宽带光纤接入技术方案

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1、宽带光纤接入技术方案～教育资源库　　前言　　随着通信技术的发展，电信业务已由以语音为主的窄带业务向话音、DATA、VIDEO等多媒体宽带业务方向发展。为了实现多媒体通信，公用电信网络必须具有宽带的交互接入能力。目前，实现宽带交互接入的技术方案主要有：铜双绞线xDSL、铜缆HFC、有线光纤宽带接入、无线宽带接入等。特别是基于光纤宽带接入的无源光网络（PON）技术，以其经济有效的特点正在获得广泛的应用。　　FTTC、FTTB、FTTZ等技术是经过光纤组网到用户附近、再由铜双绞线连接至用户，实现用户侧窄带业

2、务的接入，再结合CableModem等技术，可经济地实现用户侧宽带业务的接入，这是目前商用化的用户宽带业务接入技术之一（即FTTC+HFC）。用户宽带业务接入技术以实现光纤到家（FTTH）为目标，结合无源光网络（PON）的组网技术和ATM、副载波复用（SCM）、密集波分复用（D）等传输技术，开发出经济、高效的宽带业务接入系统。　　宽带光纤接入技术方案特点与发展现状　　宽带光纤接入技术主要有：FTTC+HFC、ATM-PON、SCM-PON、D-PON、超级PON（S-PON）等。　　FTTC+HFC技

3、术方案　　用光纤作为CATV网络的干线，并在原有的传输单向下行模拟电视信号的基础上增加回传信道，实现PSTN、DATA和CATV三网合一，这就是所谓的混合光纤同轴电缆网（HFC）技术。由于HFC是以树形结构组网，其存在传输的可靠性、噪声、回传信道拥挤等问题。随着电信业务和CATV的数字化，结合交互数字传输的FTTC技术是HFC的发展方向。HFC结合Cablemodem技术实现宽带业务接入，也是目前宽带接入网络方案之一。　　FTTC+HFC又叫共缆分纤传输技术，它利用FTTC向用户传送交互式窄带数字业务

4、（将来可以升级为宽带数字业务），利用HFC传输模拟CATV及其他宽带信号，两者利用共缆不同光纤进行传输。CATV的前端（HE）一般配置在中心局，HFC的光及结点（FN）与FTTC的光网络单元（ONU）或远端模块配置在一起，通过同轴电缆给ONU供电。通过同轴电缆将宽带模拟信号连接至用户的TV设备，通过双绞线将交互式数字信号用户的终端设备。由于数字宽带技术的标准还未成熟，现阶段FTTC主要用于传输交互式窄带数字业务。FTTC网络具备向宽带化升级的能力，即可以升级为以ATM为基础的数字宽带接入网。　　ATM

5、-PON技术（如图1）　　采用无源光网络（PON）可以降低光纤接入成本、提高接入性能、利于宽带业务接入。以ATM传输技术为基础的PON简称为ATM-PON，它基于时分复用技术，并且被认为是目前能够较好地解决宽带接入的方案之一。　　ATM-PON为用户提供的宽带接入较为灵活，其下行速率可以是622Mbit/s或155Mbit/s，上行速率为155Mbit/s。一个无源光分路器（OLT）能够连接16至32个ONU，一个ONU能够连接几十个用户单元设备（CPE），通过将ATM交叉连接模块配置在OLT中、将A

6、TM的业务模块配置在各个ONU中，为用户提供交互式宽带业务。其下行方向采用基于ATM信元的复用技术，上行方向则采用TDMA控制协议控制用户入网。上、下行方向的ATM信元均被封装成ATM-PON分组信元结构，即在每个分组信元的头部附加一个字节的信头，以提供网络同步及与传输相关的功能，如上行TDMA协议的ONU标识等。网络的运行和维护功能（OAM）则通过物理层信元（PLOAM）传送。　　　　图1ATM-PON方案原理　　为了实现TDMA控制技术，需要解决光功率动态调整、测距延时、突发同步等问题。　　1）光

7、功率的动态调整问题：ATM-PON系统组网一般采用树形拓扑结构，各个ONU至OLT的光纤路经长度不同，光信号受到的传输衰耗不同。要求OLT的光接收器具有较大的光功率动态范围，并能够根据接收到的光功率大小，快速设置信号判决门限；而每个ONU的激光器应该能够根据与OLT之间不同的传输衰耗，动态进行输出光功率的调整，以降低对OLT接收动态范围的要求。实际上，ATM-PON依据分组信元头部字节的3个bit位传输的信息，进行ONU的光发功率调整及OLT光收门限设置。　　2）测距延时问题：各个ONU传送分组信元至

8、OLT的路经不同，为了避免OLT接收端各个ONU传送来的分组信元发生碰撞，必须使各个ONU至OLT的有效连接距离相等。ATM-PON技术通过测距软件，自动测试各个ONU至OLT的有效连接距离，并依据有效连接距离自动确定各个ONU发送分组信元之前的时延量，以保证有效连接距离相等。　　3）突发同步问题：测距软件的精度是有限的，当某ONU需要连续突发传输分组信元时为了避免同其他ONU的分组信元发生碰撞，必须在连续突发传输的分组信元之间预留一个保护时间（一般是2