光纤接入Internet的技术分析

作者：常国锋

来源：《科技资讯》 2015年第6期

常国锋

( 新乡学院计算机与信息工程学院 河南新乡 4 5 3 0 0 3 )

摘 要:介绍了光纤接入Internet的技术中的光线接入网的基本概念,光纤接入网的分类,光纤接入网的结构,光纤接入网的方式。在光纤接入网的分类中,对有源光网络和无源光网络进行了重点分析;在光纤接入网的结构中,重点分析了树型结构、环型结构、星型结构和总线型结构;在光纤接入网的方式中,主要分析了光纤到路边、光纤到楼、光纤到家和FTTx+LAN接入四种方式。为学习和了解网光纤接入Internet的技术提供了良好的基础。

关键词:概念 分类 结构 方式 特点

中图分类号: T N 9 2 9 文献标识码: A 文章编号:1672-3791(2015)02(c)-0016-01

1 光纤接入网的概念

在接入网中所用的传输媒介为光纤的接入网被称作光纤接入网( O A N , O p t i c a lAcc ess Netw ork) ,而OA N是一个点对多点的光纤传输系统。

光纤接入网的基本结构包括用户、交换局、光纤、电/光交换模块( E / O )和光/电交换模块( O /E )。由于交换局交换的和用户接收的均为电信号,而在主要传输介质光纤中传输的是光信号, 因此两端必须进行电/ 光和光/电转换。

光接入网系统主要由光线路终端O L T 、光配线网O D N 和光网络单元三大部分组成。其中, O L T实现核心网与用户间不同业务的传递功能,通常安装在服务器提供端的机房中; O D N 为O L T 和O N U 提供光传输手段, 完成光信号的传输和功率分配任务; O N U实现用户接入,主要的功能是处理光信号,为用户提供业务接口。

2 光纤接入网的分类

站在光纤接入网的网络结构角度, 在接入网室外传输设施中, 再依据其中是否含有源设备来划分O A N , O A N 可划分为两种网络:一种是有源光网络( A O N , A c t i v eOp ti cal N et wor k) ;另一种是无源光网络(PON,Passive Optical Network)。

A O N 指从局端设备到用户分配单元之间通常都是用有源光纤传输媒介设备。

P O N 指从局端设备到用户分配单元之间全部由光分路器等无源器件进行连接而组成的光网络。OD N(光配线网)中光分路器的工作方式是无源的, 这就是无源光网络中“ 无源”一词的来历。但O N U 和O L T 还是工作在有源方式下,即需要外接电源才能正常工作。所以,采用无源光网络接入技术并不是所有设备都工作在不需要外接馈电的条件下,只是O D N部分没有有源器件。由于它初期投资少、维护简单, 易于扩展, 结构灵活, 大量的费用将在宽带业务开展后支出, 因而目前在接入网使用光纤的时候基本上都采用该结构。

3 光纤接入网的结构

在光纤接入网的时候, 从传输线路到传输节点之间的结构被称为光纤接入网的网络结构, 表示网络中各种设备之间的相互连接的情况。光纤接入网的拓扑结构可以分为四种。(1)总线型结构;(2)环型结构;(3)星型结构;(4)树型结构。

(1)总线型。

在各用户终端,以光纤作为公共总线,通过耦合器与总线直接连接构成的结构被称作总线型网络拓扑结构。该结构共享主干光纤,节省线路投资,增删节点容易,彼此干扰小, 但是连接通信性能受连接用户数量的影响。适用于沿街道、公路分布的用户环境。

(2)环型。

所有节点共用一条光纤线路, 首尾相连成封闭回路构成环型网络拓扑结构。该结构的每个O N U 都从两个方向上与O L T 相连, 可靠性比较高, 但是连接性能差。适用于大规模的用户群。

(3)星型。

由光纤线路和端局内节点上的星型耦合器构成星状的结构称为星型网络拓扑结构。适用于有选择性的用户。

(4)树型。

由光纤线路和节点构成的树状分级结构称为树型网络拓扑结构, 是光纤接入网中使用最多的一种结构。适用于大规模的用户群。

在实际中, 选择光接入网络拓扑结构要考虑的因素有很多, 如用户所在地的分布、不同业务的性能需求、安全和光缆容量等等。任何一种单一的结构均不能适用于所有的情形, 所以通常是几种结构的混合网络。

4 光纤接入方式

光纤接入方式有许多种,其中,主要应用的是F F T C、F F T B和F F T H三种类型, F T T H将是未来宽带接入网发展的最终形式。

( 1)光纤到路边( FT T C)。

F T T C从端局光缆线路终端( O L T )接出的光纤经过各种线路设备(光耦合器、光分支器)后,到达用户群的路边设备上的光网络单元( O N U ) ,经过光电转换后,由铜线或同轴电缆分别把电话、数据等窄带信号或宽带图像信号接至用户。F T T C结构主要适用于点到点或点到多点的树形分支拓扑,多为居民住宅用户和小型企事业用户使用, 是一种光缆/ 铜缆混合系统。通常采用F T T C + X D S L技术或F T T C + C a b l e M o d e m技术,从目前来看, F T T C在提供2 M b i t / s以下窄带业务时是O A N 中最现实、最经济的方案。

(2)光纤到楼(FTT B)。

F T T B 的O N U 设置在大楼内的配线箱处, F T T B可以看作是F T T C的一种变型,最后一段接到用户终端的部分要用多对双绞线,也就是采用F T T B + E t h e r n e t技术。

F T T B是一种点到多点结构,光纤敷设到楼, 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。

( 3)光纤到家( FT T H)。

在F T T B 的基础上O N U 进一步向用户端延伸,是一种全光纤网络结构,从节点到用户实现光纤传输,中间没有任何铜缆,也没有有源电子设备,是真正全透明网络,也是用户接入网发展的长远目标。这种结构方式是完全透明的,对传输制式和带宽都没有严格的限制。但是每一用户都需一对光纤和专用的O N U ,因而成本昂贵,实现起来非常困难。

( 4 ) F T T x + L A N 接入。

F T T x + L A N , 即光纤接入和以太网技术结合而成的高速以太网接入方式, 可实现“千兆到楼,百兆到层面,十兆到桌面”,为最终光纤到户提供了一种过渡。

F T T x + L A N 接入比较简单, 在用户端通过一般的网络设备,如交换机、集线器等将同一幢楼内的用户连成一个局域网,用户室内只需添加以太网R J4 5信息插座和配置以太网接口卡(即网卡),在另一端通过交换机与外界光纤干线相连即可。

总体来看, F T T x + L A N 是一种比较廉价、高速、简便的数字宽带接入技术, 特别适用于我国这种人口居住密集型的国家。

对于光纤接入网技术来说, 其中F T T C、F T T H应用于用户较为分散的场合,F T T B、F T T x + L A N 应用于用户数量比较密集的场合。

参考文献

[1] 李环. 计算机网络技术及应用[ M ] . 北京:中国铁道出版社, 2 0 1 2 .

[2] 刘永华.计算机网络技术及应用[M ].北京:中国水利水电出版社, 2 00 9 .

[3] 常国锋.计算机网络技术及应用[M ].武汉:武汉大学出版社, 2 0 1 3 .