光纤接入网通信网教学课件

FTTO（1） FTTO（2）
FE
ONT-SBU E1
PC WiFi
PBX
PC
GE
ONT-SBU
PBX等 PC
FTTO（3）
ONU-MTU
PHONE
农村信息化应用
ONU
PSTN/SS Internet
H.248/MGCP 或V5接口
机房
FE/GE
FE/G
OLT
E
CDN
单级分光和多极分光相组合，节省主干光纤 综合业务接入，满足话音和数据接入需求
由于上下行信号分别占用不同频段，因而系 统对反射不敏感，也无需TDMA方式所必不 可少的复杂的延时调整电路，传输延时较 小，电路较简单.
OSCM技术的最大优点是：可采用成熟的微 波技术，以较为简单的方式实现宽带、大 容量的光纤传输，它可构成灵活方便的光 纤传输系统，可以为多个用户提供语音、 数据和图像等多种业务。
IP 核心网
xPON组网的特点
LAN
网管
1550nm 1490nm
Splitter
OLT
1:32/64
1310nm
接入网
ONT
ONU
PBX
ONT ONT驻地网
VOICE+DATA
➢采用WDM技术，实现单纤双向传输，EPON速率1.25G，GPON速率最大2.5G ➢采用以下两种复用技术：
下行数据流采用广播技术，SCB实现天然组播 上行数据流采用TDMA技术，灵活区分SLA用户
基于PON的FTTC的组网方案
无源光分路器
双绞线
转
换
PON
开
OLT
关
交换局
光纤馈线
PON ONU
用户群共用 一个PON ONU
PON ONU
双绞线
PON-OLT可通过无源光分路器与多个PON-ONU连接， 每个PON-ONU放置在一个用户群附近，PON-ONU利用 双绞线连接到各用户家中。
5.3.2
Splitter
FTTO
P2MP OLT 合波器 Splitter
PSTN/SS
H.248/M GCP或
V5
MSAN/DSLAM
FTTCab 小区或交接箱处
Splitter 铜线
POTS xDSL EF1E
ONT EPON ONT
SBU
FE/GE/E1/ WLAN
VOICE VIDEO/CATV FE/WLAN
5.3
光纤接入网
5.3.1 光纤接入网的概念
5.3.2 光纤接入网的参考配置 5.3.3 光纤接入网的拓扑结构 5.3.4 光纤接入网的应用类型 5.3.5 光纤接入网的传输技术 5.3.6 光纤接入网的业务支持能力
5.3.1
光纤接入网的概念
光纤接入网(OAN)是指在接入网中用光纤作为主要传 输媒介来实现信息传送的网络形式，或者说是本地交换 机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤 通信的接入方式。
OSDM是双向通信的每一方向各使用一根光纤的通 信方式，即所谓单工方式。
在OSDM方式下两个方向的信号在两根完全独立的 光纤中传输，互不影响，传输性能最佳，系统设 计也最简单，但需要一对光纤才能完成双向传输 的任务，以传输距离较长时不够经济。
对于OLT与ONU相距很近的应用场合，则由 于光纤价格的不断下降，SDM方式仍不失 为一种可以考虑的双向传输方案。
由于两个方向的信号传输通路互相独立，因 而对于光源波长没有特殊要求，只要在 1310nm波长区内，是否相同无关紧要。
（5）光副载波复用（OSCM）
利用副载波复用（SCM）实现双向传输 的原理很简单，只需将两个方向的信号分别 安排在不同频段即可实现单纤同波长双向传 输的目的.
在实际OAN传输系统中，下行方向往往采 用TDM方式基带传输形式，因而频率分量集 中在低频端，而上行方向采用副载波多址接 入（SCMA）方式，即各个用户的频率调在 较高频段，与下行信号的频谱隔开.
住宅
ONT FTTH
Splitter
ONT SFU
SFU
ONT
FTTB
铜线
大楼
Modem L2Switch
Modem ModemModem
POTS VDSL2 FE
1) 光纤到路边(FTTC)
在FTTC结构中，ONU设置在路边的人 孔或电线杆上的分线盒处，也可能设置在交 接箱处，但通常指前者。
FTTC结构主要适用于点到点或到多点 的“树形-分支”拓扑，用户为居民住宅用户 和小企事业用户，ONU支持的用户数一般在 128个以下.
（2）光波分复用（OWDM）
当光纤工作于线性传输状态下，不同波 长的信号只要有一定间隔就可以同一根光 纤上独立地进行传输而不会发生相互干扰， 这就是波分复用的基本原理。
对于双向传输而言，只需将两个方向的信号 分别调在不同波长上即可实现单纤双向传 输的目的，称为异波长双工方式，
这种方式未来的升级扩容潜力很大，很容易 扩展至几十个波长，但目前WDM器件的 成本还嫌过高，因而传输距离不长时不够 经济 .
家庭网络
D/F系列
CATV PSTN/SS Internet CATV/IPTV
1550nm
机房
OLT
ONU
ONU
ONU
ONU
合波器
ONU
ONU ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
ONU
Splitter。
ONU
。
ONU
。
ONU
1 Gbps
0～20KM
Splitter Splitter 1：32
PC CATV PHONE IPTV WLAN
（3）光码分复用（OCDM）
光码分复用技术在原理上与电码分复用技术 相似。 给系统中两个方向的用户分配一个唯一的光正交 码的码字作为该用户的地址码。在发送端，对要 发送的数据的地址码进行正交编码，再进行信道 复用。在接受端，用与发送端相同的地址码进行 正交解码。
（4）光空分复用（OSDM）技术
空分复用（SDM）是指利用不同空间位置传输不同 信号的复用方式，如利用多芯缆传输多路信号就 是空分复用方式。
在原来的FTTC结构中，如果将设置在路边的 ONU换成无源光分路器，然后将ONU移到用户房间 内即为FTTH结构。
如果将ONU放在大企事业用户 (公司、大学、研 究所、政府机关等)的终端设备处并能提供一定范围 的灵活的业务，则构成所谓的光纤到办公室(FTTO) 结构。
家庭用户接入1－－FTTH
光纤到家庭，ONT可以放在室内也可放在室外 不同种类的ONT提供多种接口满足不同业务接入的求 统一光纤布线，节省成本，减少后期重复布线的麻烦 适应于新建小区、别墅小区、小区网络改造等 家庭网关和家庭网络接入一体化
5.3.5 OAN 的传输技术
1. 双向传输技术 传输技术主要完成连接OLT和ONU的功能， 连接方式可以为点到点，也可以为点到多点
方式。
(1)光时分复用（OTDM）技术
通过时间分隔来传输不同方向的信号。 采用复用技术的目的是提高信道传输信息的容 量。 OTDM的复接可分为两种，即以比特为单位进 行逐比特交错复接和以比特组(字符）为单位的逐组 交错复接。
别墅应用－FTTH
CDN
FE/GE IP Network
FE/GE
FE PSTN/SS
OLT ODF
SFU
SFU
HUB
SFU/M DU
集团用户接入－－FTTO
以不变的网络应万变的需求 以优质网络赢卓越品牌
SoftSwitch
Internet
FE/GE
CDN
网管 OLT
Splitter
E1 TDM网络
光纤接入网的参考配置
4．AF功能块
AF适配功能块主要为ONU和用户设备提供适配功能， 在具体物理实现时，它既可以包含在ONU之内，也可以完 全独立。
5.3.3
光纤接入网的拓扑结构
光纤接入网常用的有三种基本拓扑结构，即星形、总线形和环形结构等。
5.3.3
光纤接入网的拓扑结构
5.3.4
光纤接入网的应用类型
ONU
ONU
PC
PC
ONU
IAD HGW ONU
用户类型是配置结构选择所要首先考虑的因素， 定位不准自然不会有合理的选择。通常，不同的用 户类型往往需要配置不同的结构，
例如企事业用户所需的用户线数目总是大于居 民住宅用户， 因而FTTO和FTTC都可用于这类用户， 前者适于业务量要求较大的大企业用户，而后者主 要适用于小企事业和户和居民住宅用户。
由于同一时刻只允许一个方向传输信号，因而称为 半双工方式，以便与WDM和SCM的全双工方式 有所区别。
采用TCM方式时，两个方向的信号允许工作在同一 波长，但目前规定必须在1310nm波长区。
2、多址接入技术
在OAN中，OLT至ONU的下行信号传输过程 是：OLT送至各ONU的信息采用光时分复 用（Optical Time Division Multiplexing， OTDM）方式组成复帧送到馈线光纤；通过 无源光分路器以广播方式送至每一个ONU， ONU收到下行复帧信号后，分别取出属于 自己的那一部分信息。
无源光纤网络原理图
1．光时分多址（OTDMA）
光时分多址（Optical Time Division Multiple Access，OTDMA）方式是指将上行 传输时间分为若干时隙，在每个时隙只安排一 个ONU，以分组的方式向OLT发送分组信息， 各ONU按OLT规定的顺序依次向上游发送。
CDN SS/PSTN
根据光纤接入网传输设施ODN可以是点到点、点到多点的结 构。其室外传输设施中是否采用有源器件，光纤接入网分为无源 光网络（PON）和有源光网络（AON）：
无源光网络（PON）指的是OAN中的光配线网ODN全部由 光分路器等无源器件组成，且不含任何有源节点的光接入网。
有源光网络（AON）则指的是OAN中的光配线网ODN中含 有源器件(采用电复用器分路)。
5.3.2
光纤接入网的参考配置
2．ONU功能块
ONU位于ODN和用户之间，ONU的网络侧具有光接口， 而用户侧为电接口，因此需要具有光／电和电／光变换功能， 并能实现对各种电信号的处理与维护管理功能。
5.3.2
光纤接入网的参考配置
3．ODN功能块 ODN为ONU和OLT提供光传输媒介作为其间的物理连接。多 个ODN可以通过与光纤放大器结合起来延长传输距离和扩大服 务用户数目。
5.3.2
光纤接入网的参考配置
图5-19 光纤接入网的功能参考配置
5.3.2
光纤接入网的参考配置
各功能块的基本功能分述如下：
1．OLT功能块 OLT的作用是为光接入网提供网络侧与本地交换机之间 的接口，并经过一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT 与ONU的关系为主从通信关系。 OLT对来自ONU的信令和监控信息进行管理，从而为 ONU和自身提供维护与供给功能。
根据光网络单元(ONU)设置的位置不同，光纤接入网可 分成不同种应用类型，主要包括：
光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、
光纤到家(FTTH)或光纤到办公室(FTTO)等。
FTTx总体解决方案
IPTV/CATV IPTV GE
NGN
承载网
GE/10GE
商业用户
1550nm
RF 网管
ONT MTU/SBU
光频分复用（OFDM）技术 OSCM技术不同于OWDM和OFDM技术， OWDM和OFDM都是指光波层进行复用。 按其波长将可传输带宽范围分割成若干光 载波通道。
（6）时间压缩复用（TCM）
TCM方式是解决双向传输的有效手段之一。 这种方法只利用一根光纤，但不断交替改变传
输方向，使两个方向的信号得以轮流地在同 一根光纤上传输，就像打乒乓球一样，因而 又称“乒乓法”
家庭用户接入2－－FTTB/C
光纤到楼道，用户家庭到楼道为五类线或者双绞线。
Splitter
ONT
Splitter
ONT
ONTLeabharlann ONTONTONT
IP Network
ONT
FE/GE
ONT
PSTN/SS FE/E1
IPTV
RF
OLT
Splitter
MTU
EPON＋LAN
MDU
EPON＋AD
EPON＋LAN方式具体采用C200/220＋F820（24*FE） EPON＋AD方式具体采用C200/220＋9806H（96*ADSL2+）
IPTV PC IAD/HG
VDSL2 Modem ADSL2+ Modem
2.光纤到楼(FTTB)
FTTB也可以看作是FTTC的一种变型，不同 处在于将ONU直接放到楼内(通常为居民住宅公寓 或小企事业单位办公楼），再经多对双绞线将业 务分送给各个用户.
3.光纤到户(FTTH)和光纤到办公室(FTTO)
实现TCM传输有两种方法:
第一种方法是利用一只激光器既作光源又 作检测器，十分简单，只要有一收发控 制开关准确地控制其收发时间，使之不 发生冲突即可。
然而这种方法激光器兼作检测器的灵敏度 较差，速率较高时，光通道可用光预算 很小。
第二种方法是利用两套独立收发设备，两端各设一 个光耦合器用于分离上行和下行信号，两个方向 的信号发送在时间上分开，分别占用不同的时隙 轮流发送.