精品文档-光纤接入技术(方国涛)-第5章
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《接入网技术 》 第5章 光纤接入技术
APON的若干关键技术
3.传输技术 APON不采用窄带PON的单纤双向时分复用技术。双向传
输方法有两种，第一种采用单纤波分复用(WDM)技术，两个 波长分别工作于1310nm区和155Onm区；第二种方法为了提 高可靠性采用双纤积传输，lT作于1310nm以便于利用低成 本的光源，系统扩容时可采用TDM方式，进一步可以考虑 WDM技术。
光纤接入网（OAN）的主要通过光纤实现信息的传送功 能。光纤接入网（OAN）由三个部分构成：光线路终端（ ，OLT）、光网络单元（ONU）以及光分配网络（ODN） 。
光纤接入网的基本概念
无源光网络
1.无源光网络的定义 光纤接入可以分为有源光网络接入技术（AON)和无源 光网络接入技术（PON)。无源光网络（PON），是指在 OLT和ONU之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电 子设备，它包括基于ATM的无源光网络APON及基于IP的 无源光网络E/GPON。 PON的概念最早是由英国电信公司的研究人员于是1987 年提出，主要是为了满足用户对网络灵活性的要求。
ONU
Internet CATV
OLT
Passive Optical Splitter 无源分光器
ONU
Optical Network Unit 光网络单元
EPON的系统结构
OLT作为整个网络/节点的核心和主导部分，完成ONU注 册和管理、全网的同步和管理以及协议的转换、与上联网络 之间的通信等功能。OLT根据需要可以配置多块OLC（ Optical Line Card），OLC与多个ONU通过POS（无源分光器 ）连接。
根光纤直接到家庭。 （1）ONU直接放在用户家里 （2）中心局到用户之间全部为光连接和光传输 （3）接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络 （4）是一种真正意义上的宽带接入技术 是用户接入网的长远目标
光纤接入技术方国涛课后答案
光纤接入技术方国涛课后答案本题考查的是光纤接入技术方国涛课后习题。
光纤接入技术是一种用于传输光纤通信的传输技术。
所谓光纤连接，就是利用光纤通信器件将不同的光纤通信介质连接在一起，构成一种覆盖范围广、衰减低、损耗(EDR)低、寿命长等特点，可广泛应用于城市环境中的语音传播、视频传输、监控报警等。
在光缆架设过程中，如选用材料不正确或者是施工不规范，可能会造成光缆质量不达标或光模块损坏。
对于一种光纤通信器件最重要的要求有()。
根据《ISO/IEC1887:1999-2010光纤技术》之规定，光纤传输介质中最重要的物质分别为()。
一、对于光纤的性能，通常根据光纤光纤传输的不同特性及材料的选择标准而定。
光纤传输技术主要用于光传输对光纤性能的要求不超过()。
A解析：选择光纤时应根据传输距离、传输介质（如：光传输）性能、光纤材料性能及光纤的耐久性等条件确定光纤应用于光传输对光纤性能的要求不超过()。
光缆中对光纤性能主要有光纤结构与材料两个方面特点。
光纤结构为光纤与圆盘状纤、成纤模具（如机芯、盘片）等构成一条连续的芯、模、纤线（如：成纤环、芯缆）构成整个光纤网络结构。
为保证光纤结构和介质具有优良的耐久性和抗紫外线能力，通常需要对光纤结构和介质提出要求。
为了保证光纤系统中芯缆与成纤环等元件结构和介质能保持良好稳定性，要求对光纤材料具有良好的抗紫外线能力强的特性。
B解析: F (-0.0422° C/V) D 解析: F-0.0422° C/V为光纤的最大允许弯曲度和延伸率；而 A、 B为光纤的密度; C、 D两项不符合要求: E、 F (-0.0422° C/V) D违背了IEC606121-2008中规定的光纤物理性能要求。
故本题选 A。
二、将不同类型的光纤通信介质连接起来构成光纤连接技术体系之最主要的要求包括()。
解析：多模光纤所构成的光纤连接技术体系之最主要的要求包括：光纤的弯曲刚度；光纤传热系数；光纤电荷分布；光纤间的耦合系数；光纤耦合损耗；光纤弯曲模数和光纤子径；光纤衰减；波长匹配性；光纤表面特征；光纤质量要求等。
光纤接入技术
简介： 光纤通信是以广播作为信息载体，以光纤 作为传输媒介的一种通信方式，已成为现 代通信的主要支柱之一。 • 随着用户业务量的日益增长和业务种类的 不断变化，新业务的高性能要求需要与之 相适应的高性能接入技术。从介质上来看， 不同的介质有不同的特点，能满足不同的 要求。而光纤作为一种性能优越的有线传 输介质，在接入网中发挥着越来越重要的 作用。
现状： 伴随着光纤入网的发展，各行各业都发生了巨大 的变化。金融、房地产、通信、因特网、广播电 视媒体等方面都有飞跃的变化。以“三网融合” 部分举例：
影响 一、光纤入网对广播电视媒体的影响 二、光纤接入对电话网的影响 三、光纤接入对通信行业的影响 四、光纤接入对三网融合的影响
• 传统的通信网络主要有以承载窄带电话业务为主的电信网 络，承载宽带模拟广播电视业务的有线电视网络和承载数 据业务的计算机网络。而承载多媒体业务的多媒体宽带网 络则应该是一个宽频带、高速率，将电信业务、广播电视 业务、计算机数据业务集于一身的统一的网络，也就是将 传统的三种通信网络“三网合一”。多媒体宽带网络主要由 超干线传输与交换网以及接入网两部分组成，超干线传输 与交换网用来解决多媒体信息的大容量超长距离(省际和 市际)传输与交换，同时实现多媒体宽带网络中任意两个 或多个用户之间以及用户与服务提供者之间的相互连接， 而接入网则是负责提供给用户接入多媒体宽带网络的手段， 完成用户终端与多媒体宽带网络的连接。随着通信技术、 计算机技术、广播电视技术以及多媒体技术的飞速发展， 目前基于高速大容量SDH(同步数字系列)光纤传输技术和 基于ATM(异步转移模式)宽带交换技术的超干线传输与交 换网，
• 由此可见，光纤接入网在实现国家信息现 代化过程中起着越来越重要的作用，是现 代通信网不可或缺的组成部分。现代通信 网基本实现了基于光纤的骨干网的传输和 交换，而接入段仍然是制约现代电信网进 一步发展和完善的“瓶颈”，因此，要建设国 家信息基础结构，接入网是关键。接入网 技术的发展，将导致通信信息网的巨大变 化，即语音、数据、图像等各种信息业务 综合一起传送，实现资源共享，逐步优化 通信网络，大大提高网络效益。
精品文档-光纤接入技术(方国涛)-第1章
第1章 光纤接入技术基础
图1-5单星型组网
第1章 光纤接入技术基础
(1)与现有铜线接入网结构兼容，光缆敷设可利用现有电
(2) (3)可以支持现有的所有单、双向业务，也能支持未来将 会出现的各种新业务，包括宽带综合业务数字网(B- ISDN)
(1)由于每个ONU分别使用一根或一对专用光纤直接与端局相 连，故光纤和光源等设施不能由多个ONU共享。特别是当每个 ONU所连接的用户数较少时，对于每个用户来说，这种结构的
第1章 光纤接入技术基础
所谓接入网，是指骨干网络到用户终端之间的所有线路和 设备，如图1-1所示。其覆盖范围一般为几百米到十几千米， 因而被形象地称为“最后一公里”。由于骨干网一般采用光纤 结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶 颈。接入网的接入方式包括铜线(普通电话线)接入、光纤接入、 光纤同轴电缆(有线电视电缆)混合接入、无线接入和以太网接 入等几种方式。
(2)传输距离远：在不加中继设备的情况下，传输距离可 达70～80km
第1章 光纤接入技术基础
(3)用户信息隔离度好：有源光网络的网络拓扑结构无论 是星型还是环型，从逻辑上看，用户信息的传输都是点到点方
(4)技术成熟：无论是SDH设备还是PDH设备，均已在以太
(5)成本较低：由于SDH技术在骨干传输网中大量使用， 有源光接入设备的成本已大大下降，但与接入网中其他接入技
第1章 光纤接入技术基础
1.1.5 1. PON是指在OLT和ONU之间的光分配网络没有任何有源电子
设备，主要采用光分路器分路。PON是一种纯介质网络，由于 消除了局端与用户端之间的有源设备，因此它能避免外部设备 的电磁干扰和雷电影响，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，是运营商期待已久的技术。 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。目前基于PON的实用技术主要有APON/BPON、GPON、 EPON/GEPON等几种，它们的主要差异在于采用了不同的二层
接入网技术课件第5章 EPON技术课件
平面光波导型光分路器采用平面光波导工艺技术，包括成膜、光刻、刻蚀、退火等工艺，形 成图5-20所示的Y形分支波导结构；入射光在锥形波导内横向展开，并与两个输出波导之间纵向 耦合，从而发生光能量的再分配，最终从两个输出波导中输出，从而实现光功率分配。将数个Y
5.1.2 光线路终端 光线路终端设备（OLT）提供面向无源光纤网 络的光纤接口（PON接口），根据以太网向城域和 广域发展的趋势，OLT上还应提供多个1Gbit/s和 10Gbit/s的以太网接口，另外，OLT还要支持传统 的TDM通信。 图5-2为光纤接入网中OLT的功能框图。这个功 能框图是针对所有光纤接入网设备的，并不仅限于 PON网络的OLT。 由图5-2中可以看到OLT的功能主要由3部分组 成，即核心功能模块、服务功能模块、通用功能模 块。
图5-8 ODN中的光纤光缆
引入光缆一般为皮线光缆，也称蝶形光缆、“8”字光缆等，由光纤、加强件和护套组成， 护套一般为黑色和白色，加强件一般为非金属材料。
皮线光缆多为单芯、双芯结构，也可做成四芯结构，横截面呈8字形，加强件位于两圆中心， 光纤位于8字形的几何中心，如图5-9所示。
图5-9 皮线光缆
2．光纤配线设备 光纤配线设备有光配线架（Optical Fibre Distribution Frame，ODF）、光缆交接箱、接头 盒、分纤箱等。 ODF是光缆和光通信设备之间或光通信设备之间的连接配线设备，用于室内。机房（局端） ODF主要用于实现大量的进局光缆的接续和调度，线路侧的ODF连接主干光缆如图5-10所示。
Chapter 5 第5章 EPON技术
目录/Contents
5.1 EPON的系统结构 5.2 EPON的工作原理 5.3 EPON的关键技术 5.4 EPON的网络应用
光纤接入网技术
光纤接入网技术研究目录1.报告目的2.组员安排3.1光纤接入网的基本构成3.2光纤接入网的系统模型及作用3.3光纤接入网的分类3.4光纤接入网的网络结构3.5光纤接入网的传输技术4.1 PON三种（APON、GPON、EPON）光接入网技术结构、特点、应用上的差异5.光纤接入网在通信网中的应用6.总结1.1报告目的1、了解光线接入网的应用和背景2、了解有源光网络和无源光网络的系统模型、网络结构及传输技术3、光线接入网在通信中的地位2.1 组员安排光纤接入网的基本构成、光纤接入网的系统模型及作用-----张玉珊光纤接入网的分类、光纤接入网的网络结构------陈绵莹光纤接入网在通信中的应用-------谢锡容PON的三种光接入网技术、传输技术------黄炎萍总结------全组人员3.1光纤接入网的基本构成光纤接入网(OAN)，是指用光纤作为主要的传输媒质，实现接入网的信息传送功能。
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。
光纤接入网包括远端设备——光网络单元和局端设备——光线路终端，它们通过传输设备相连。
系统的主要组成部分是OLT和远端ONU。
它们在整个接入网中完成从业务节点接口(SNI)到用户网络接口(UNI)间有关信令协议的转换。
接入设备本身还具有组网能力，可以组成多种形式的网络拓扑结构。
同时接入设备还具有本地维护和远程集中监控功能，通过透明的光传输形成一个维护管理网，并通过相应的网管协议纳入网管中心统一管理。
3.2光纤接入网的系统模型及作用OLT:OND:为OLT与ONUONU：终结来自ODN的光纤、处理光信号，并为多个小企业事业用户和居民用户提供业务接口3.3光线接入网的分类光纤接入网（OAN）从系统分配上分为有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive OpticaOptical Network)两类有源光网络（AON）：指光配线网OND含有有源器件（电器件、电子光源）的光网络，该技术只要用于长途骨干传送网。
第5章 光纤接入技术(宽带接入技术与实践)
光纤接入网（或称光接入网）（OAN，Optical Access Network）是采用激光传输技术的接入网， 泛指本地交换机或远端设备与用户之间采用光纤通 信或部分采用光纤通信的系统。也就是说OAN是采 用基带数字传输技术，以传输双向交互式业务的接 入传输系统。
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源光网络相比，其安装、开通和维护运营成本很低， 但系统可靠性、稳定性却很高，PON还具有透明宽 带传送能力。因此，PON接入网具有广阔的应用前 景。
➢目前市场上的PON产品按采用的技术，主要分为 APON/BPON（ATM PON/宽带PON）、EPON （以太网PON）和GPON（千兆比特PON）几种。
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第5章 光纤接入技术
重点知识：PON拓扑结构，PON功能结 构，PON技术应用。APON系统结构、 关键技术和技术应用，EPON网络结构、 关键技术和技术应用。GPON操作和技 术应用，AON主要技术及应用。 难点知识：PON关键技术，PON技术应 用，APON关键技术，AON主要技术。
ONU需要有光/电和电/光转换功能，还要完成 对语音信号的数/模和模/数转换、复用信令处 理和维护管理功能。
AF为ONU和用户设备提供适配功能，其物理实 现既可以包含在ONU内，也可以完全独立。
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第11页
5.2 PON接入技术
➢PON作为光接入网（OAN）中的一种，它本身是 一种多用户共享系统，即多个用户共享同一套设备、 同一条光缆和同一个光分路器，所以成本低。与有
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源光网络相比，其安装、开通和维护运营成本很低， 但系统可靠性、稳定性却很高，PON还具有透明宽 带传送能力。因此，PON接入网具有广阔的应用前 景。
➢目前市场上的PON产品按采用的技术，主要分为 APON/BPON（ATM PON/宽带PON）、EPON （以太网PON）和GPON（千兆比特PON）几种。
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第5章 光纤接入技术
重点知识：PON拓扑结构，PON功能结 构，PON技术应用。APON系统结构、 关键技术和技术应用，EPON网络结构、 关键技术和技术应用。GPON操作和技 术应用，AON主要技术及应用。 难点知识：PON关键技术，PON技术应 用，APON关键技术，AON主要技术。
ONU需要有光/电和电/光转换功能，还要完成 对语音信号的数/模和模/数转换、复用信令处 理和维护管理功能。
AF为ONU和用户设备提供适配功能，其物理实 现既可以包含在ONU内，也可以完全独立。
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5.2 PON接入技术
➢PON作为光接入网（OAN）中的一种，它本身是 一种多用户共享系统，即多个用户共享同一套设备、 同一条光缆和同一个光分路器，所以成本低。与有
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接入网技术-光纤接入技术
2、树型结构 在PON的树型结构（也叫多星型结构）中，连接
OLT的第一个光分支器（OBD）将光分成n路，每路通 向下一级的OBD，如最后一级的OBD也为n路并连接n
个ONU。
OLT
（a）PON技术 说明：
光缆
双绞线
OBD
ONU
树型结构
特点：实现了光信号的透明传输，线路维护容 易，不存在雷电及电磁干扰，可靠性高；用户可以 共享一部分光设施，如光缆的馈线段和配线段以及 局端的发送光源。但由于OLT中的一个光源提供到达 所有ONU的光功率，光源的光功率有限，这就限制了 所连接ONU的数量以及光信号的传输距离。
二、PON的双向复用技术
1、光波分复用（OWDM）技术 含义：光波分复用技术是指将多个不同波长的
信息光载波复接到同一光纤中传输，来提高光纤传 输容量的技术。
5.1.1 PON拓扑结构
一、基本拓扑结构 OAN的拓扑结构取决于ODN的结构。
通常ODN可归纳为单星、树型、总线和环 型等四种基本结构，也就是PON的四种基 本拓扑结构。
1、单星型结构 单星型结构的含义：指用户端的每一个ONU分别
通过一根或一对光纤与端局的同－OLT相连，形成以 OLT为中心向四周辐射的星型连接结构。
2、光波分多址（OWDMA）
含义：将各ONU的上行传输信号分别调制 为不同波长的光信号，送至OBD后耦合到馈线 光纤，到达OLT后利用光分波器分别取出属于 各ONU的不同波长的光信号，再分别通过光电 探测器解调为电信号。
特点：充分地利用了光纤的低损耗波长窗口， 每个传输通道完全透明，能够方便地扩容和升 级。与TDMA相比，WDMA所用电路设备较为简单， 但WDMA要求光源频率稳定度高，上行传输的通 道数及信噪比受光分波器件性能的限制，系统 各通道共享光纤线路而不共享OLT光设备，其 系统成本较高。
29766-第5章 光纤接入网技术 (1)
OLT与ONU的连接方式采用点到多点的连接方式时，为了使每
个ONU都能正确无误地与OLT进行通信，反向的用户接入，即 多点用户的上行接入需要采用多址接入技术。 多址接入技术主要有光时分多址（OTDMA）、光波分多址 （OWDMA）、光码分多址（OCDMA）和光副载波多址 （OSCMA）。
2、无源光网络（PON）
无源光网络（PON）中传输设施ODN是由无源光元件组成的无源光分配网，
主要的无源光元件有：光纤、光连接器、无源光分路器OBD（分光器）和 光纤接头等。 根据采用的技术不同，无源光网络（PON）又可以分为以下几类。 APON——基于ATM的无源光网络（在PON中采用ATM技术），后 更名为宽带PON（BPON） EPON——基于以太网的无源光网络（采用PON的拓扑结构实现以 太网帧的接入） GPON——GPON 业务是BPON 的一种扩展。
5.1.2 光纤接入网的功能参考配置
OAN可定义为：共享同样网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系列接 入链路，由光线路终端OLT、光配线网络ODN/光配线终端ODT、光网络单 元ONU及相关适配功能AF设备组成，其中可能包含若干个与同一OLT相连 的ODN
图5-2 ITU-T G.982建议的OAN功能参考配置示例
GPON工作原理
本章难点
ITU-T
G.982建议光纤接入系统配置 PON拓扑结构及其特点 PON双向传输及复用技术 APON上下行传输工作过程 APON帧结构 APON测距技术 EPON上下行传输原理及帧结构 EPON多点控制协议 GPON上下行帧结构 GPON动态带宽分配机制
ONU提供与ODN的光接口连接，用于实现OAN的用户接入， 每个ONU由核心功能块、服务功能块及通用功能块组成。根 据ONU放置位置不同，OAN可分为： 光纤到家（FTTH） 光纤到办公室（FTTO） 光纤到大楼（FTTB） 光纤到路边（FTTC）
《光纤宽带接入技术》课件5
无线局域网具有以下几大缺点，一，网 络产品昂贵，相对于有线网络，无线网 络设备的一次性投入费用较高，增加了 组网成本，二，数据传输的速率慢，虽 然无线局域网的数据传输目前可以达到 十兆每秒左右，但相对于有线以太网可 实现1G的传输速率来说，还是有相当大 的差距。
WLAN技术标准： 目前WLAN较成熟的标准有802.11b、 802.11g和802.11a等三个标准，分别工作 在2.4GHz和5.8GHz频段，最大空口传
用户终端的无线接入，业务主要限于数据访 问，速率最高只能达到2Mbps。
（2）802.11b 1999年9月IEEE802.11b被正式批准，该标准规定 WLAN工作频段在2.4-2.4835GHz，数据传输速率达 到11Mbps，传输距离控制在50-150英尺。该标准是 对IEEE802.11的一个补充，采用补偿编码键控调制 方式，采用点对点模式和基本模式两种运作模式， 在数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mbps、 5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率间自动切换， 扩大了WLAN的应用领域。 IEEE802.11b很快成为主流的WLAN标准，被多数厂 商所采用，所推出的产品广泛应用于办公室、家庭、 宾馆、车站、机场等众多场合，但是由于许多 WLAN的新标准的出现，IEEE802.11a和 IEEE802.11g更是倍受业界关注。
目前WLAN的推广和认证由产业标准组织无 线保真（WiFi）联盟完成，所以WLAN技术 统称为WiFi。
3、无线城域网WMAN（ wireless metropolitan area network ）
【无线城域网】的覆盖范围一般为几千米到
几十千米，能够提供城域网覆盖和高数据传 输速率，以支持QoS和一定范围内移动性的 共享接入。其标准的开发组织为IEEE802.16 工作组和欧洲的HIPER access标准，802.16 和HIPER access构成了宽带城域网无线接入 标准。
光纤接入技术教学课件PPT
13
（3）总线形结构
14
2、有源光网络（AON）的拓扑结构
· 有源光网络（AON）的拓扑结构一 般采用双星形、链形和环形结构。
（1）有源双星形结构
15
（2）链形结构
· 当涉及通信的所有点串联起来并使 首末两个点开放时就形成了链形结构（ 线形结构。
16
（3）环形结构
环形结构是指所有节点共用一条光纤链 路，光纤链路首尾相接组成封闭回路的 网络结构。 这种结构的突出优点是可实 现自愈。
接入网技术
第5章 光纤接入技术
2021/7/16
接入网技术
5.1
光纤接入网概述
5.2 ATM无源光网络（APON）接入技术
5.3 以太网无源光网络（EPON）接入技术
5.4 吉比特无源光网络（GPON）接入技术
5.5
有源光网络（AON）接入技术
2
5.1 光接入网的基本概念
光纤的优势
带宽优势
与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的 单个波长可传输10Gb/s，采用波分复用可传输更高的
接入网技术
PON技术标准化状况
40
接入网技术
41
接入网技术
xPON系统的容量
单PON口的情 况
下行带宽：1.25G
EPON系统
上行带宽：1.25G
GPON系统
下行带宽：2.5G 上行带宽：可达2.5G
42
接入网技术
xPON网络基本结构
光分路器
OLT
局端主设备
ODN
传输通道
ONU
末端设备
43
接入网技术
29
接入网技术
（1）光时分多址接入(OTDMA)方式
（3）总线形结构
14
2、有源光网络（AON）的拓扑结构
· 有源光网络（AON）的拓扑结构一 般采用双星形、链形和环形结构。
（1）有源双星形结构
15
（2）链形结构
· 当涉及通信的所有点串联起来并使 首末两个点开放时就形成了链形结构（ 线形结构。
16
（3）环形结构
环形结构是指所有节点共用一条光纤链 路，光纤链路首尾相接组成封闭回路的 网络结构。 这种结构的突出优点是可实 现自愈。
接入网技术
第5章 光纤接入技术
2021/7/16
接入网技术
5.1
光纤接入网概述
5.2 ATM无源光网络（APON）接入技术
5.3 以太网无源光网络（EPON）接入技术
5.4 吉比特无源光网络（GPON）接入技术
5.5
有源光网络（AON）接入技术
2
5.1 光接入网的基本概念
光纤的优势
带宽优势
与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的 单个波长可传输10Gb/s，采用波分复用可传输更高的
接入网技术
PON技术标准化状况
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接入网技术
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接入网技术
xPON系统的容量
单PON口的情 况
下行带宽：1.25G
EPON系统
上行带宽：1.25G
GPON系统
下行带宽：2.5G 上行带宽：可达2.5G
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接入网技术
xPON网络基本结构
光分路器
OLT
局端主设备
ODN
传输通道
ONU
末端设备
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接入网技术
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接入网技术
（1）光时分多址接入(OTDMA)方式
精品文档-光纤通信技术(田国栋)-第5章
下，其瞬态特性会出现许多畸变现象，将严重限制系统传输速 率和通信质量，在电路的设计上要充分考虑。
（1）电光延迟。半导体激光器在高速脉冲调制时，输出 光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间，称为电光 延迟时间，其数量级一般为ns。电光延迟会导致码型效应，即 当电光延迟时间与数字调制的码元时间为相同数量级时，会使 “0”码过后的第一个“1”码的脉冲宽度变窄、幅度减小，严 重时可能使单个“1”码丢失，这种现象称为“码型效应”。
定时再生：通常由定时提取和判决再生两部分组成。任务 是把光接收电路输出的升余弦波恢复成数字信号。
本章着重介绍数字光发射机和数字光接收机的基本组成、 工作特性和主要电路。
第5章 光纤传输设备与线路编码
5.1 光发射机 数字光发射机的功能是把电端机输出的数字基带电信号转 换为光信号，并用耦合技术有效注入光纤线路。电／光转换是 用承载信息的数字电信号对光源进行调制来实现的。5.1.1 光发射机的组成 数字光发射机方框图如图5.3所示，主要有光源和控制电 路两部分。光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上 决定着光发射机的性能。控制电路的设计应以光源为依据，使 输出光信号准确反映输入电信号。
第5章 光纤传输设备与线路编码 第5章 光纤传输设备与线路编码
5.1 光发射机 5.2 光接收机 5.3 SDH光端机接口标准 5.4 线路编码
第5章 光纤传输设备与线路编码
光纤通信系统的功能分为信号处理和信号传输两部分。一 般情况下，也常把完成信号传输功能的主要组成部分——光端 机、光缆和光中继器称为光纤传输系统。光纤通信系统框图如 图5.1所示。
项目 输出 光功率 带宽 光束 方向性 耦合 效率 光谱 制造 工艺 功率 稳定性 输出 特性 模式 噪声 可靠 性 工作 寿命
（1）电光延迟。半导体激光器在高速脉冲调制时，输出 光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间，称为电光 延迟时间，其数量级一般为ns。电光延迟会导致码型效应，即 当电光延迟时间与数字调制的码元时间为相同数量级时，会使 “0”码过后的第一个“1”码的脉冲宽度变窄、幅度减小，严 重时可能使单个“1”码丢失，这种现象称为“码型效应”。
定时再生：通常由定时提取和判决再生两部分组成。任务 是把光接收电路输出的升余弦波恢复成数字信号。
本章着重介绍数字光发射机和数字光接收机的基本组成、 工作特性和主要电路。
第5章 光纤传输设备与线路编码
5.1 光发射机 数字光发射机的功能是把电端机输出的数字基带电信号转 换为光信号，并用耦合技术有效注入光纤线路。电／光转换是 用承载信息的数字电信号对光源进行调制来实现的。5.1.1 光发射机的组成 数字光发射机方框图如图5.3所示，主要有光源和控制电 路两部分。光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上 决定着光发射机的性能。控制电路的设计应以光源为依据，使 输出光信号准确反映输入电信号。
第5章 光纤传输设备与线路编码 第5章 光纤传输设备与线路编码
5.1 光发射机 5.2 光接收机 5.3 SDH光端机接口标准 5.4 线路编码
第5章 光纤传输设备与线路编码
光纤通信系统的功能分为信号处理和信号传输两部分。一 般情况下，也常把完成信号传输功能的主要组成部分——光端 机、光缆和光中继器称为光纤传输系统。光纤通信系统框图如 图5.1所示。
项目 输出 光功率 带宽 光束 方向性 耦合 效率 光谱 制造 工艺 功率 稳定性 输出 特性 模式 噪声 可靠 性 工作 寿命
第5章光纤接入技术
2020/2/19
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－第5章 光纤接入网技术－
4.3 有源光网络－AON
有源光网络的局端设备到用户 分配单元之间均用有源光纤传输设 备，即光电转换设备、有源光电器 件以及光纤等组成。有源光纤网络 具有技术简单、易于实现和组网能 力强的特点，但有源电复用器存在 传输的“瓶颈效应”，且系统成本 和维护费用高。
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－第5章 光纤接入网技术－
光接入网的分类
AON：有源光网络
▪ Active Optical Network
▪ 接入网内含有源器件
▪ 是主干网技术的延伸
• SDH、PDH、ATM、……等等
PON：无源光网络
▪ Passive Optical Network
ONU提供用户侧的接口。具有光/电
转换功能以及相应的维护和监控功能。 ONU的主要功能是终结来自OLT的光纤， 处理光信号并为多个用户提供业务接口。 它还具有对话音的数/模转换和复用功能。 ONU通常放在距离用户较近的地方，其位 置具有很大的灵活性。
ONU提供用户数据、图像和电话网络 与PON的接口。ONU的基本功能是接收 光信号，并将其转换成用户需要的格式(以 太网、IP多播、POTS、E1)。
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在电信网中引入OAN的最基本的 目标有两条：首先是为了减少铜缆网 的维护运行费用和故障率。其次是为 了支持开发新业务，特别是多媒体和 带宽新业务。简言之，采用光接入网 已经成为解 决电信发展瓶颈的主要途 径，其应用场合不仅最适合那些新建 的用户区， 而且也是需要更新的现有 铜缆网的主要代替手段。 OAN是一 个点对多点的光纤传输系统。
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第5章 光接入网的设备调测
图5-1 VoIP电话基本原理
第5章 光接入网的设备调测
3.VoIP VoIP技术有4种：PC到PC、电话到电话、电话到PC和PC到
(1)PC到PC：最初VoIP电话的方式主要是PC到PC，利用IP 地址进行呼叫，通过语音压缩、打包传送方式，实现因特网上 PC
(2)电话到电话：即普通电话连到VoIP电话网关，通过IP 网进行呼叫，VoIP网关完成话音编码和打包，接收端网关实
SIP网络基本构成是一种分布式架构，如图5-4所示。
第5章 光接入网的设备调测
图5-4 SIP网络基本构成
第5章 光接入网的设备调测
2.SIP 1)UserAgents(用户代理) 在SIP协议中一个发起和终止会话的实体，包含两个功能
(1)UserAgentClients(用户代理客户端，UAC)——发起 SIP
第5章 光接入网的设备调测
3)终端ID(TerminationID) 终端需要用终端ID(TID)进行标识，TID由MG分配。在MG 侧不需要配置用户号码，只要配置TID，把用户物理位置跟 TID对应起来。MG侧配置好用户TID后，告诉SS(SoftSwitch， 软交换)，SS侧要配置用户(把用户号码跟用户TID对应起来)。 因为TID是唯一的，这样MG的物理端口就跟用户号码对应起来
第5章 光接入网的设备调测
2) 语音编码技术是VoIP技术的一个重要组成部分。目前， 主要的编码技术有G.729、G.723(G.723.1)等。其中，G.729 可将经过采样的64kb/s话音以几乎不失真的质量压缩至8kb/s。 由于在分组交换网络中，业务质量不能得到很好保证，因而需 要话音的编码具有一定的灵活性，即编码速率、编码尺度的可 变和可适应性。G.729原来是8kb/s的话音编码标准，现在的 工作范围扩展至6.4～11.8kb/s，话音质量也在此范围内有一 定的变化，但即使是6.4kb/s，话音质量也还不错，因而很适 合在VoIP系统中使用。G723.1采用5.3/6.3kb/s双速率话音编 码，其话音质量好，但是处理时延较大。它是目前已标准化的
第5章 光接入网的设备调测
5) 网络传输技术主要是TCP和UDP，此外还包括网关互联技 术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。 由于RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务，因此 VoIP技术中可用RTP
第5章 光接入网的设备调测
5.1.2H.248 1.H.248 Megaco协议(MediaGatawayControlProtocal)，简称
第5章 光接入网的设备调测
5.1.1VoIP 随着光网络技术和数字传输技术的飞速发展，原来在数据
通信网中被视为应用瓶颈的带宽和服务质量等问题一一得到解 决，推动了IP技术的飞速发展，带动各种应用向IP靠拢。 VoIP业务是基于IP
第5章 光接入网的设备调测
1.VoIP VoIP是一种利用IP网络进行语音通信的业务。从网络组 织来看，目前比较流行的方式有两种：一种是利用Internet 网进行的语音通信，称之为网络电话；另一种是电信运行商利 用IP技术进行的语音通信。两者比较，前者具有价格低的优势， 但存在着无服务等级和全程通话质量不能保证等重要缺陷，后 者相对来说投资较大、价格较高，但它是专门用于电话通信的，
第5章 光接入网的设备调测
图5-2 H.248的八个命令
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4. H.248 H.248协议数据是通过分组网络来进行传输的，如图53所示。网络层协议一般采用IP协议，也可以采用ATM协议； 传输层协议可以采用UDP、TCP或SCTP(流控制传输)协议，目 前采用的大多是UDP协议。H.248定义的通信端口号固定为 2944(文本方式编码)和2945(二进制方式编码)。
5) RegisterServer(登记服务器) 接受REGISTER请求并完成用户地址的注册，可以支持鉴 权的功能。在软交换体系中，SS通常充当着登记服务器和代理
第5章 光接入网的设备调测
3．SIP SIP的ProxyServer、LocationServer、RedirectServer、 RegisterServer等服务器可在同一个设备上实现，也可以分 布在不同的物理实体中。SIP服务器完全是纯软件实现，可以 根据需要运行于各种相关设备中，体现了SIP网络的灵活性。 UAC、UAS、ProxyServer、RedirectServer角色不是固定不变 的，一个UA在一个呼叫中可以是UAC，也可以是UAS SIP协议采用Client/Server和HTTP协议模型，请求和响应构 成一个事务，事务之间相互独立，一个完整的呼叫包含多个事 务。SIP消息中可携带任意类型的消息体。图5-6是SIP协议在 软交换体系结构中的应用。
(2)UserAgentServer(用户代理服务器端，UAS)——接收 SIP
UAC和UAS都能终止一个呼叫，如图5-5所示。
第5章 光接入网的设备调测
图5-5 UserAgents示意图
第5章 光接入网的设备调测
2)ProxyServer(代理服务器) ProxyServer与重定向服务器(RedirectServer)及位置服 务器(ProxyServer)有联系，作为其他的客户机代理，进行 SIP消息的转接和转发的功能。ProxyServer消息机制与UAC和 UAS相似。ProxyServer对收到的请求消息进行翻译和处理后， 传递给其他的服务器，并对SIP 3)LocationServer(位置服务器) LocationServer是一个数据库，用于存放终端用户当前 的位置信息，为SIP重定向服务器或代理服务器提供被叫用户
第5章 光接入网的设备调测
3.H.248 H.248协议中定义了8个命令用于对协议连接模型中的逻 辑实体(关联和终端)进行操作和管理，并提供了实现对关联和
H.248协议规定的命令大部分都是用于MGC对MG的控制， 通常MGC作为命令的始发者发起，MG作为命令的响应者接收。 但是Notify命令和ServiceChange命令除外，Notify命令由MG 发送给MGC，而ServiceChange命令既可以由MG发起，也可以 由MGC发起，如图5-2所示。
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4)RedirectServer(重定向服务器) RedirectServer与位置服务器通过LDAP协议联系，将用 户新的位置返回给呼叫方，呼叫方可根据得到的新位置重新呼 叫。与代理服务器不同的是，RedirectServer不会发起自己 的呼叫；与UserAgents不同的是，RedirectServer不接受呼
第5章 光接入网的设备调测
第5章 光接入网的设备调测
5.1 光接入网的语音协议 5.2 光接入网中的视频组播技术 5.3 光接入网的宽带业务配置 5.4 光接入网的语音业务配置 5.5 光接入网的视频业务配置 本章小结
第5章 光接入网的设备调测
5.1 语音业务是电信网一直需要支持的业务类型，只不过随着 数据业务的增长，语音业务在整个电信业务中所占比重越来越 低，语音的实现方式也有了很大的变化。从早期的程控交换逐 渐发展到现今的VoIP方式，更多的语音业务已通过软交换或 IMS方式来提供，这需要语音控制协议的支持。典型的语音协 议如H.248和SIP，都是通过IP网络传输语音的实现方式。
第5章 光接入网的设备调测
图5-3 H.248协议栈结构
第5章 光接入网的设备调测
5.1.3SIP 1.SIP SIP(SessionInitiationProtocol，会话发起协议)是
IETF制定的多媒体通信协议。它是一个基于文本的应用层控 制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双 方或多方的多媒体会话。SIP协议支持代理、重定向、登记定 位用户等功能，支持用户移动，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、 DNS等协议配合，可支持和应用于语音、视频、数据等多媒体 业务，同时可以应用于Presence(呈现)和InstantMessage(即 时消息，类似QQ)
第5章 光接入网的设备调测
2)关联域(Context) 关联域也称上下文，表示一组终端之间的联系。例如在一 次呼叫中，主叫的半永久性终端和临时终端(主叫RTP流)绑定 成一个关联域，在呼叫结束后，半永久性终端和临时终端从这 个关联域中删除。 空关联域是包含所有那些与其他终端没有联系的终端。例 如，所有的空闲用户线被作为终端包含在空关联域中，在用户 终端和RTP终端绑定之前，用户终端包含在空关联域中。 一个关联域中至少要包含一个终端，否则此关联域将被删除。
H.248协议，是IETF、ITU-T制定的媒体网关控制协议，用于 媒体网关控制器(MGC)和媒体网关(MG)之间的通信。H.248协 议主要功能是将呼叫和承载连接进行分离，通过对各种业务网 关如TG(中继网关)、AG(接入网关)、IAD等的管理，实现分组 网络和PSTN
第5章 光接入网的设备调测
第5章 光接入网的设备调测
VoIP电话与传统电话具有明显区别：传统电话使用公众 电话网(如PSTN)作为语音传输的通道，而VoIP电话则是将语 音信号在公众电话网和IP网之间进行转换，对语音信号进行压 缩封装，转换成IP包；同时，IP技术允许多个用户共用同一 带宽资源，改变了传统电话由单个用户独占一个信道的方式， 节省了用户使用单独信道的费用。
第5章 光接入网的设备调测
1) 信令技术保证电话呼叫的顺利实现和话音质量。目前被广 泛接受的VoIP控制信令体系有ITU—T的H.323系列和IETF的会 话初始化协议SIP。 SIP是一种比较简单的会话初始化协议，它不像H.323那 样提供所有的通信协议，而是只提供会话或呼叫的建立与控制 功能。SIP可以应用于多媒体会议、远程教学及Internet电话 等领域。SIP既支持单点发送(Unicast)也支持多点发送，会 话参加者和媒体种类可以随时加入一个已存在的会议。SIP可 以用来呼叫人或机器设备，如呼叫一个媒体存储设备来记录一 个会议，或呼叫一个点播电视服务器向会议播放视频信号等。