第4章光纤接入技术
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己的信息 • 上行传输：各种多址技术（时分、波分等）
2020/9/24
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光接入网基础——传输技术（续）
❖ 空分复用 SDM
上下行双向通信个各使用一根光纤 两个方向的通信单独进行，互不影响 性能最佳，设计最简单 光传输设备和线缆双倍，成本高
2020/9/24
10
光接入网基础——传输技术（续）
❖ 时分复用TDM
❖ 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速 率
❖ 长距离传输优势
衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里
❖ 抗恶劣环境优势
抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰
❖ 安全性优势
盗接线头困难，不易盗听 大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络
2020/9/24
ONU
OBD
光接入网
OLT
中 心 局
14
光纤到楼 FTTB
❖ FTTB： Fiber To The Budding
ONU设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地方 用户到ONU之间（引入线）用UTP5类线（或更高等级线）
连接 点到多点结构，一个ONU为多个用户提供接入 通常采用FTTB+Ethernet技术
网络侧
7
光接入网基础——波长
❖ 光纤的工作窗口（可用工作波长区）有三个：
850nm窗口 （ 780nm～850nm） 1310nm窗口（ 1260nm～1360nm） 1550nm窗口 （ 1480nm～1580nm）
❖ 三个工作区的使用情况
850nm波长常用于多模光纤通信，未得到很好使用 1310nm波长应用广泛，主要用于提供2Mb/s及以下的业务 1550nm波长用于异波长双工的下行通信以及宽带的新业务
❖ 现已打开了第四个工作窗口：1625nm
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光接入网基础——传输技术
❖ 光接入网通信的特点
• 介质共享 • 下行：OLT向各个ONU采用广播通信方式 • 上行：ONU向OLT通信时需要某种分配信道的策略
❖ 传输技术
• 需要解决OLT和多个ONU之间上下行信号的正确传输 • 解决上行信道的占用问题的关键 • 下行传输：时分服用传送信元流，各ONU在规定时隙接收自
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Ethernet ONU Budding
OBD
光接入网
OLT
中 心 局
15
光纤到家/办公室 FTTH/O
❖ FTTH： Fiber To The Home
ONU直接放在用户家里 中心局到用户之间全部为光连接和光传输 接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络 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
2020/9/24
接入网技术
第4章 光纤接入技术
1
第4章 光纤接入技术
❖ 本章教学重点
简要介绍光纤介质的特点和优势 介绍光接入网的结构、类型、应用模式等 介绍两种典型的无源光网络APON和EPON
❖ 本章要求
熟悉光纤介质的特点，FTTX的含义 掌握光接入网的结构、特点、关键技术（特别
是测距）；APON与EPON的异同
OBD
Budding
ONU
FTTH
OBD
2020/9/24 home
13
OAN的应用示意图
光纤到路边 FTTC
❖ FTTC： Fiber To The Curb/Cab
ONU设在交接箱处 用户到OUN之间（引入线）仍用双绞铜线连接或同轴缆 通常为点到点和点到多点结构 一个OUN可为一个或多个用户提供接入 是一种介质混合结构 通常采用FTTC+xDSL技术或FTTC+Cable Modem技术
N1 A1
t
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保护时间
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光接入网基础——传输技术（续）
❖ 波分复用 WDM
不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干扰 要求每个ONU在指定波长上发射 对激光二极管要求高（温度、环境影响大） OLT设备复杂，成本高（每个波长都需光发射器和检测器）
A1 B1 N1
2020/9/24
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4.1 光纤的优势 4.2 光纤接入网的发展障碍 4.3 光接入网（OAN）基础 4.4 光纤接入网的应用类型 4.5 有源光网络技术 4.6 无源光网络 4.5 ATM无源光网络——APON 4.6 Ethernet无源网络——EPON
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4.1 光纤的优势
• OAN：Optical Access Network 光接入网 • 接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实现信
息传输的网络形式 • 根据光配线是否采用有源或无源设备，OAN可分为无
源光网络PON和有源光网络AON • PON: Passive Optical Network • AON: Active Optical Network
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4.2光纤接入网的发展障碍
❖ 价格偏贵 • 光缆的价格 • 光连接器的价格 • 光电转换器的价格（激光器、光检测器等） ❖ 供电问题
• 用终端设备的供电
• 用户网络接口设备的供电
• 本地供电和光纤网附加供电都会增加费用
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4.3 光接入网基础——概念
❖ OAN概念
ONU ONU ONU
1 2 OBD N
12
上行 N
OLT
WDM
1 PD 2 PD N PD
PD：光电检测器 12
4.4 光纤在接入网的应用类型
❖ 根据ONU位置，OAN可分为三种应用类型
光纤到路边 FTTC
光纤到楼 FTTB
光纤到家/办公室 FTTH/O
FTTC
中
ONU
OBD
OLT
心
局
ONU
FTTB
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光接入网基础——结构
用户侧பைடு நூலகம்备 （电/光）
用户侧
光接入网 光 设备 光
光接入网 光 设备 光
光接入网(OAN)
网络侧设备 （电/光）
网络侧
Q3 接入网系统管理功能
UNI 终端设备
AF
ONU ONU
ODN
SNI
OLT
中心局
用户侧
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光接入网(OAN)
ITU-T提出的光接入网的基本结构
每个ONU动态或固定分配一个时隙
每个ONU在分配的时隙内上传数据
❖ 固有问题
每个ONU与OLT距离不等 传输时延不同 到达OLT的相位不同
A1 ONU
B1 ONU
❖ 对OLT要求
N1
完善的测距技术，实现定时调整
ONU
和同步
快速的同步技术
A1 B1
快速、动态的门限判决技术
上行 OBD OLT
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光接入网基础——传输技术（续）
❖ 空分复用 SDM
上下行双向通信个各使用一根光纤 两个方向的通信单独进行，互不影响 性能最佳，设计最简单 光传输设备和线缆双倍，成本高
2020/9/24
10
光接入网基础——传输技术（续）
❖ 时分复用TDM
❖ 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速 率
❖ 长距离传输优势
衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里
❖ 抗恶劣环境优势
抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰
❖ 安全性优势
盗接线头困难，不易盗听 大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络
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ONU
OBD
光接入网
OLT
中 心 局
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光纤到楼 FTTB
❖ FTTB： Fiber To The Budding
ONU设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地方 用户到ONU之间（引入线）用UTP5类线（或更高等级线）
连接 点到多点结构，一个ONU为多个用户提供接入 通常采用FTTB+Ethernet技术
网络侧
7
光接入网基础——波长
❖ 光纤的工作窗口（可用工作波长区）有三个：
850nm窗口 （ 780nm～850nm） 1310nm窗口（ 1260nm～1360nm） 1550nm窗口 （ 1480nm～1580nm）
❖ 三个工作区的使用情况
850nm波长常用于多模光纤通信，未得到很好使用 1310nm波长应用广泛，主要用于提供2Mb/s及以下的业务 1550nm波长用于异波长双工的下行通信以及宽带的新业务
❖ 现已打开了第四个工作窗口：1625nm
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光接入网基础——传输技术
❖ 光接入网通信的特点
• 介质共享 • 下行：OLT向各个ONU采用广播通信方式 • 上行：ONU向OLT通信时需要某种分配信道的策略
❖ 传输技术
• 需要解决OLT和多个ONU之间上下行信号的正确传输 • 解决上行信道的占用问题的关键 • 下行传输：时分服用传送信元流，各ONU在规定时隙接收自
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Ethernet ONU Budding
OBD
光接入网
OLT
中 心 局
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光纤到家/办公室 FTTH/O
❖ FTTH： Fiber To The Home
ONU直接放在用户家里 中心局到用户之间全部为光连接和光传输 接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络 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
2020/9/24
接入网技术
第4章 光纤接入技术
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第4章 光纤接入技术
❖ 本章教学重点
简要介绍光纤介质的特点和优势 介绍光接入网的结构、类型、应用模式等 介绍两种典型的无源光网络APON和EPON
❖ 本章要求
熟悉光纤介质的特点，FTTX的含义 掌握光接入网的结构、特点、关键技术（特别
是测距）；APON与EPON的异同
OBD
Budding
ONU
FTTH
OBD
2020/9/24 home
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OAN的应用示意图
光纤到路边 FTTC
❖ FTTC： Fiber To The Curb/Cab
ONU设在交接箱处 用户到OUN之间（引入线）仍用双绞铜线连接或同轴缆 通常为点到点和点到多点结构 一个OUN可为一个或多个用户提供接入 是一种介质混合结构 通常采用FTTC+xDSL技术或FTTC+Cable Modem技术
N1 A1
t
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保护时间
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光接入网基础——传输技术（续）
❖ 波分复用 WDM
不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干扰 要求每个ONU在指定波长上发射 对激光二极管要求高（温度、环境影响大） OLT设备复杂，成本高（每个波长都需光发射器和检测器）
A1 B1 N1
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4.1 光纤的优势 4.2 光纤接入网的发展障碍 4.3 光接入网（OAN）基础 4.4 光纤接入网的应用类型 4.5 有源光网络技术 4.6 无源光网络 4.5 ATM无源光网络——APON 4.6 Ethernet无源网络——EPON
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4.1 光纤的优势
• OAN：Optical Access Network 光接入网 • 接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实现信
息传输的网络形式 • 根据光配线是否采用有源或无源设备，OAN可分为无
源光网络PON和有源光网络AON • PON: Passive Optical Network • AON: Active Optical Network
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4.2光纤接入网的发展障碍
❖ 价格偏贵 • 光缆的价格 • 光连接器的价格 • 光电转换器的价格（激光器、光检测器等） ❖ 供电问题
• 用终端设备的供电
• 用户网络接口设备的供电
• 本地供电和光纤网附加供电都会增加费用
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4.3 光接入网基础——概念
❖ OAN概念
ONU ONU ONU
1 2 OBD N
12
上行 N
OLT
WDM
1 PD 2 PD N PD
PD：光电检测器 12
4.4 光纤在接入网的应用类型
❖ 根据ONU位置，OAN可分为三种应用类型
光纤到路边 FTTC
光纤到楼 FTTB
光纤到家/办公室 FTTH/O
FTTC
中
ONU
OBD
OLT
心
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FTTB
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光接入网基础——结构
用户侧பைடு நூலகம்备 （电/光）
用户侧
光接入网 光 设备 光
光接入网 光 设备 光
光接入网(OAN)
网络侧设备 （电/光）
网络侧
Q3 接入网系统管理功能
UNI 终端设备
AF
ONU ONU
ODN
SNI
OLT
中心局
用户侧
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光接入网(OAN)
ITU-T提出的光接入网的基本结构
每个ONU动态或固定分配一个时隙
每个ONU在分配的时隙内上传数据
❖ 固有问题
每个ONU与OLT距离不等 传输时延不同 到达OLT的相位不同
A1 ONU
B1 ONU
❖ 对OLT要求
N1
完善的测距技术，实现定时调整
ONU
和同步
快速的同步技术
A1 B1
快速、动态的门限判决技术
上行 OBD OLT