郭毅

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了帶寬瓶頸。接入網(wǎng)作為整個(gè)電信網(wǎng)的重要組成部分之一，必須要逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、寬帶化和綜合化才能突破現(xiàn)有的帶寬瓶頸，滿足各行各業(yè)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的更高要求?；诠饫w通信技術(shù)的寬帶接入網(wǎng)具有高帶寬、高效率、高分光比、長(zhǎng)距離傳輸、接口豐富等特點(diǎn)，能充分滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。文章首先從光接入網(wǎng)的概念出發(fā)，對(duì)光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，并對(duì)我國(guó)光接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：光接入網(wǎng)；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；PON；發(fā)展趨勢(shì)

1 光接入網(wǎng)概念

光接入網(wǎng)（OAN）泛指在本地交換機(jī)，或遠(yuǎn)端模塊與用戶之間全部或部分采用光纖作為傳輸媒質(zhì)的一種接入網(wǎng)。OAN的引入首先是為了減少銅纜網(wǎng)的維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用和故障率，其次是為了支持開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)，特別是多媒體和寬帶新業(yè)務(wù)，最后是為了改進(jìn)用戶接入性能。在銅纜上的傳輸業(yè)務(wù)經(jīng)常會(huì)受到各種干擾和距離的限制，用戶接入速率一般不會(huì)很高，傳輸距離通常也受限在10km以內(nèi)，而光纖接入網(wǎng)，在技術(shù)上要遠(yuǎn)比銅纜網(wǎng)優(yōu)越，受環(huán)境干擾和距離限制遠(yuǎn)沒(méi)有銅纜網(wǎng)強(qiáng)，而且光纖傳輸速率還可遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的銅纜傳輸速率，具有非常明顯的發(fā)展?jié)摿?。采用光纖接入網(wǎng)已經(jīng)成為解決電信發(fā)展瓶頸的主要途徑，光纖接入網(wǎng)不僅適用于新建的用戶小區(qū)，而且也是需要更新現(xiàn)有銅纜網(wǎng)的主要替代手段。

2 光接入網(wǎng)的應(yīng)用類型

光接入網(wǎng)是以光纖為傳輸媒介的接入網(wǎng)。根據(jù)光網(wǎng)絡(luò)單元在光接入網(wǎng)中的具體位置，可以將光接入網(wǎng)絡(luò)分為三種基本的應(yīng)用類型。

2.1 FTTC

FTTC即光纖到路邊，是一種基于優(yōu)化xDSL技術(shù)的寬帶接入方式，采用光纖到路邊、銅線到用戶的方式實(shí)現(xiàn)用戶的寬帶接入我們稱為FTTC+xDSL的寬帶接入網(wǎng)，這是適合小區(qū)缺乏五類線的情況下的一種最合理、最實(shí)用、最經(jīng)濟(jì)有效的寬帶接入方法。

2.2 FTTB

即光纖到樓，我們稱為FTTB+LAN的寬帶接入網(wǎng)這是一種最合理，最實(shí)用，最經(jīng)濟(jì)有效的寬帶接入方法。作為一種點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，F(xiàn)TTB相對(duì)于FTTC來(lái)說(shuō)其光纖化程度更高，因此更加符合高密度用戶地區(qū)的需求，也更傾向于光纖接入網(wǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展趨勢(shì)。

2.3 FTTH

即光纖到戶，它是在光纖上承載的業(yè)務(wù)，它是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，F(xiàn)TTH的顯著技術(shù)特點(diǎn)是不但提供更大的帶寬，而且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)格式，速率，波長(zhǎng)和協(xié)議的透明性，放寬了對(duì)環(huán)境條件和供電要求，簡(jiǎn)化了安裝和維護(hù)，適于引入各種業(yè)務(wù)，是最理想的業(yè)務(wù)透明網(wǎng)絡(luò)，是接入網(wǎng)發(fā)展的最終方式。

3 基于PON的光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.1 總線形結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)擁有一條共享主干信道和光纖作為其母線，主干信道能夠應(yīng)用雙向傳輸?shù)墓饫w或者兩根單向光纖線路。其中各個(gè)終端使用光耦合器相互連接于共享信道之上，屬于一種串聯(lián)型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)單方便，需要鋪設(shè)的光纜最短，總體成本低，而且其中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障不會(huì)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響。

缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)安全性較低、監(jiān)控十分困難，整體網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展也較為復(fù)雜，同時(shí)由于總線結(jié)構(gòu)由一根光纜連接所有設(shè)備，因此光纜故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，穩(wěn)定性較差。

3.2 環(huán)形結(jié)構(gòu)

環(huán)形結(jié)構(gòu)即是全部的節(jié)點(diǎn)都共享一根光纖鏈路，這根光纖鏈路首尾相接構(gòu)成封閉回路，當(dāng)出現(xiàn)失效故障時(shí)，這種環(huán)形結(jié)構(gòu)能夠短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行自我恢復(fù)。

優(yōu)點(diǎn)：安全性能好，便于提供新業(yè)務(wù)，適用于大規(guī)模用戶。

缺點(diǎn)：主干光纜中的節(jié)點(diǎn)較多，難以進(jìn)行測(cè)試和維護(hù)，且總體成本較高。

3.3 星形結(jié)構(gòu)

它是各個(gè)用戶終端利用一個(gè)處于中央節(jié)點(diǎn)的擁有控制交換功能的耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)信息交換，屬于并聯(lián)結(jié)構(gòu)的一種。星形結(jié)構(gòu)沒(méi)有損耗累積的問(wèn)題，其用戶相對(duì)獨(dú)立。星形結(jié)構(gòu)又可以細(xì)分為單星形結(jié)構(gòu)、有源星形結(jié)構(gòu)以及無(wú)源星形結(jié)構(gòu)三種類型。

優(yōu)點(diǎn)：故障診斷和隔離，易于擴(kuò)展，安裝電纜方便，成本較低，運(yùn)行維護(hù)方便，安全性較高。

缺點(diǎn)：新業(yè)務(wù)難以向所有用戶提供，需要智能的集中器，電纜安裝距離長(zhǎng)，而且當(dāng)其應(yīng)用到十萬(wàn)戶以上的城市網(wǎng)絡(luò)中，上行通道信噪比較低，容易受到干擾，另外，星形結(jié)構(gòu)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都匯集到前端，用光纖量大，所有回傳信息匯總到前端相互處理，容易造成通道堵塞，信息無(wú)法流暢傳輸。

3.4 樹(shù)形結(jié)構(gòu)

在樹(shù)形結(jié)構(gòu)中應(yīng)用了多個(gè)光無(wú)源分路器，因?yàn)樵谶h(yuǎn)端局以及分線盒等位置應(yīng)用了光分路器進(jìn)行分配，所以光纖可以實(shí)現(xiàn)共享。同時(shí)除了終端以及用戶端以外的網(wǎng)絡(luò)中不具有任何的有源設(shè)備，因此它對(duì)于帶寬和傳輸技術(shù)沒(méi)有限制。

優(yōu)點(diǎn)：易于擴(kuò)展和故障隔離，連結(jié)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，安全性較高，適用于匯集信息的應(yīng)用要求。

缺點(diǎn)：對(duì)根的依賴性太大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作，對(duì)根的可靠性要求很高。

4 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）

PON作為光纖接入網(wǎng)中的主要技術(shù)之一，具有造價(jià)低、后期升級(jí)和維護(hù)難度較低的特點(diǎn)。PON基于一點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以完成對(duì)雙向交互式業(yè)務(wù)的支持，還能夠按照需求來(lái)進(jìn)行升級(jí)。PON系統(tǒng)按照其支持的業(yè)務(wù)類型以及接口可以細(xì)分為窄帶PON系統(tǒng)與寬帶PON系統(tǒng)兩種類型。

5 PON發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段，光通信技術(shù)逐漸向著單波長(zhǎng)大容量和密集波分復(fù)用的方向發(fā)展，而作為下一代接入網(wǎng)的首選技術(shù)，PON的發(fā)展趨勢(shì)也具有這兩個(gè)特征。從發(fā)展的眼光來(lái)說(shuō)，1Gbits/p的傳輸速度已經(jīng)無(wú)法滿足下一代光纖接入網(wǎng)的需求，用戶終端對(duì)于業(yè)務(wù)以及其他服務(wù)的需求也正在隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展而增多，例如視頻會(huì)議、IPTV等高帶寬特務(wù)，特別是HDTV這一類型的視頻業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的要求也更高，這些用戶需求也在讓PON技術(shù)不斷的發(fā)展。WDM-PON、OCDMA-PON、WDM/TDMHPON等新的PON技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這些新技術(shù)都具有高帶寬、高利用率等共同特點(diǎn)，而且支持超過(guò)1000用戶的大用戶量接入，以及單戶50Mbps以上的接入帶寬，這對(duì)推動(dòng)光接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展具有積極作用。

6 接入網(wǎng)發(fā)展探討

現(xiàn)階段，接入網(wǎng)擁有多種技術(shù)解決方案，例如說(shuō)XDSL、HFC、無(wú)線網(wǎng)、光纖接入網(wǎng)等，其中光纖接入網(wǎng)（OAN）已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家以及網(wǎng)絡(luò)界都看好的接入網(wǎng)技術(shù)解決方案。結(jié)合光纖接入網(wǎng)的特點(diǎn)以及社會(huì)發(fā)展對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的要求來(lái)看，接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)主要會(huì)呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

（1）DSL技術(shù)仍然占據(jù)寬帶市場(chǎng)的主導(dǎo)地位，但寬帶面臨全面提速使DSL從第二代ADSL2+技術(shù)向第三代VDSL2技術(shù)演進(jìn)。

（2）寬帶光纖接入網(wǎng)正從傳統(tǒng)的銅線接入網(wǎng)向“有線光進(jìn)銅退、無(wú)線寬帶移動(dòng)化、有線無(wú)線相互補(bǔ)充、實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接入”的目標(biāo)演進(jìn)。近年來(lái)，以EPON和GPON為代表的光纖接入網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟，光纖接入網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用的時(shí)機(jī)已經(jīng)來(lái)臨。

（3）從FTTx的建設(shè)模式和采用的技術(shù)來(lái)看，EPON技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常成熟，而近年來(lái)，GPON技術(shù)隨著規(guī)劃部署發(fā)展速度較快，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈也已成熟。

（4）從無(wú)線接入市場(chǎng)來(lái)看，無(wú)線接入技術(shù)將從傳統(tǒng)的作為有線接入補(bǔ)充的定位向“與有線接入并存、面向個(gè)人、家庭、商企更多受眾、短距離和城域接入等多種技術(shù)并存，兼顧移動(dòng)和漫游”的方向發(fā)展，寬帶城域無(wú)線接入技術(shù)、更高速率的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)、短距離無(wú)線電技術(shù)都是技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。

7 結(jié)束語(yǔ)

總之，從現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r而言，高帶寬業(yè)務(wù)逐漸增多，帶寬提速也成為了擺在我們面前的一個(gè)急需解決的問(wèn)題。光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)讓其成為了目前比較普遍的傳輸技術(shù)。FTTC、FTTB以及FTTH正在并不斷的發(fā)展，從組網(wǎng)的方向來(lái)說(shuō)，現(xiàn)行的光纖與電纜混合網(wǎng)依舊會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。但是PON所具備的大容量、傳輸距離長(zhǎng)、業(yè)務(wù)成本低等優(yōu)勢(shì)必然會(huì)成為未來(lái)接入網(wǎng)的熱點(diǎn)，它有效的實(shí)現(xiàn)了高可靠性以及高性能，勢(shì)必會(huì)成為下一代光接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

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