來說，光纖接入在初期投入比傳統寬帶接入費用高，但綜合后期的設備維護管理，以及數據傳輸的穩定性和用戶的滿意度來說，光纖接入技術具有很明顯的優勢，因而光纖接入技術具有更高的效益。從推動FTTH建設對我國信息產業所具有的重要戰略意義而言，僅靠網絡運營商的主觀能動性是遠遠不夠的，更多的是需要政府的大力支持和整個光纖通信的技術領域、生產領域的全力配合。推進FTTH對于我國整個信息產業的發展具有重要的戰略意義，政府應該對此給予高度的重視。政策指引、技術驅動和用戶需求是驅動FTTH的三大因素。中國的FTTH之路應該是一條政府、企業與運營商三方互動的發展之路。

參 考 文 獻

[1]張美. 淺談寬帶光纖接入技術及其特點[J]. 鐵道通信信號，2007，43（1）：50-51.

[2]寧景波. 寬帶光纖接入網技術[J]. 科學之友，2011：59-60.

[3]韓曉娟. 光纖寬帶接入網技術分析[J]. 甘肅科技，2012，28（3）：34-35.

[4]周生華. 寬帶光纖接入網的發展趨勢分析[J]. 中國新技術新產品. 2009（17）：27.