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摘 要：宽带光纤接入技术是互联网与通信技术发展的必然产物.文章从光纤接入技术的定义和技术特征出发,介绍了光纤接入网的基本结构和环路结构,并较为客观的说明了光纤接入网的优点与劣势,指出了影响光纤接入网的发展最大障碍是成本问题,为宽带光纤接入技术的完善提供了参考.
关 键 词：通信；宽带光纤；接入网；技术特征；劣势
中图分类号：TN929.1文献标识码：A文章编号：1000－8136（2012）14－0151－02
近年来,以互联网和通信技术为代表的新技术都得到了较快的发展和应用,其中就包括了光纤接入技术.光纤接入技术最大的优势是可用带宽,开发潜力巨大,在这方面其他接入技术无法与其相比.光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高等特点.因此,光纤接入网也被称为发展宽带接入的长远解决方案.
1光纤接入技术定义
光纤接入技术是目前发展最快的领域之一.所谓光纤接入网（OAN）就是采用光纤传输技术的接入网,泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统.通常,OAN指采用基带数字传输技术并以传输双向交互式业务为目的的接入传输系统,可以将数字或模拟技术升级传输宽带广播式和交互式业务.根据接入网室外传输设施中是否含有源设备,OAN又可以划分为无源光网络（PON）和有源光网络（AON）,前者采用光分路器分路,后者采用电复用器分路.在宽带接入网进入了大发展的现阶段,各种光纤接入网技术均得到了长足发展.
2宽带光纤接入网系统技术
2.1基于SDH系统的AON技术
接入网的相对带宽需求较小,需要提供IP、TDM和ATM等综合业务传送.以SDH为基础并能提供IP、ATM传送与处理的系统将是解决接入网传送的主要方法,这种方式可廉价地在一个业务提供点（POP）上提供高质量专线、ATM及IP等业务的接入、传送和保护.
2.2无源光网络PON技术
PON是一种纯介质网络,它能避免外部设备的电磁干扰和雷电影响.PON不包含有源光器件,可以减少线路和外部设备的故障率,提高系统可靠性,同时可节省维护成本.PON的业务透明性较好,原则上可适用于任何制式和速率的信号.PON网络由光线路终端（OLT）、光配线网络（ODN）以及光网络单元（ONU）构成.根据ONU在OAN中所处位置的不同,OAN又可分为光纤到小区FTTC、光纤到大楼FTTB、光纤到办公室（FTTO）和光纤到家（FTTH）等多种应用类型.在FTTC结构中,ONU设置在路边或电线杆的分线盒处.从ONU到各个用户之间采用双绞线或同轴电缆.FTTC的主要特点之一是引入线部分仍可采用现有的铜缆设施,可以推迟引入部分的光纤投资.从目前来看,FTTC在提供2Mbit/s以下窄带业务时是OAN中最现实、最经济的方案.但如需提供窄带与宽带的综合业务,则这一结构不甚理想.在FTTB结构中,ONU被直接放到楼内,再经多对双绞线分送给各用户.
2.2.1ATM无源光网络（APON）
APON是在PON网络中采用ATM信元作为信息基本结构,它利用ATM的集中和统计复用技术,再结合无源分路器实现对光纤和OLT的共享,其成本比传统的以电路交换为基础的PDH/SDH接入系统低20%～40%.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专线业务设备成本低、体积小、系统可靠稳定且性价比有一定优势.第2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和数据业务.第3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他业务,成为名符其实的全业务接入网系统,其技术优势是明显的.
2.2.2以太网无源光网络（EPON）
EPON是以太网技术和PON网络结构的结合.EPON采用点到多点结构,无源光纤传输方式,在以太网上提供多种业务.目前,IP/Ether的应用占到整个局域网通信的95%以上,EPON由于使用上述经济而高效的结构,从而成为连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法.10Gbit/s以太主干和城域环的出现也将使EPON成为未来全光网中最佳的最后一公里的解决方案.
在一个EPON中,不需任何复杂的协议,光信号就能准确地传送到最终用户,来自最终用户的数据也能被集中传送到中心网络.在物理层,EPON使用1000BASE的以太PHY,同时在PON的传输机制上,通过新增加的MAC控制命令来控制和优化各ONU与OLT之间突发性数据通信和实时的TDM通信,在协议的第二层,EPON采用成熟的全双工TDM技术,由于ONU在自己的时隙内发送数据报,因此没有碰撞,不需CDMA/CD,从而充分利用带宽.另外,EPON通过在MAC层中实现802.1p来提供与APON类似的QoS.
2.2.3吉比特无源光网络（GPON）
GPON技术是基于ITU－TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入技术.其下行速率高达2.5Gbit/s,其非对称特性更能适应宽带数据业务.提供QoS的全业务保障,同时承载ATM信元和（或）GEM帧,有很好的提供服务等级、支持QoS保证和全业务接入的能力.承载GEM帧时,可以将TDM业务映射到GEM帧中,使用标准的8kHz（125μs）帧,能够直接支持TDM业务.GPON还规定了在接入网层面上的保护机制和完整的OAM功能.
2.3光纤同轴混合网络（HFC）
HFC网是从有线电视（CATV）发展起来的宽带接入技术.它利用CableModem技术将CATV网络改造为HFC网络,用来提供CATV业务以及话音、数据和其他交互型业务.HFC网是一种以模拟频分复用技术为基础,综合应用模拟和数字传输技术、光纤和同轴电缆技术及射频技术的高度分布式智能宽带用户接入网络,是CATV和网结合的产物.HFC网络的覆盖范围可达100km,而且传输信号的衰减小、噪声低,是理想的CATV网络传输技术.
2.4光纤宽带IP接入技术（FTTx＋LAN）
随着宽带以太网和吉比特以太网的出现,以及光纤传输技术的进步,使得在单模光纤上千兆以太网可实现无中继传输距离达100km以上,各种速率的以太网不仅可以构成局域网,也可以构成城域网甚至广域网,即FTTx＋LAN技术.这种技术主要采用高速IP路由交换技术和千兆以太网传输技术,实现宽带多媒体多业务信息网络的高速接入.
3光纤接入网的优点与劣势
3.1与其他接入网技术相比,光纤接入网的优点
（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、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.
3.2与其他接入网技术相比,光纤接入网存在的劣势
最大的问题是成本较高.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.但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.
4结束语
与传统宽带接入技术相比,光纤接入网初期投入确实稍高,但在分析投资效益时,将日后维护管理成本,还有光纤接入网的可靠性以及得到的服务质量等因素同时考虑进去,我们将发现光纤接入网具有更高的投资收益.