2025/10/14接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)技術(shù)第4章光接入網(wǎng)技術(shù)

接入網(wǎng)技術(shù)第4章光接入網(wǎng)技術(shù)本章教學(xué)內(nèi)容介紹光接入網(wǎng)的概念、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、參考配置、接入類型介紹無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）技術(shù)介紹兩種典型的無源光網(wǎng)絡(luò)APON和EPON本章要求熟悉光接入網(wǎng)的概念，F(xiàn)TTX的含義掌握光接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)（特別是測距）；APON與EPON的異同

接入網(wǎng)技術(shù)目的、要求：

1．了解光纖接入網(wǎng)概念和接入方式

2．掌握光纖接入網(wǎng)參考配置和接入類型

3．掌握光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重點(diǎn)、難點(diǎn)：

1．光纖接入網(wǎng)參考配置和接入類型

2．光纖接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)光纖的優(yōu)勢帶寬優(yōu)勢與雙絞線和同軸纜相比，光纖的理論帶寬幾乎是無限的單個(gè)波長可傳輸10Gb/s，采用波分復(fù)用可傳輸更高的速率長距離傳輸優(yōu)勢衰減很小，不加中繼的距離現(xiàn)在可達(dá)數(shù)百公里抗惡劣環(huán)境優(yōu)勢抗腐蝕能力強(qiáng)，不受電磁波干擾安全性優(yōu)勢盜接線頭困難，不易盜聽大多數(shù)運(yùn)營商斷言：未來理想的寬帶接入網(wǎng)是基于光纖的網(wǎng)絡(luò)

接入網(wǎng)技術(shù)光接入網(wǎng)的基本概念光接入網(wǎng)（OAN）就是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，泛指本地交換機(jī)或遠(yuǎn)端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。OAN通常為采用基帶數(shù)字傳輸技術(shù)并以傳輸雙向交互式業(yè)務(wù)為目的的接入傳輸系統(tǒng)，將來應(yīng)能以數(shù)字或模擬技術(shù)升級(jí)傳輸寬帶廣播式和交互式業(yè)務(wù)。ITU-T規(guī)定為（OAN）北美稱為光纖環(huán)路系統(tǒng)（FITL）

接入網(wǎng)技術(shù)OAN分類接入網(wǎng)室外傳輸設(shè)施中是否含有源設(shè)備，OAN又可以劃分為：1.無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）：采用光分路器分路；2.有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）：采用電復(fù)用器分路。ITU-T第15研究組于1996年6月通過了第一個(gè)有關(guān)PON的國際建議G.982。多數(shù)國家和國際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)部（ITU-T）更注重PON的發(fā)展，領(lǐng)先的如德國已敷設(shè)了大約1500000線。目前商用的PON系統(tǒng)主要是窄帶PON（2Mbit/s以下業(yè)務(wù)），寬帶PON（BPON）尚處于研究試驗(yàn)階段。

接入網(wǎng)技術(shù)電信網(wǎng)引入OAN的目標(biāo)1.為了減少銅纜網(wǎng)的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用和故障率。目前的接入網(wǎng)仍然主要是銅纜網(wǎng)，攜帶的業(yè)務(wù)主要是電話業(yè)務(wù)。銅纜網(wǎng)的故障率很高，維護(hù)運(yùn)行成本也很高。采用光用戶接入網(wǎng)可顯著降低線路費(fèi)用和日常維護(hù)管理費(fèi)用。且光接入網(wǎng)故障率低，從而提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性。

接入網(wǎng)技術(shù)電信網(wǎng)引入OAN的目標(biāo)2.為了支持開發(fā)新業(yè)務(wù)，特別是多媒體和寬帶新業(yè)務(wù)，從而加強(qiáng)競爭力，增加新業(yè)務(wù)收入，補(bǔ)償建設(shè)光用戶接入網(wǎng)所需的新投資。傳統(tǒng)電信網(wǎng)不能提供CATV、VOD、高速數(shù)據(jù)等寬帶業(yè)務(wù)，而光纖網(wǎng)可提供語音、低速數(shù)據(jù)、高速數(shù)據(jù)、CATV、VOD的業(yè)務(wù)，是一個(gè)全業(yè)務(wù)網(wǎng)。光纖接入網(wǎng)可利用新業(yè)務(wù)來加強(qiáng)競爭力，增加收入，補(bǔ)償建設(shè)光用戶接入網(wǎng)所需的新投資。近年來由于光器件價(jià)格的持續(xù)下降而銅纜價(jià)格的持續(xù)上升，光接入網(wǎng)的初裝費(fèi)用已經(jīng)可以與傳統(tǒng)銅纜網(wǎng)相比，在傳輸距離大約為（2～3）km以上時(shí)已低于傳統(tǒng)銅纜網(wǎng)。

接入網(wǎng)技術(shù)電信網(wǎng)引入OAN的目標(biāo)3.增加傳輸距離，加大覆蓋區(qū)面積，減少節(jié)點(diǎn)數(shù)目，有利于簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。銅纜網(wǎng)服務(wù)區(qū)域小，銅纜不夠時(shí)很難接入新用戶，新建局費(fèi)用高，時(shí)間慢。而光纖網(wǎng)服務(wù)區(qū)域大，容易接入新用戶，不用建新的交換局，能迅速提供業(yè)務(wù)。。

接入網(wǎng)技術(shù)電信網(wǎng)引入OAN的目標(biāo)4.便于實(shí)現(xiàn)混合接入結(jié)構(gòu)網(wǎng)。引入光纖接入網(wǎng)后，特別是FTTC/FTTB以后剩下的雙絞線或同軸電纜段的距離已經(jīng)很短，因而使寬帶業(yè)務(wù)的傳送成為可能，而這一部分的投資最大，這樣將光纖與現(xiàn)有雙絞線或同軸電纜結(jié)合可以充分利用巨大的網(wǎng)絡(luò)資源，提供一種經(jīng)濟(jì)的寬帶混合接入結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)OAN主要設(shè)計(jì)目標(biāo)1.為小企事業(yè)單位和居民住宅用戶設(shè)計(jì)的，因而可以看作是一種小型的數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)。這一點(diǎn)不僅與傳統(tǒng)的大容量點(diǎn)到點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)不同，也與數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)不同，從而引入了不少新的特點(diǎn)。

接入網(wǎng)技術(shù)OAN主要設(shè)計(jì)目標(biāo)2.光接入網(wǎng)的引入不應(yīng)依賴于交換機(jī)的類型，既要能與現(xiàn)有模擬交換機(jī)或數(shù)字交換機(jī)兼容，也應(yīng)能與新的數(shù)字交換機(jī)兼容，即能工作于多廠家，多類型交換機(jī)環(huán)境。

接入網(wǎng)技術(shù)OAN主要設(shè)計(jì)目標(biāo)3.光接入網(wǎng)必須能提供所有原來銅纜網(wǎng)所能提供的業(yè)務(wù)（主要為2Mbit/S以下速率的業(yè)務(wù)），將來還應(yīng)能升級(jí)提供圖像和數(shù)據(jù)等新的寬帶業(yè)務(wù)。

接入網(wǎng)技術(shù)OAN與DLC的比較

項(xiàng)目DLCOAN光纖化程度光纖到遠(yuǎn)端，F(xiàn)TTBFTTC，F(xiàn)TTH，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问近c(diǎn)到點(diǎn)點(diǎn)到多點(diǎn)，點(diǎn)到點(diǎn)提供業(yè)務(wù)電話多種業(yè)務(wù)設(shè)備初始化安裝成本中低（以后逐漸增多）每線成本低（大用戶群）低（小用戶群）設(shè)備體積大小設(shè)備功能中低應(yīng)用環(huán)境大企事業(yè)用戶高密度大用戶群新建區(qū)，偏遠(yuǎn)地區(qū)小企事業(yè)用戶中低密度分散居民區(qū)新建區(qū)

接入網(wǎng)技術(shù)OAN系統(tǒng)接入方式1.通用的OAN系統(tǒng)（Z接口系統(tǒng)）通用OAN系統(tǒng)

這類系統(tǒng)在OAN和交換機(jī)之間需要應(yīng)用一個(gè)局內(nèi)終端設(shè)備。

其功能是進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換并將來自O(shè)AN系統(tǒng)的信號(hào)分解為單個(gè)的話帶信號(hào)，以音頻接口方式經(jīng)音頻主配線架與交換機(jī)相連。

優(yōu)點(diǎn)：由于接口是音頻話帶接口，因而適合于任何交換機(jī)環(huán)境，包括模擬交換機(jī)和尚不具備標(biāo)準(zhǔn)開放接口的數(shù)字交換機(jī)。

缺點(diǎn)：由于需要增加局內(nèi)終端設(shè)備、音頻主配線架和用戶交換終端，因而這種方式的成本和維護(hù)費(fèi)用要比綜合的OAN系統(tǒng)高。其好處是通用性。

接入網(wǎng)技術(shù)OAN系統(tǒng)接入方式2.專用交換機(jī)的OAN系統(tǒng)（專用2M接口）這類系統(tǒng)與交換機(jī)之間不存在開放的標(biāo)準(zhǔn)接口，而是工廠自行開發(fā)的專用內(nèi)部接口，因而交換機(jī)和OAN系統(tǒng)必須由同一制造廠家生產(chǎn)。不是發(fā)展方向，將逐漸被淘汰。

接入網(wǎng)技術(shù)OAN系統(tǒng)接入方式3.綜合的OAN系統(tǒng)（V5接口）主要特點(diǎn)：通過一個(gè)開放的高速數(shù)字接口與數(shù)字交換機(jī)相連。由于接口是開放的，因而OAN系統(tǒng)可以工作在多廠家環(huán)境。目前這類標(biāo)準(zhǔn)開放接口有兩大類：一類是美國貝爾通信研究所為綜合數(shù)字環(huán)路載波（IDLC）系統(tǒng)提出的TR-303開放接口。該接口采用嵌入的OAM通路，增加一些支持FITL的功能后，將成為綜合的FITL系統(tǒng)的開放接口。另一類是ITU-T提出的V.5.1和V.5.2開放接口。后者比前者僅多了集中和保護(hù)功能。V5接口將成為OAN的標(biāo)準(zhǔn)開放式數(shù)字接口。

兩者互不兼容。

接入網(wǎng)技術(shù)光接入網(wǎng)參考配置和功能結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)OLT功能

OLT（OpticallineTerminal）的作用是為光接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與本地交換機(jī)之間的接口并經(jīng)一個(gè)或多個(gè)ODN與用戶側(cè)的ONU通信，OLT與ONU的關(guān)系為主從通信關(guān)系。在北美，OLT稱為局用數(shù)字終端（HDT）。OLT可以分離交換和非交換業(yè)務(wù)，管理來自O(shè)NU的信令和監(jiān)控信息，為ONU和本身提供維護(hù)和供給功能。OLT可以直接設(shè)置在本地交換機(jī)接口處，也可以設(shè)置在遠(yuǎn)端，與遠(yuǎn)端集中器或復(fù)用器接口。OLT在物理上可以是獨(dú)立設(shè)備，也可以與其他功能集成在一個(gè)設(shè)備內(nèi)。

接入網(wǎng)技術(shù)ODN功能

ODN（OpticalDistributionNetwork）為OLT與ONU之間提供光傳輸手段，其主要功能是完成光信號(hào)功率的分配。ODN是由無源光元體（諸如光纖光纜、光連接器、光衰減器、光耦合器和光波分復(fù)用器和光分路器等）組成的純無源的光配線網(wǎng)。樹形—分支結(jié)構(gòu)。

接入網(wǎng)技術(shù)ONU功能

ONU的處于ODN的用戶側(cè)。ONU的主要功能是終結(jié)來自O(shè)DN的光纖處理光信號(hào)并為多個(gè)小企事業(yè)用戶和居民住宅用戶提供業(yè)務(wù)接口ONU的網(wǎng)絡(luò)側(cè)是光接口而用戶側(cè)是電接口，因此ONU需要有光/電和電/光轉(zhuǎn)換功能，還要完成對語聲信號(hào)的數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換、復(fù)用、信令處理和維護(hù)管理功能。按照ONU在用戶接入網(wǎng)中所處的位置不同，可以將OAN劃分為三種基本不同的應(yīng)用類型，即光纖到路邊（FTTC），光纖到樓（FTTB）以及光纖到辦公室（FTTO）和光纖到家（FTTH）。

接入網(wǎng)技術(shù)AF功能

AF為ONU和用戶設(shè)備提供適配功能，具體物理實(shí)現(xiàn)則既可以包含在ONU內(nèi)，也可以完全獨(dú)立。以FTTC為例，ONU與基本速率NTI（相當(dāng)AF）在物理上就是分開的。當(dāng)ONU與AF在物理上相互獨(dú)立時(shí)，則AF還要完成在最后一段引入線上的業(yè)務(wù)傳送任務(wù)。

接入網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用類型ONUOBD中心局ONUONUBuddingOBDOBD

FTTC

FTTB

FTTH

homeOLTOAN的應(yīng)用示意圖根據(jù)ONU位置，OAN可分為三種應(yīng)用類型光纖到路邊FTTC光纖到樓FTTB光纖到家/辦公室FTTH/O

接入網(wǎng)技術(shù)光纖到路邊FTTCFTTC：FiberToTheCurb/CabONU設(shè)在交接箱處用戶到ONU之間（引入線）仍用雙絞銅線連接或同軸纜通常為點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)一個(gè)ONU可為一個(gè)或多個(gè)用戶提供接入是一種介質(zhì)混合結(jié)構(gòu)通常采用FTTC+xDSL技術(shù)或FTTC+CableModem技術(shù)ONUOBD中心局OLT光接入網(wǎng)

接入網(wǎng)技術(shù)FTTC結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)1.在FTTC結(jié)構(gòu)中引入線部分是用戶專用的，現(xiàn)有銅纜設(shè)施仍能利用，因而可以推遲引入線部分（有時(shí)甚至配線部分，取決于ONU位置）的光纖投資，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。2.預(yù)先敷設(shè)了一條很靠近用戶的潛在寬帶傳輸鏈路，一旦有寬帶業(yè)務(wù)需要，可以很快地將光纖引至用戶處，實(shí)現(xiàn)光纖到家的戰(zhàn)略目標(biāo)。同樣，如果考慮到經(jīng)濟(jì)性需要也可以用同軸電纜將寬帶業(yè)務(wù)提供給用戶3.由于其光纖化程度已十分靠近用戶，因而可以較充分地享受光纖化所帶來的一系列優(yōu)點(diǎn)，諸如節(jié)省管道空間，易于維護(hù)，傳輸距離長，帶寬大等

接入網(wǎng)技術(shù)光纖到樓FTTBFTTB：FiberToTheBuddingONU設(shè)在辦公樓或居民住宅樓內(nèi)的某個(gè)公共地方用戶到ONU之間（引入線）用UTP5類線（或更高等級(jí)線）連接點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，一個(gè)ONU為多個(gè)用戶提供接入通常采用FTTB+Ethernet技術(shù)OBD中心局OLT光接入網(wǎng)ONUBuddingEthernet

接入網(wǎng)技術(shù)光纖到家/辦公室FTTH/OFTTH：FiberToTheHomeONU直接放在用戶家里中心局到用戶之間全部為光連接和光傳輸接入網(wǎng)無任何有源設(shè)備，是一個(gè)真正的透明網(wǎng)絡(luò)是一種真正意義上的寬帶接入技術(shù)是用戶接入網(wǎng)的長遠(yuǎn)目標(biāo)綜上：FTTH和FTTC更適合分散的個(gè)人用戶的接入

FTTB更適合單位和密集小區(qū)用戶的接入OBD中心局OLT光接入網(wǎng)ONUhome

接入網(wǎng)技術(shù)FTTH主要特點(diǎn)1.整個(gè)用戶接入網(wǎng)是全透明光網(wǎng)絡(luò)，因而對傳輸制式（例如POH或SDH，數(shù)字或模擬等）、帶寬、波長和傳輸技術(shù)沒有任何限制，適于引入新業(yè)務(wù)，是一種最理想的業(yè)務(wù)透明網(wǎng)絡(luò)，是用戶接入網(wǎng)發(fā)展的長遠(yuǎn)目標(biāo)。2.本地交換機(jī)與用戶之間沒有任何有源電子設(shè)備，ONU安裝在住戶處，因而環(huán)境條件比戶外不可控條件大為改善，可以采用低成本元器件。同時(shí)，ONU可以本地供電，不僅供電成本比網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)供方式可以降低約一個(gè)量級(jí)，而且故障率也大大減少。最后，維護(hù)安裝測試工作也得以簡化，維護(hù)成本可以降低，是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者長期以來一直追求的理想網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)。3.只有當(dāng)光纖直接通達(dá)住戶，每個(gè)用戶才真正有了名副其實(shí)的寬帶鏈路，B-ISDN的實(shí)現(xiàn)才有了最終的保證，采用各種WDM或FDM技術(shù)真正發(fā)掘光纖巨大潛在帶寬的工作才有可能。

接入網(wǎng)技術(shù)光接入網(wǎng)典型應(yīng)用模式

接入網(wǎng)技術(shù)PON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一．基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

OAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取決于ODN的結(jié)構(gòu)。通常ODN可歸納為單星型、雙星型、樹型、總線和環(huán)型等五種基本結(jié)構(gòu)，

接入網(wǎng)技術(shù)1．單星型結(jié)構(gòu)單星型結(jié)構(gòu)的含義：指用戶端的每一個(gè)

ONU分別通過一根或一對光纖與端局的同－OLT相連，形成以O(shè)LT為中心向四周輻射的星型連接結(jié)構(gòu)。OLTONUONUONU單星型結(jié)構(gòu)

特點(diǎn)：在光纖連接中不使用光分路器，不存在由分路器引入的光信號(hào)衰減，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍大；線路中沒有有源電子設(shè)備，是一個(gè)純無源網(wǎng)絡(luò)，線路維護(hù)簡單；采用相互獨(dú)立的光纖信道，ONU之間互不影響且保密性能好，易于升級(jí)；但成本太高，光纜需要量大，光纖和光源無法共享。

接入網(wǎng)技術(shù)2.雙星型結(jié)構(gòu)

雙星形是單星形的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。從光線路終端到遠(yuǎn)端分配單元（RDU）形成一個(gè)星型結(jié)構(gòu)光纖連接，從RDU到ONU又形成一個(gè)星型結(jié)構(gòu)光纖連接，故稱為雙星型結(jié)構(gòu)。

遠(yuǎn)端設(shè)備相當(dāng)于一個(gè)集中器，用戶可以共享主干光纜段和光電設(shè)備，系統(tǒng)成本可以大大降低···OLTRDUONU1ONU2ONUn

接入網(wǎng)技術(shù)3．總線結(jié)構(gòu)

總線（Bus）結(jié)構(gòu)的PON通常采用非均勻分光的光分路器沿線狀排列。OBD從光總線中分出OLT傳輸?shù)墓庑盘?hào)，將每個(gè)ONU傳出的光信號(hào)插入到光總線。OLTONUONUONUOBDOBDOBD總線結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)4．樹型結(jié)構(gòu)在PON的樹型結(jié)構(gòu)（也叫多星型結(jié)構(gòu)）中，連接OLT的第一個(gè)光分支器（OpticalBranchingDevice，OBD）將光分成n路，每路通向下一級(jí)的OBD，如最后一級(jí)的OBD也為n路并連接n個(gè)ONU。OLT（a）PON技術(shù)

說明：光纜雙絞線

OBDONU樹型結(jié)構(gòu)

接入網(wǎng)技術(shù)

特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了光信號(hào)的透明傳輸，線路維護(hù)容易，不存在雷電及電磁干擾，可靠性高；用戶可以共享一部分光設(shè)施，如光纜的饋線段和配線段以及局端的發(fā)送光源。但由于OLT中的一個(gè)光源提供到達(dá)所有ONU的光功率，光源的光功率有限，這就限制了所連接ONU的數(shù)量以及光信號(hào)的傳輸距離。在PON樹型結(jié)構(gòu)中所用的串聯(lián)（OBD）有均勻分光和按額定的比例分光兩種。均勻分光OBD構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)一般稱為多星型，非均勻分光OBD構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)則常稱為樹型。對于通常的接入網(wǎng)用戶分布環(huán)境，這兩種結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍最廣。

接入網(wǎng)技術(shù)

特點(diǎn)：由于光纖線路上存在損耗，使在靠近OLT和遠(yuǎn)離OLT處接收到