小区EPON接入网设计 - 图文(3)

北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）

1.3 FTTH技术

1.3.1 FTTH技术概述

尽管如今移动通信发展速度很快，但其由于带宽难以提高，终端体积追求小巧，显示屏幕受限等因素，人们依然需要性能更强得多的固定终端。信息化进程的前进和网络业务需求的提高，快速推动着网络的发展。

FTTH（光纤入户）的意思是光纤和终端设备一同进入家庭，也就是说将光网络单元（ONU）安装到用户家庭，从而实现数据，图像，语音业务的整合。它是光接入系列中最接近用户的类型之一。FTTH的优点是增强了网络对波长、速率、数据格式和协议的透明性，可以提供更大的带宽，支持的协议也较为灵活。值得一提的是其对环境影响和供电都要求都不高，便于了安装和维护。光纤到户的最大优势在于，它具有非常大的带宽，是解决 “最后一公里”瓶颈的最佳方案。

根据光纤深入用户的程度，可以分为FTTC(光纤到路边)、FTTZ（光纤到小区）、FTTO（光纤到办公室）、FTTF（光纤到楼层）、FTTH（光纤到用户）等。

这里我们只研究FTTH，其它方式暂不多谈。

FTTH从拓扑结构分类可以分为点到点（P2P）和点到多点（P2MP）两种。FTTH从封装协议的不同可分为BPON，EPON，GPON等，这些PON技术的网络拓扑结构都为树型结构。

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2 光纤接入网的基本概念

2.1 光纤接入网的优势

光线接入网一种以光纤作主要传输媒介的接入网. 它的主要优点有：

1光纤带宽容量大，可以满足未来更多业务的需要。 2光纤抗干扰性好，不会被电磁或雷电等的影响。 3光纤寿命长久，可达50年。 4衰减小。

5体积小，重量轻。

于是，它以频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、工作性能可靠、原材料丰富等优点赢得了市场的肯定。虽然有成本较铜线高的缺点，但随着技术的成熟，其成本在逐渐降低，大大增加了其推广的可行性。

2.2 光纤接入网结构

可以说OLT和ONU组成光纤接入网（OAN），其包含与UNI（用户网络接口）有关的用户端口功能、与SNI（业务节点接口）有关的业务端口功能以及核心功能（如集线、电路仿真和通路选择），这些功能分布在OLT（光线路终端）和ONU（光网络单元）中。其通过光线路终端(OLT)与业务节点相连，通过光网络单元(ONU)与

用户连接，而通常为了降低成本，一个光线路单元OLT可以带多个ONU。

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图2-1 光纤接入网模型

光线路终端OLT的功能是为接入网络提供与本地交换机之间信息传输的接口，并且通过光传输的方式与用户端的光网络单元通信。其具体的工作有：1、向ONU以广播方式发送以太网数据。2、发起并控制测距过程，并记录测距信息。3、为ONU分配带宽。它能够将交换机的交换功能与用户接入完全隔开，并提供对自身和用户端的监控和维护。对于位置的设置，可以和本地交换机一起设置在交换局端，也可以放置于远端。

光网络分配单元ONU的功能是为其接入网络提供用户侧的接口。具体工作的有：1、选择性的接收OLT发送的广播数据。2、响应OLT发出的测距以及功率控制命令，并遵照控制命令作出相应的调整。3、对用户的以太网数据进行缓存，并且在OLT分配的发送窗口内发送向上行方向的信息。ONU可以接入多种用户终端，并且具有光电转换的功能以及相应的维护和监控的功能。ONU的主要功能是结束来自OLT的光纤，处理光信号并为多个用户提供业务接口。ONU的网络端是光接口，而它的用户端是电接口。因此，ONU具有光信号和电信号相互转换的功能。同时，它仍具有对话音的数字信号和模拟信号相互转换功能。ONU通常可以放置离用户较近的位置。

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2.3 光纤接入网的分类

按技术上分，光纤接入网可分为有源光网络和无源光网络，有源光网络可以分为基于PDH和SDH两种。由于EPON系统是以太网无源光网络，所以有源光网络我们就不多讨论了。

对于无源光网络（PON）是指在OLT和ONU之间是光分配网络(ODN)，不需要任何有源电子设备。PON即无源光网络（无源的光接入网）分为APON、EPON 和GPON等几种,其中EPON是将以太网技术与PON技术完美结合。 按照拓扑结构，光纤接入网可以分成：环形、总线形、星形或它们的混合形，也有点对点的应用。

总线型：总线形结构是将光纤作为公共总线，各用户终端通过耦合器与总线直接连接。其优点有:共享主干光纤，节省线路投资，比较点容易增删节，各用户彼此干扰较小。但其缺点是：存在损耗累积，用户接收机的动态范围要求较高，对主光纤的依赖性强。它结构属串联型结构。

环形结构：它是所有节点共享一条光纤链路，将光纤链路首尾相连，自成封闭回路的网络结构。这种结构的优点是无需外界干预，网络即可在比较短的时间内，从失效故障中恢复所传业务，即：实现网络自愈。

星形结构：它是将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的。它不具有损耗累积，易于升级和扩容，各用户之间干扰性小，业务适应性强。但它缺点是：所需光纤较多，对中央节点的可靠性要求非常高。星形结构又可分为单星形结构、有源双星形结构和无源双星形结构。它属于并联形结构。

按照光纤到达的位置，光纤接入网可以分为光纤到户(FTTH)，光纤到路边(FTTC)，光纤到大楼(FTTB)，光纤到办公室(FTTO)。其中最常用的三种是FTTH（光纤到用户）、FTTB（光纤到大楼）、FTTC（光纤到路边）。

FTTH是直接将ONU放置在用户住宅内，为家庭用户提供综合宽带业务。FTTH是光纤接入网的最终目标，但是由于每一用户都需要一对光纤和独自的ONU，因此成本非常昂贵，目前实现起来并不现实。

FTTB是将ONU设置在大楼内的配线箱。主要应用于远程医疗、远程教育、综合大楼及大型娱乐场所，为大中型企事业单位和商业用户服务，并为其提

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供高速数据、电子商务等宽带业务。

而FTTC将光网络单元（ONU）设置在路边，也就是用户住宅的附近，从ONU出来的电信号再传送到各个用户。主要是为住宅用户提供宽带服务。视频业务一般用同轴电缆传送，电话业务用双绞线传送。

2.4 接入网的拓扑结构

ODN的基本结构：根据光分路器（OBD）的连接方式，网络可组成很多种结构，而星型和树型是最普遍的。

关于星型结构：是ONU与OLT之间按照点对点配置。也就是一个ONU直接与一个OLT连接，而中间不需要OBD（光分路器）。而OLT与ONU之间的光链路则只是一根光纤或两根。

图2－2 星型结构

关于树型结构，树型结构可分为两种：

1、OLT与ONU按照一点对多点配置，也就是一个OLT连接多个ONU，并且中间有一个POS。此结构的优点为跳接相对少。因此，减少了光缆线路的衰减和故障率。同时，便于数据库管理。而缺点是光分路器后的光缆数量、对管道需求量很大。

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