光纤接入网介绍5篇

第一篇：光纤接入网介绍

光纤接入网介绍

光纤接入网（fiber-access network）

概述

近年来，以互联网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系结构，随着各国接入网市场的逐渐开放，电信管制政策的放松，竞争的日益加剧和扩大，新业务需求的迅速出现，有线技术（包括光纤技术）和无线技术的发展，接入网开始成为人们关注的焦点。在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的接入网技术。光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。光纤接入网是发展宽带接入的长远解决方案。

一、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。OLT的作用是为接入网提供与本地交换机之间的接口，并通过光传输与用户端的光网络单元通信。它将交换机的交换功能与用户接入完全隔开。光线路终端提供对自身和用户端的维护和监控，它可以直接与本地交换机一起放置在交换局端，也可以设置在远端。ONU的作用是为接入网提供用户侧的接口。它可以接入多种用户终端，同时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小企业，事业用户和居民住宅用户提供业务接口。ONU的网络端是光接口，而其用户端是电接口。因此ONU具有光/电和电/光转换功能。它还具有对话音的数/模和模/数转换功能。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。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。

二、有源光纤接入网

有源光网络又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON。有源光网络的局端设备（CE）和远端设备（RE）通过有源光传输设备相连，传输技术是骨干网中已大量采用的SDH和PDH技术，但以SDH技术为主，本文主要讨论SDH（同步光网络）系统。

1．基于SDH的有源光网络 SDH的概念最初于1985年由美国贝尔通信研究所提出，称之为同步光网络（Synchronous Optical NETwork,SONET）。它是由一整套分等级的标准传送结构组成的，适用于各种经适配处理的净负荷（即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分）在物理媒质如光纤、微波、卫星等上进行传送。该标准于1986年成为美国数字体系的新标准。国际电信联盟标准部（ITU—T）的前身国际电报电话资询委员会（CCITT）于1988年接受SONET概念，并与美国标准协会（ANSI）达成协议，将SONET修改后重新命名为同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy,SDH）,使之成为同时适应于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。SDH网是对原有PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy准同步数字系列）网的一次革命。PDH是异步复接，在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程，并且PDH只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定，无法实现全球信息网的建立。随着SDH技术引入，传输系统不仅具有提供信号传播的物理过程的功能，而且提供对信号的处理、监控等过程的功能。SDH 通过多种容器C和虚容器VC以及级联的复帧结构的定义，使其可支持多种电路层的业务，如各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等，以及将来可能出现的各种新业务。段开销中大量的备用通道增强了SDH网的可扩展性。通过软件控制使原来PDH中人工更改配线的方法实现了交叉连接和分插复用连接，提供了灵活的上/下电路的能力，并使网络拓扑动态可变，增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性，可在更大几何范围内实现电路的保护、高度和通信能力的优化利用，从而为增强组网能力奠定基础，只需几秒就可以重新组网。特别是SDH自愈环，可以在电路出现故障后，几十毫秒内迅速恢复。SDH的这些优势使它成为宽带业务数字网的基础传输网。在接入网中应用SDH（同步光网络）的主要优势在于：SDH可以提供理想的网络性能和业务可靠性；SDH固有的灵活性使对于发展极其迅速的蜂窝通信系统采用SDH系统尤其适合。当然，考虑到接入网对成本的高度敏感性和运行环境的恶劣性，适用于接入网的SDH设备必须是高度紧凑，低功耗和低成本的新型系统，其市场应用前景看好。接入网用SDH的最新发展趋势是支持IP接入，目前至少需要支持以太网接口的映射，于是除了携带话音业务量以外，可以利用部分SDH净负荷来传送IP业务，从而使SDH也能支持IP的接入。支持的方式有多种，除了现有的PPP方式外，利用VC12的级联方式来支持IP传输也是一种效率较高的方式。总之，作为一种成熟可靠提供主要业务收入的传送技术在可以预见的将来仍然会不断改进支持电路交换网向分组网的平滑过渡。

2．基于PDH的有源光网络

准同步数字系列（PDH）以其廉价的特性和灵活的组网功能，曾大量应用于接入网中。尤其近年来推出的SPDH设备将SDH概念引入PDH系统，进一步提高了系统的可靠性和灵活性，这种改良的PDH系统在相当长一段时间内，仍会广泛应用。

三、无源光纤接入网络

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PON。APON的业务开发是分阶段实施的，初期主要是VP专线业务。相对普通专线业务，APON提供的VP专线业务设备成本低，体积小，省电、系统可靠稳定、性能价格比有一定优势。第二步实现一次群和二次群电路仿真业务，提供企业内部网的连接和企业电话及数据业务。第三步实现以太网接口，提供互联网上网业务和VLAN业务。以后再逐步扩展至其它业务，成为名副其实的全业务接入网系统。APON采用基于信元的传输系统，允许接入网中的多个用户共享整个带宽。这种统计复用的方式，能更加有效地利用网络资源。APON能否大量应用的一个重要因素是价格问题。目前第一代的实际APON产品的业务供给能力有限，成本过高，其市场前景由于ATM在全球范围内的受挫而不确定，但其技术优势是明显的。特别是综合考虑运行维护成本，在新建地区，高度竞争的地区或需要替代旧铜缆系统的地区，此时敷设PON系统，无论是FTTC，还是FTTB方式都是一种有远见的选择。在未来几年能否将性能价格比改进到市场能够接受的水平是APON技术生存和发展的关键。IPPON的上层是IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分配，简化中间层的复杂设备。基于PON的OAN不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备，因此使服务提供商可以高性价比地向企业用户提供所需的带宽。无源光网络（PON）是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。无源光接入网的优势具体体现在以下几方面：（1）无源光网体积小，设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。（2）无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。（3）安装方便，它有室内型和室外型。其室外型可直接挂在墙上，或放置于“H”杆上，无须租用或建造机房。而有源系统需进行光电、电光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。（4）无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。（5）无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。（6）从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定了基础，使用户投资得到保证。

四、光接入网的拓扑结构

光纤接入网的拓扑结构，是指传输线路和节点的几何排列图形，它表示了网络中各节点的相互位置与相互连接的布局情况。网络的拓扑结构对网络功能、造价及可靠性等具有重要影响。其三种基本的拓扑结构是: 总线形、环形和星形，由此又可派生出总线—星形、双星形、双环形、总线—总线形等多种组合应用形式，各有特点、相互补充。1．总线形结构：总线形结构是以光纤作为公共总线(母线)、各用户终端通过某种耦合器与总线直接连接所构成的网络结构。这种结构属串联型结构，特点是:共享主干光纤，节省线路投资，增删节点容易，彼此干扰较小；但缺点是损耗累积，用户接收机的动态范围要求较高；对主干光纤的依赖性太强。2．环形结构：环形结构是指所有节点共用一条光纤链路，光纤链路首尾相接自成封闭回路的网络结构。这种结构的突出优点是可实现网络自愈，即无需外界干预，网络即可在较短的时间里从失效故障中恢复所传业务。3．星形结构：星形结构是各用户终端通过一个位于中央节点(设在端局内)具有控制和交换功能的星形耦合器进行信息交换，这种结构属于并联形结构。它不存在损耗累积的问题，易于实现升级和扩容，各用户之间相对独立，业务适应性强。但缺点是所需光纤代价较高，对中央节点的可靠性要求极高。星形结构又分为单星形结构、有源双星形结构及无源双星形结构三种。（1）单星形结构：该结构是用光纤将位于电信交换局的OLT与用户直接相连，基本上都是点对点的连接，与现有铜缆接入网结构相似。每户都有单独的一对线，直接连到电信局，因此单星型可与原有的铜现网络兼容；用户之间互相独立，保密性好；升级和扩容容易，只要两端的设备更换就可以开通新业务，适应性强。缺点是成本太高，每户都需要单独的一对光纤或一根光纤（双向波分复用），要通向千家万户，就需要上千芯的光缆，难于处理，而且每户都需要专用的光源检测器，相当复杂。（2）有源双星形结构：它在中心局与用户之间增加了一个有源接点。中心局与有源接点共用光纤，利用时分复用（TDM）或频分复用（FDM）传送较大容量的信息，到有源接点再换成较小容量的信息流，传到千家万户。其优点是灵活性较强，中心局有源接点间共用光纤，光缆芯数较少，降低了费用。缺点是有源接点部分复杂，成本高，维护不方便；另外，如要引入宽带新业务，将系统升级，则需将所有光电设备都更换，或采用波分复用叠加的方案，这比较困难。（3）无源双星形结构：这种结构保持了有源双星形结构光纤共享的优点，将有源接点换成了无源分路器，维护方便，可靠性高，成本较低。由于采取了一系列措施，保密性也很好，是一种较好的接入网结构。

五、光纤接入网的形式

根据光网络单元（ONU）的位置，光纤接入方式可分为如下几种：FTTB（光纤到大楼）；FTTC（光纤到路边）；FTTZ（光纤到小区）；FTTH（光纤到用户）；FTTO（光纤到办公室）；FTTF（光纤到楼层）；FTTP（光纤到电杆）；FTTN（光纤到邻里）；FTTD（光纤到门）；FTTR（光纤到远端单元）。其中最主要的是FTTB（光纤到大楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTH（光纤到用户）三种形式。FTTC主要是为住宅用户提供服务的，光网络单元（ONU）设置在路边，即用户住宅附近，从ONU出来的电信号再传送到各个用户，一般用同轴电缆传送视频业务，用双绞线传送电话业务。FTTB的ONU设置在大楼内的配线箱处，主要用于综合大楼、远程医疗、远程教育、及大型娱乐场所，为大中型企事业单位及商业用户服务，提供高速数据、电子商务、可视图文等宽带业务。FTTH是将ONU放置在用户住宅内，为家庭用户提供各种综合宽带业务，FTTH是光纤接入网的最终目标，但是每一用户都需一对光纤和专用的ONU，因而成本昂贵，实现起来非常困难。

六、光接入网的优点与劣势

与其他接入技术相比，光纤接入网具有如下优点：（1）光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的需求越来越高，除了打电话、看电视以外，还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银行、远程教学、视频点播（VOD）以及高清晰度电视（HDTV）等。这些业务用铜线或双绞线是比较难实现的。（2）光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽，解除了铜线径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，保证了信号传输质量，用光缆代替铜缆，可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。（3）光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。（4）光纤接入网提供数据业务，有完善的监控和管理系统，能适应将来宽带综合业务数字网的需要，打破“瓶颈”，使信息高速公路畅通无阻。当然，与其它接入网技术相比，光纤接入网也存在一定的劣势。问题是成本较高。尤其是光节点离用户越近，每个用户分摊的接入设备成本就越高。另外，与无线接入网相比，光纤接入网还需要管道资源。这也是很多新兴运营商看好光纤接入技术，但又不得不选择无线接入技术的原因。现在，影响光纤接入网发展的主要原因不是技术，而是成本。但是采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势，尽管目前各国发展光纤接入网的步骤各不相同，但光纤到户是公认的接入网的发展目标。

第二篇：光纤接入网规划设计方案

××光纤接入网规划设计方案

一、XX本地网网络结构和运行数据

1、A市本地网的网络结构、局所位置、容量、电路类型及配置等

2、本设计设计范围的用户群状况

3、现行用户接入方式及接入业务状况

4、业务发展预测

二、建设接入网的可行性和必要性

1、光纤接入网的形式

2、光接入网的优点与劣势

3、建设接入网的可行性

4、建设接入网的必要性

三、光纤接入网的基本概念

1、光纤接入网的基本构成2、有源光纤接入网

3、无源光纤接入网络

4、光接入网的拓扑结构

四、XX光纤接入网规划设计方案

1、接入方式的选择

2、接入网网络结构设计

3、接入网设备的选型

4、ONU位置的设置及容量的计算

5、接入网集线比及传输容量计算

6、光纤中继距离的计算

7、接入网的网络保护方式

五、设计方案论证、评估

第三篇：接入网介绍论文

接入网论文

姓 名： 肖敬轩

学 号: 20101000639 班 级： 075102#04 老 师： 陶加祥

院 系： 机电学院

接入网技术体系

1.接入网的定义

接入网（Access Network,AN）泛指用户网络接口（UNI）与业务节点接口（SNI）之间实现传送承载功能的实体网络，其目标是建立一种标准化的接口方式，以一个可监控的接入网络，使用户能够获得话音、数据多媒体和有线电视等综合业务。随着通信与计算机整合时代的来到，接入网的数字化、宽带化和智能化已成为未来通信技术发展的方向之一。

2.接入网的大概分类

近几年推出的各类接入网技术和产品归纳起来可以分为以下三类：第一类是在原有铜缆上采用新的数字解调技术，以提高速率，如以HDSL、ADSL、VADSL等为代表的xDSL技术，其优势是可充分利用现有的铜缆资源，缺点是带宽较小，传输速率和距离相互制约。第二类是以光纤为基础的接入网，如SDH、有源光网络接入（AON）、无源光网络接入（PON）、HFC和可交换的数字图像接入（SDV）等，其中主要以HFC应用最为广泛，其优势是带宽较大，但成本较高。第三类是无线接入技术，如微波接入、卫星通信和固定无线接入（FWA）等技术，这类技术目前应用还不广泛。在实际应用中，这些接入技术往往被结合起来使用，并且与网管系统一起组成一个完整的接入网系统。

2.1 铜缆

在传统的线路基础设施中，各地已经铺设了大量的铜线，并且引入到千家万户。为了继续发挥铜缆的作用，尽可能地向用户提供宽带和高速业务，已经出现了利用铜缆来提供高传输速率的新技术。目前，研究比较集中、竞争性较强的两个铜缆新技术是xDSL和电缆调制解调器（Cable Modem）。

2.1.1 xDSL技术

xDSL技术按上行和下行的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。速率对称型的xDSL有IDSL、HDSL、SDSL(Single line DSL)、HDSL2等多种形式，HDSL采用2对双绞铜线实现双向速率对称通信。SDSL的功能与HDSL相同，但仅用一对铜线即可提供速率对称型通信。IDSL（ISDN DSL）提

供128 kbit/s双向速率对称型通信业务。非对称型的xDSL有ADSL（Asymmetric DSL）、G.lite ADSL。另外，VDSL（Very high bit rate DSL）技术能够同时提供对称型与非对称型业务，目前厂家宣布已经制造出在1km距离内能达到双向11Mbit/s速率的VDSL设备。

为推进宽带接入的发展，2001年北京电信已经推出ADSL业务。ADSL是一种新的在一对双绞线上同时传输电话业务与数据信号的技术，它属于速率非对称型铜线接入网技术，并且可以在一对用户线上进行上行640kbit/s、下行达1.5~8Mbit/s速率的传输。由于ADSL能够很好地适应Internet业务非对称性的特点，所以在众多的xDSL技术中是一种最有希望能够解决高速Internet接入的技术。另外，ADSL采用了先进的数字信号处理技术来减少线路损伤对传输性能的影响。

虽然ADSL采用先进的数字信号处理技术、编码调制技术和纠错技术，但是在推广ADSL业务时，用户线路的许多特性，包括线路上的背景噪声、脉冲噪声、线路的插入损耗、线路间的串扰、线径的变化、线路的桥接抽头、线路接头和线路绝缘等因素将影响高速率传输业务的性能。首先，铜线的插入损耗将随着线路距离的增加而成比例地增加，并且在同一距离下各子信道的插入损耗也发生变化，这个因素和线路固有的背景噪声、脉冲噪声、调制解调器的接收灵敏度一起将限制在单用户线上ADSL所能够传输的最大距离。其次，在同一条电缆中开多条ADSL业务，或者存在其他高速传输业务，例如HDSL、ISDN时，线路间的串扰将影响ADSL的业务性能和传输速率，其结果是ADSL传输速率下降或者其最大传输距离缩短，影响了ADSL的开通率。测试表明，在同一电缆中，以25对双绞线为一组的基本单位内的线路串扰最大，而一对双绞线对不同基本单位内的线路串扰较小，所以同一基本单位内线对之间的串扰是影响ADSL业务开通率的主要因素。第三，线对线径的改变、线路的纵向平衡性、线路的绝缘性能和线路接头的性能将影响线路的插入损耗、引入附加噪声，从而降低ADSL的传输速率，影响ADSL的传输性能。第四，线路的桥接抽头将显著地改变线路插入损耗的频响特性和相频特性，特别是接收端附近的桥接抽头将导致某些子信道无法使用，所以在使用ADSL时，一定要检测线路上的桥接抽头，并尽可能地去除桥接抽头。应特别注意的是，在接收端附近不能够有任何形式的桥 3

接抽头。另外，电话的振铃，摘挂机等引起的脉冲干扰，周围环境温湿度的变化均将影响ADSL的传输性能。

2.1.2 Cable Modem技术

Cable Modem是一种通过CATV网络实现高速数据接入的新技术设备，它可接收10~30Mbit/s的下行数据。在国际上是从1995年开始研制试验Cable Modem，到目前已形成成熟的产品和技术。由于其具有很高的传输速率，不占用电话线路；并且它所需要的CATV网的覆盖面积广、费用低廉，因此已成为一种极具竞争力的宽带接入技术。

虽然Cable Modem与HFC配合，是将CATV网改造成为视频、数据混合通信网的一种可能选择，但HFC采用副载波频分复用方式，必须进行数模转换才能传输，所以传输质量将受到影响。第二，因为传统的同轴电缆网是单向分配式网络，为了能够进行双向数据传输，必须对这个网络进行双向改造。第三，Cable Modem容易受到噪声干扰，特别是上行信道易受噪声“漏斗”效应的影响以及由于频带窄而引起信号间的串扰。在HFC网络中，上行信道采用5~42MHz的频带，虽然这一频带具有良好的衰减特性，但是因为其他服务也采用这一频带，所以引入噪声成了一个严重的问题，并且这个噪声将逐步积累，严重地影响Cable Modem的传输性能。Cable Modem的另一个问题是，其总的带宽由所有用户共享，当同时使用的用户的数目增加时，则每一个用户所能够获得的带宽就减小。

2.1.3自我总结

铜线传输技术目前主要只的是xDSL和电缆调制解调器（Cable Modem）两种。但是本文主要针对的时ADSL，虽然它采用数字编码调试技术，但是由于线路固有的背景噪音和脉冲噪音。严重影响了他的性能。接下来介绍了Cable Modem，通过Cable Modem技术速数据接入的新技术设备，它可接收10~30Mbit/s的下行数据，他的特点有，调试的上下行采用不同的调制技术，但是他受噪声的影响也明显，尤其是在HFC网络中，噪声积累。

2.2光纤接入技术

利用光纤作为传输媒质的宽带接入网一般可以分为宽带有源光网络、宽带无源光网络（APON）和光纤/同轴电缆混合网络（HFC）。

2.2.1宽带无源光网络（APON）

APON是在无源光网络中采用ATM传送技术，利用SDH帧结构传送各种宽带和窄带业务的信元，业务节点接口采用STM-N接口。由于ATM具有统计复用功能，故可以在APON中对宽带业务进行集中传输。这种系统所要求的总比特率取决于网络中业务传递的统计分布，比特率的利用率较高。

首先，APON要解决的问题是测距问题。由于APON中各ONU与OLT之间的物理距离各不相同，并且其传输距离也会由于环境温度的变化和光电器件的老化等因素而发生动态的改变，引起上行传输时延差异造成各ONU的上行时隙重叠，从而导致不同的ATM信元流发生碰撞。因此引入测距技术对时延差异进行补偿，以确保不同OUN所发出的信号能够在OLT处准确地复用到一起。测距包括静态测距和动态测距，在ONU安装调测阶段进行静态粗测，确定对物理距离差异的固定时延补偿；ONU在正常运行过程中一直进行实时的动态精测，以校正由于环境温度变化和器件老化等因素引起的动态时延漂移。

APON需要解决上行信道中突发信元快速同步的问题。虽然采用了测距技术，但是各ONU到达OLT处的比特流仍存在一定的相位漂移，所以必须采取快速同步的技术，将OLT的接收时钟同步到当前所接收的、来自某一ONU的比特流。在上行帧的每个时隙里有字节开销，其防卫时间用于防止微小的相位漂移损害信号，前置比特图案则用于同步获取。OLT在接收上行帧时，搜索同步图案，并以此快速获取比特流的相位信息，达到比特同步；然后根据定界图案确定ATM信元的边界，完成字节同步。OLT必须在收到ONU上行突发的前几个比特内实现比特同步，才能恢复ONU的信号。同步获取可以通过将收到的比特流与特定的比特图案进行相关运算来实现。为了提高快速同步的速度，可以利用多相位的时钟，采用并行的滑动相关搜索方法，来选择最佳时钟源。

另外，APON还需要解决突发发送和接收的技术关键问题。每个ONU到OLT接收机的传输损耗不同，因此所接收到的上行光功率将存在较大的动态范围。一方面，接收机必须具有自适应功能，能以最快的速度动态调定“0”、“1”比特电平判决门限；另一方面，ONU的发射机应该采取-定的措施减小和补偿突发时延，其光突发发送电路要求能够非常快速地开启和关断激光器，迅速发送信号，所以，它需要使用响应速度很快的激光器。

2.2.2 宽带有源光网络

宽带有源光网络采用ATM传送技术，利用SDH帧结构在光纤传输环上传送各种宽带和窄带业务的信元，业务节点接口采用STM-N接口。虽然SDH传输技术正在广泛地应用于核心级网络中，但是因为它采用时分复用的机制，具有带宽的颗粒度太大，带宽分配不灵活，不适合于接入网中用户数量多、带宽需求不确定等特点，所以SDH技术在接入网中的应用受到一定的限制。利用ATM技术来传送这些业务时，就能够根据所需要的服务质量（QoS）级别和需要传输的实际业务量来按需分配带宽。

另外，ATM信元在SDH环网中传输，其带宽由环网上的所有节点单元所共享。其部分信元可以被预留给某些对实时性要求高的业务，其他信元可以根据环网上各节点业务量的动态变化和根据各用户的业务类别，被动态地分配到各节点和各用户，所以它既能够很好地适应QoS要求高的业务，也能够很好地适应突发业务的传输。

2.2.3 混合光纤同轴网（HFC）

混合光纤同轴网的概念最初是由Bellcore提出的。它的基本特征是在目前有线电视网的基础上，以模拟传输方式综合接入多种业务信息，可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题。HFC主干系统使用光纤，采取频分复用方式传输多种信息；配线部分使用树状拓扑结构的同轴电缆系统，传输和分配用户信息。

HFC采用副载波频分复用方式，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。典型地，低频端的5~42MHz频带安排为上行通道，即所谓的回传通道。50~1000MHz均用于下行信道。其中50~550MHz频段用来传输现有的模拟CATV信号，每一通路的带宽为6~8MHz，因而总共可传输各种不同制式的电视信号60~80路。550~750MHz频段允许用来传输附加的模拟CATV信号或数字CATV信号，或者数据信号。

HFC适用于广播业务，但对于开发双向的、交互式业务存在着严重的缺陷：(1)树支形结构的系统可靠性较差，干线上每一点或每个放大器的故障对于其后的所有用户都将产生影响，系统难以达到像公用电话网那样的高可靠性。(2)限制了对上行信道的利用。原因很简单，成千上万个用户必须分享同一干线上的有限带宽，同时在干线上还将产生严重的噪声积累；严重情况下，甚至连模拟电话 6

业务也难以提供。(3)HFC属于模拟传输技术，与整个电信网络的数字化、光纤化的发展趋势不相吻合。(4)HFC的带宽由用户所共享，存在带宽竞争的问题，所以当HFC所服务的用户数目增加时，每一个用户所能够获得的HFC带宽就迅速下降。2.3.4自我总结

目前我感觉光纤技术已经成为主流了，像同轴光纤混合电缆已经应用很广了，它的基本特征是在目前有线电视网的基础上，以模拟传输方式综合接入多种业务信息，可用于解决CATV、电话、数据等业务的综合接入问题，HFC采用副载波频分复用方式，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。宽带有源光网络是在SDH环形网络结构上传输ATM信元，主要是利用SDH帧的结构，来实现的。

2.4无线接入技术

无线接入可分为移动接入与固定接入两种。其中移动接入又可分为高速和低速两种。高速移动接入一般可用蜂窝系统、卫星移动通信系统、集群系统等。低速接入系统可用PGN的微小区和毫微小区，如 CDMA的 WILL、PACS、PHS等。固定接入是从交换节点到固定用户终端采用无线接入，它实际上是PSTN／ISDN网的无线延伸。其目标是为用户提供透明的PSTN／ISDN业务，固定无线接入系统的终端不含或仅含有限的移动性。接入方式有微波一点多址、蜂窝区移动接入的固定应用、无线用户环路及卫星VSAT网等。固定无线接入系统以提供窄带业务为主，基本上是电话业务。

主要的宽带固定无线接入技术有3类，即已经投入使用的多路多点分配业务（MMDS）、直播卫星系统（DBS）以及正在做现场试验的本地多点分配业务（LMDS）。前两者已为入熟知，而LMDS则是刚刚兴起，近来才逐渐成为热点的新兴宽带无线接入技术。

典型LMDS由类似蜂窝配置的多个枢纽发送机组成，每个发送机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信。单个蜂窝的覆盖区为 2～5kin。覆盖区相互重选，每一蜂窝的覆盖区又可以划分为多个扇区，可根据用户需要在该扇区提供特定业务。这种模块式结构使网络扩容很灵活方便。为了减少设备成本和改进质量，初期的应用可能是模拟调频电视分配业务，每路20MHz，约50路。下一步再

逐步实现数字调制通路和提供数据和其它业务。原理上，LMDS可以提供从电视分配业务和电话到全交换式宽带多媒体业务在内的所有业务。LMDS不仅可以提供因特网接入，而且可以用来互联局域网，从而可望在企事业用户市场上分流部分利润。只用于单向模拟分配电视业务时，其成本可望小于MMDS的一半。如果仅用于语音则可以支持6万个电话用户。

LMDS系统尚处于现场试验阶段，能否发展在很大程度上取决于能否开发出低成本的28GHS收发机来。这一频段的放大器需要基于像砷技术的单片毫米波集成电路，要做到低成本高性能不大容易。另外，LMDS只能视距传输，为了避免阻挡，枢纽站可能不得不设置在高于地面15～20m处，这在有些环境下应用不利。

总的来看，宽带固定无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势，不仅敷设开通快，维护简单，用户较密时成本低，而且改变了本地电信业务的传统观念，最适于新的本地网竞争者与传统电信公司与有线电视公司展开有效竞争，也可以作为电信公司有线接入的重要补充而得到应有的发展。自我总结

无线接入技术主要包括移动接入和固定接入，移动还可以分为高速移动和低速移动，高速移动主要主要指蜂窝系统，卫星通信，如果更细一点，车辆网等等，低速接入系统可用PGN的微小区和毫微小区，而宽带固定接入技术主要以窄带业务，接入方式有微波一点多址、蜂窝区移动接入的固定应用、无线用户环路及卫星VSAT网等，本文主要介绍LMDS，典型LMDS由类似蜂窝配置的多个枢纽发送机组成，每个发送机经点到多点无线链路与服务区的固定用户通信。

第四篇：系统推进,引领接入网光纤化转型

系统推进，引领接入网光纤化转型

中国电信股份有限公司武汉分公司

前 言

中国电信股份有限公司武汉分公司是中国电信股份有限公司在湖北武汉设立的分支机构，是中国电信全国新一代骨干通信网“五大高速环网”汇接中心和中国宽带互联网八大核心节点之一。截至目前，在岗员工近4000人，企业资产原值超过130亿元，电话交换机总容量超过500万门，通信管道3400多管程公里，IP城域网网络出口带宽为400G。

近年来，中国电信武汉分公司以建设集团转型发展领先的战略业务单元为目标，积极探索科学发展之路，大力推动机制体制和管理创新，努力实现又好又快可持续发展。截止2009年底，分公司累计固话用户（含小灵通）300万，固网宽带用户和移动出账用户均突破100万户。分公司在全省主营收入占比接近40%，2007—2009年三年复合增长率达4.9%，2001年以来每年税收贡献过亿元，经济运行质量和效益稳步提升。

一、系统推进接入网光纤化转型的背景

近年来，宽带特别是大带宽接入能力与应用发展水平成为国家信息化发展的基础设施和战略资源，城市宽带发展能力已成为信息化时代构建城市功能和综合竞争力的重要组成。武汉市政府推进武汉城市圈两型社会试验区建设，大力推进光城计划，明确提出要大力发展光纤到户，推进三网融合，推动整个工业优化升级和持续发展，推动国民经济与社会信息化发展，促进信息消费水平升级。

而以PON技术为代表的光纤到户技术渐趋成熟，特别是EPON技术，从芯片、器件到系统设备都开始进入商用阶段，为大规模推进FTTX奠定了技术基础。

与此同时，互联网的网络视频、网络游戏、网络购物、网络商务等各种宽带应用层出不穷，尤其是以IPTV为代表的视讯应用正逐步成为热点，也为FTTX的规模建设和应用开辟了广阔的市场空间。

武汉分公司原有的宽带接入网主要是基于铜缆构建的，无法满足高带宽业务 需求，必须加快向光纤接入网转型。而在光纤接入网转型建设初期，缺乏相关标准与规范，网络维护支撑也处于摸索阶段。因此，在系统化推进接入网光纤化转型方面实现突破成为武汉分公司一项重要的课题。

二、系统推进接入网光纤化转型的主要创新点

接入网由现有铜缆网向光纤网的转型涉及到网络建设、产品与应用、业务开通、网络维护和服务保证等诸多环节。为实现系统推进，武汉分公司从创新建设模式入手，在试点实践的基础上，探索形成光纤到户建设规范，细分场景，采取多种建设模式，降低综合造价，为大规模建设光纤到户网络奠定了基础，为发展光纤到户开辟了新的途径。在建设中采取多种手段提升EPON网络资源利用率，施工环节大胆引入新技术、新工艺，提高施工效率和维护便利性。同时，主动适应接入网转型，建立起基于光纤接入网的维护管理模式，有效支撑业务发展。将业务发展与网络建设有机结合，同步开展基于高带宽的新产品、新业务开发。

1、率先建立光纤到户建设规范

在光纤到户的实践中积极探索室外及楼内设备的安装、布线、接地、防雷、噪声防护等相关规范要求，及时总结经验，制定一系列技术规范、设计施工、建设管理规范及验收规范，其中光纤到户（FTTH）施工验收规范成为中国电信集团的企业标准，为规模推进光纤到户夯实了基础。

2、细分场景采取多种建设模式，降低综合造价

城区新建住宅小区FTTB（LAN+IAD）模式：在保证带宽的前提下，采取多用户共享方式，ONU相对集中放置，使得初期投资得到有效控制，网络资源利用率上升。

老城改造区FTTN（PON+DSL）模式：将电缆交接箱改造为宽带下沉点，将用户电缆平均长度控制500米内，提高带宽的同时，最大程度地挖掘了现有资源，避免铜缆重复投资。

农村区域FTTN（PON+AG）模式：形成了农村区域以乡镇中心为基本单位的接入光缆网，接入主干光缆和分光器一次部署到位，至行政村或自然村的引入光 2 缆按需建设，快速提高农村光缆网络、宽带网络覆盖水平。

3、坚持主动优化与新建并举，运用精细化管理提升PON网络资源利用率 以六西格玛管理方法为指导，深入分析挖掘现网能力，梳理优化网络建设方案、流程，EPON资源利用率等指标得到大幅提升。

4、在线路部分（ODN）引入新技术、新工艺

首创在竖井内光纤分纤盒上使用“开天窗”施工工艺和“冷接子”新型材料，实现垂直光缆和水平皮缆的连接，简化了施工工序和施工风险。统一了适合所有主流厂家ONU终端的箱体规格，规范了内部设备布局和布线规则，大大降低了FTTX建设的配套投资，同时提升了维护便利性。

5、建立FTTX维护管理体系，探索光纤到户运维管理新模式

制定实施各项FTTX网络维护基本制度，建立起由运行维护部、专业中心、区域营维中心三级构成的FTTX维护队伍体系。同时，建立起相应的维护质量指标体系和厂家设备质量与服务质量评估制度。

6、FTTX资源管理创新成为开发范例

打破原有设备资源管理严格按照专业划分的原则，适应EPON综合网络技术和产品应用，率先引入综合接入设备资源管理和EPON产品概念，满足各专业对FTTX设备资源的共享应用需要，实现对EPON新业务的管理。

2008年4月，在中国电信集团新业务资源管理研讨会上，武汉分公司率先实现的FTTX资源管理功能得到了其它省分公司的认可和关注，并以此作为FTTX资源管理的开发范例。

7、成功实现FTTX开通全过程、全流程IT化管理

将FTTB和FTTH模式统一定位为FTTH（光纤到户）产品，制定基于五级地址管理的FTTH业务开通流程，对语音、固话和ITV等业务流程实施IT固化，实现FTTX从前台受理—资源配置—施工调度—竣工全过程、全流程的IT化管理，并通过与综合调度系统接口实现外线自动派单施工，有效促进了FTTX的规模推进。

三、系统推进接入网光纤化转型的主要内容

为了响应政府“光城计划”建设要求，满足未来高带宽业务的发展，实现接入铜缆网向光纤网的转型，武汉分公司于2004年与设备厂家合作建成第一个由电信运营商主导的光纤到户小区——紫崧花园。随后参加了集团公司的FTTH试点建设，2007年底开始规模建设，目前已经建设驻地网小区930个，覆盖46万用户，改造交接区1222个，使得全网8M带宽能力由50%上升到83%。农村快速部署光网络，光缆入村率从60%提升到100%，100%行政村具备2M带宽的宽带接入能力。

1、全面总结，规范推进

总体思路是按照集团光进铜退指导意见要求，实施光纤化战略，推广PON技术的应用，全面提升接入网的接入带宽。在城市新建驻地网全面推行FTTB的建设模式，在改造区域以FTTN建设为主，在农村以PON技术为基础，构建光纤网络。

制定FTTX建设指导意见和设计、施工规范，指导设计和施工，有效支撑规模建设。按照建设任务和目标，制定全网规划，其中包括专项规划和三年滚动规划，指引各单位按路标推进。根据运营维护的需要，出台一系列维护管理办法，明确维护界面。完善IT和资源管理系统，实现业务管理和资源管理的流程化、IT化。

2、完善建设场景和建设模式

为实现FTTX的规模建设，武汉分公司针对不同的用户居住环境，着重对PON技术的应用场景进行分析，主要场景分城市新建小区、老城改造区及农村区域三大类，研究制定出相应的建设模式，从而实际推动FTTX的规模建设。为了实现“城市光纤进楼、农村光纤进村”，武汉分公司在新建区域EPON技术规模推进后，在现有老城区和广大农村地区积极推进光缆向用户靠近，大幅提升接入网带宽。

（1）城市新建小区。城区新建住宅小区FTTB（LAN+IAD）模式：在保证带宽的前提下，采取多用户共享方式，ONU相对集中放置，使得初期投资得到有效控制，网络资源利用率得到提升。

该场景的特点是用户密集、电信业务消费能力强、用户消费层次高，需要综合考虑语音解决方案。鉴于新建小区入住率较低，为解决网络能力和有限的投资之间的矛盾，综合考虑建设成本、业务发展和维护运营等因素选择FTTB建设模式。

局端住宅楼道或竖井ONU 1PC宽带接入交换机IPTV平台OLT„ONU 321：32 光分路器1电话IPTVIPTVGEIP城域网PC软交换专线接入交换机FE„1：32 光分路器N电话IPTV网管

图1：FTTB（LAN+IAD）模式

该方案主要特点在于数据和语音业务采取全IP化的综合接入(内置IAD和LAN)，提供语音和宽带业务，OLT可充分利用现有机房，ODN网采用一级分光，分光比1:32，尽量靠近用户，ONU采用相对集中放置方式。

（2）老城改造区。老城区改造FTTN（PON+DSL）模式：将电缆交接箱改造为宽带下沉点，将用户电缆平均长度控制500米内，在提高带宽的同时，最大程度地挖掘了现有资源，避免重复投资。

其场景特点是现有用户由铜缆接入，带宽提升困难，现有网络资源丰富但方案实施环境相对复杂，改造方案受交接箱及管网分布特点影响较大，入户电缆改造困难。武汉分公司通过对电缆改造方案、新建接入网机房和PON技术应用三方案的对比，认为FTTN或FTTB建设模式非常适合现阶段的建设。

局端 ONU交接箱DSL 宽带接入交换机 光缆 电缆OLT IPTV平台 IPTV IP 城 域 网 尾纤接 入 光 缆 网 光缆 光缆 电缆ONU交接箱DSL 光交接箱光缆 计划新建宽带下沉节点电缆 光缆 ONUDSL交接箱图2：FTTN（PON+DSL）模式

该方案特点在于，几个交接箱位于同一光交服务区域内，采用FTTN(EPON)进行普遍提速，局部区域采用FTTB。宽带下沉场景模式充分利用已有的配线资源，采用内置DSL端口的ONU，这一方式称为FTTN+DSL模式。

（3）农村区域。农村区域FTTN（PON+AG）模式：形成了农村区域以乡镇中心为基本单位的接入光缆网，接入主干光缆和分光器一次部署到位，至行政村或自然村的引入光缆按需建设，快速提高农村光缆网络、宽带网络覆盖水平。

其主要特点表现为用户稀疏、有一定的信息消费需求且增长空间大、网络受地理条件限制较大。通过综合接入AG、室外DSL、FTTN+AG三种模式比较，选择FTTN+AG模式建设。

村落3原有机房ONU村落1ONU村落4IPTV平台IPTVOLTIP城域网GEONU计划新建点ONU软交换电缆交接箱村落2村落5ONUONU网管原主干超长 铜缆 室外光缆 光分路器分线盒

图3：FTTN（PON+AG）模式

该方案主要特点在于，针对农村区域用户较为分散、村落群纵深距离较长的现状，进一步提高PON口利用率，ODN采用二级分光方式。分光点位置的设置依托现有杆路情况，尽量靠近ONU侧选址。尽量利用现有铜缆资源，采用DSL端口的ONU设备。ONU安装位置靠近原有铜缆网络的分配点(交接箱、分线盒)。

3、坚持精确化管理，提升EPON资源使用效率

为实现网络资源的合理配置和企业投资效益最大化，武汉分公司坚持精确化管理，实行主动优化与新建并举，深入挖掘现网能力，应用六西格玛管理工具，针对关键因素采取改进举措，建立了FTTB/FTTN节点档案，梳理优化网络建设方案流程，找出其中影响EPON端口配置的5项关键因素，量化出12种驻地网新建场 景下端口配置标准，提升EPON资源使用效率。

4、建立FTTX维护管理体系，探索光纤到户运维管理新模式

制定FTTX维护管理办法，并根据FTTX规模发展的实际情况实时调整、完善包含故障管理、割接管理、软件版本管理、技术资料管理、备件管理、网管操作安全管理等各项FTTX网络维护基本制度，建立起FTTX运维管理体系。同时，制定FTTX数据制作、FTTX网管命名、FTTX室外箱体维护手册等多种规范，详细规定维护操作标准。还制定接入层版本管理办法，对EPON设备的软硬件版本进行规范的管理。

建立起由运行维护部、专业中心、区域营维中心三级构成的FTTX维护队伍。明确各自工作职责和任务。运行维护部负责全网的运行、维护和管理职能。各专业中心组成的第二级维护队伍负责FTTX专业管理与技术支撑、OLT以上故障处理、资源综合调度、故障集中监控及调度、网络侧设备和业务开通等各项职能。各区域营维中心组成的第三级维护队伍负责OLT以下接入侧部分日常维护、用户开通和故障抢修工作，实行属地化管理。

建立起相应的维护质量指标体系。指标按月统计，每月由分公司运维部发布运行分析通报。通过每月统计汇总FTTX网络容量和实装用户数，总体把握FTTX网络发展趋势。通过对FTTX各类故障的分布情况、故障原因进行梳理，并分厂家对故障设备型号、OLT和ONU设备故障率进行深入分析对比，找出影响设备正常运行的薄弱环节，力图全面、有效、及时地解决存在的问题。同时将每月收集的运维、建设及其他困难和问题上报省公司。

建立厂家设备质量与服务质量评估制度，每月分厂家汇总设备问题敦促厂家进行反馈解决，每季度组织各维护单位从不同的维护角度对各厂家FTTX设备质量和厂家服务质量进行评估打分，进而实现对厂家服务支撑质量的管控。

5、发展IPTV等高带宽业务，助推FTTX规模发展

将网络建设与业务发展有机结合，在光纤到户建设中，同步开展新产品、新业务的开发。

加大宽带增值业务拓展力度，提高宽带业务价值，重点推出ITV业务。充分 7 认识ITV业务宽带应用型产品特性，对宽带业务进行价值填充，提供宽带差异化服务，保持电信宽带竞争优势，推出四重打包融合主流套餐。并以电信主渠道为主，社会渠道为辅，充分发挥自有主渠道优势，利用多种营销手段，特别是10000号主动营销、电子推送系统、宣传单到户、营业厅宣传等方式的有机结合，在营业厅、小区、政企单位及其职工住宅小区、光纤到户小区等重点区域进行营销。

针对家庭客户，通过带宽优惠、免费试用、赠送时长、频道包月等措施，积极推广高清视频、ITV、网络教育、大容量存储、备份等高带宽应用。开展“添翼腾飞”主题营销活动，重点开展“宽带加速度”营销工作，全面实施宽带提速。

针对政企客户，大力开展商务光纤宽带专项营销活动，制定标准化的产品套餐和合同，采取产品打包与服务填充策略，在高带宽市场通过差异化服务和关系营销等方式巩固市场份额，强化主导地位。在中低带宽市场采用标准化定价，规模发展，有效拉动潜在增量市场。截止2009年底，商务光纤用户超过7500户。

创新合作模式、丰富高带宽应用，实现固定宽带和无线宽带在应用和内容上的共享，推广移动视讯、移动全球眼等特色业务。

积极探索互动电视差异化竞争优势，进一步拉动高带宽、高质量用户的发展。于2009年相继推出了10M、20M宽带套餐和高清互动电视业务，使武汉率先成为高带宽服务进入家庭的城市。

承接武汉市农村党员远程教育网络建设工作，于2008年6月提前完成了全部2250个站点的建设工作，为所有行政村开通了党员远程教育接收站点。

四、系统推进接入网光纤化转型产生的效果

1、率先确立业内FTTX规范，示范效应明显

武汉分公司总结近年来EPON网络建设经验，制定EPON技术应用的相关建设标准，形成了具有武汉本地网特色的建设规范——《武汉电信光进铜退EPON建设指导意见》，制定了《光纤到户（FTTH）施工验收规范》。在此基础上，集团公司正式制定了中国电信企业标准。

近年来，武汉分公司相继接待了包括集团公司及各级电信分公司共计30多批 8 次参观交流，以及智利电信和22个非洲国家网络建设代表学习交流，人民邮电报、武汉电视台等国内多家媒体均相继报道了武汉分公司在全国率先规模推进光纤到户建设，为其他各级电信分公司接入网转型建设提供了很好的借鉴。

2、系统建设取得成效，促进了接入网全面光纤化转型

已经正式开通具备对外放号能力的驻地网小区930个，覆盖46万用户，实现了语音、数据、图像三网融合。改造交接区1222个，使得全网8M带宽能力由50%上升到83%，12M带宽能力由40%提升到70%。

在农村区域快速部署，光缆入村率从60%提升到100%，100%行政村具备2M带宽的宽带接入能力，完全满足农村党员远程教育接收站点的需要。

3、建立适应FTTX网络特点的运维管理模式，促进运行维护工作转型 武汉分公司围绕业务开通与故障处理、服务保障等方面制定了一系列适应FTTX（EPON）网络特点的维护管理办法，建成三级维护体系。探索性地完成了网管架构分析与功能需求改进、FTTX数据配置操作手册。同时，为节约维护成本，完成了仪表工具配置原则分析等工作，有力地推进了运维管理转型。

4、实现网络资源的合理配置和企业投资效益最大化，经济效益显著 精确管理有效地推动网络建设管理工作向由内挖潜、内涵式发展转变。到2009年底，配线资源率提升3.44%，EPON资源利用率提升9.67%，交换资源利用率提升6.19%，ITV平台利用率提升25.6%。EPON端口节省投资380万元，拆除废旧电缆腾出了管孔资源约100管孔公里和大量的架空杆路资源。同时局用交换机减容26万门，一年可节约用电214万元,节省维保费26万元。通过板卡调整，节省DSLAM新建投资647.5万元，累计经济效益达到1267万元。

FTTB建设模式和传统方式投资基本持平，考虑机房购置成本因素，则FTTB建设模式投资更具优势。FTTB建设投资与用户密集度密切相关，小区用户越密集，FTTB平均每户造价越低。当用户集中到一定程度，采用16户共享建设模式的投资比传统模式的投资成本更低。与传统的接入点下沉方式相比，采用FTTX实现老城区改造所需投资下降显著，平均约为28%。在农村区域，在同等网络提供能力前提下，EPON方案总体投资与原接入网下沉方案比较下降约3%。从投资结构上看，9 EPON方案更优，不仅显著降低光线路投资，而且随着ITV网络全面开通后，高带宽业务的推出，用户可享受到互动多媒体视讯业务以及在其上开通的游戏、信息浏览等增值业务，将促进业务收入持续上升。预计新建驻地网、老城区改造、农村区域三类用户ARPU值将分别提高到100元、80元及60元。2008至2009年，新增用户收入累计达到3500万元。

以上两项合计经济效益达到4767万元。

5、服务城市信息化发展

武汉分公司实施宽带接入网改造建设，大力推进以光纤到户为基础的大带宽基础设施建设，利用光纤到户实现业务承载光纤化，促进大带宽接入的普及应用，有效提升了城市信息基础设施能力，得到市政府的充分肯定，多次提出光城计划、无线城市、平安城市要以电信为主建设，进一步巩固了武汉分公司在城市信息化建设中的主力军地位。

第五篇：光纤及光纤传输系统介绍

光纤及光纤传输系统介绍

一、光及其特性：

1.光是一种电磁波。

可见光部分波长范围是：390-760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850nm，1300nm，1550nm三种。

2.光的折射，反射和全反射。

因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率)，相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

二.光纤结构及种类：

1.光纤结构：

光纤裸纤一般分为三层： 中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中 间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。

2.数值孔径：

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。

3.光纤的种类：

A.按光在光纤中的传输模式可分为： 单摸光纤和多模光纤。

多模光纤：中心玻璃芯教粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

单模光纤：中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模 光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。

B.按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300 μm。

色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。

C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。

突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。

渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。

4.常用光纤规格：

单模： 8/125μm，9/125μm，10/125μm

多模： 50/125μm 欧洲标准，62.5/125μm 美国标准

工业，医疗和低速网络： 100/140μm，200/230μm

塑料： 98/1000μm 用于汽车控制。

三.光纤制造与衰减：

1.光纤制造：

现在光纤制造方法主要有：管内CVD(化学汽相沉积)法，棒内CVD法，PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法.2.光纤的衰减：

造成光纤衰减的主要因素有： 本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。本征： 是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

弯曲： 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。挤压： 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。

杂质： 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。

不均匀： 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。

对接： 光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。

四.光纤的优点：

1.光纤的通频带很宽。理论可达30亿兆赫兹。

2.无中继段长。几十到100多公里，铜线只有几百米。不受电磁场和电磁辐射的影响。

4.重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸，重量450P/KM。

5.光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。

6.使用环境温度范围宽。

7.化学腐蚀，使用寿命长。