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        光纖入戶方案全面介紹

        發布日期:2019-08-28 查看:0 分享

        光纖到戶作為接入網部分最具優勢的解決方案,在國內外受到極大的關注。本文針對光纖到戶復雜的接入環境,及對無源設備的苛刻要求,介紹了光纖到戶的拓撲定義、拓撲結構,使人們可以根據不同的需求選擇不同的方案。

        一、光纖到戶的定義

        FTTH屬于接入網部分。接入網就是市話局或遠端模塊到用戶之間的部分,主要完成復用和傳輸功能,一般不含交換功能。在歷史上,這部分又稱為本地環路或用戶環路。按照ITU-T的定義,FTTH就是光纖到達住戶的門口,在端局和住戶之間沒有銅線,局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體 ,將光網絡單元(ONU)安裝在住家用戶。美國的FCC對FTTH中的“H"定義了新的含義,“H"既包括狹義上的家庭,也包括小型商業機構。FTTH的顯著技術特點是不但提供更大的帶寬,而且增強了網絡對數據格式、速率、波長和協議的透明性,放寬了對環境條件和供電等要求,簡化了維護和安裝。

        二、光纖到戶的優勢

                 FTTH因其使用的光纖傳輸介質無噪聲,無輻射,抗EMI能力強,通訊系統不受帶寬、距離限制等優勢而得到較快推廣。隨著各國對帶寬的需求的增長,近年來FTTH有加速的趨勢。FTTH如此快速的發展根源與其巨大的市場源動力:1)P2P通訊,即對稱荷載,其應用占據全部網絡通訊的50-70% ;2)在線網絡游戲,這項應用具有巨大的市場空間,韓國90%的網絡用戶是網絡游戲用戶,到2007年的收入預計大于$2B ,而且其典型代表是具有相當消費能力具有良好教育的成年人;3)遠程醫療,可通過快速可靠的網絡使患者在幾千公里外獲得專業的護理,并可通過視頻電視做面對面咨詢或是在外科手術中得到專家的現場建議;4)網絡辦公,員工可以自由彈性的安排時間,提高工作效率,并減少公司的建設費用。

                除此之外,其在成本費用方面也有相當誘人的條件。1)FTTH的有源設備價格僅是ADSL設備的1.5倍 ;2)FTTH的接線費用是雙絞線接入的1/10 ;3)光纖故障率低,降低用戶的維護費用 (FTTH Vs DSL 2:7) 4)器件功率消耗低,降低能源費用開支。

        三、光纖到戶的結構分析

                 光纖到戶的網絡拓撲結構可以分為兩種主要結構:光纖分布式結構HOME RUN FIBER和星形結構STAR Architectures,而星形結構有可以根據其分光節點是否為有源設備可分為有源星形和無源星形;單從成本和技術實現難易程度來考慮,目前為運營商所關注和采用的主要為無源星形結構,即PON結構。

        盡管普通的PON結構定義為星形結構(如在ITU-T rec. G.983 and G.984 series or the IEEE 802.3ah標準中所定義),但PON結構允許執行不同網絡接入方案,如下圖所示,無源光網絡(PON)普通的拓撲結構主要包含一下四個關鍵場所和三部分光纜。


        中心轉換點:通常為中心局、由數據轉發器或遠程終端,它位于城域網環上或通過其它方式鏈接到“中心“的鏈路上,它可以服務數千用戶為其提供接入服務。

                 干線光纜:起源于中心轉換點,連接到本地接入點,鏈路通常使用帶狀光纜。

                本地集中點:位于住宅區或商業區入口處,服務很多用戶,通常為一個包含無源設備的機柜,本地集中點可以被設計最少服務192個客戶,在高密度住宅區,最多可以服務576位客戶,其主要決定因素有:可利用空間,用戶密度和網絡結構合理性。

        分配光纜:起源于本地集中點,連接到多個網絡接入點。

                網絡接入點:位置最接近用戶,通常為一個終端或底座式機柜連接分配和接入光纜,典型的應用為服務4-8個客戶,盡管它最多可以到24位用戶,似乎看起來由一個點服務更多的用戶,通過減少終端可以節省費用,但事實上卻收效甚微,因為要使用更長的接入光纜需要引上引下,在接入用戶之前需要架空或管道鋪設,要耗費很多的硬件花費,并使網絡結構更復雜。

                接入光纜:源于網絡接入點,分別獨立的光纜連接到每個用戶的光網絡接口,接入光纜可以從1芯到12芯,但是典型的應用是住宅用戶使用為1到2芯,商業用戶為6-12芯。

                用戶端:通常是一個光網絡接口器件,可能還會包含電子設備,并同室內布線相連,或者在此僅作為一個無源網絡的劃分點,直接連接到室內纜。

        包含以上關鍵節點網絡又可以組成以下三種網絡拓撲結構:

        1) 中心局端分光HOMERUN結構

                中心分光HOMERUN結構與傳統的TELCO模式結構一樣,每個用戶均有專用的光路由用戶端連接到局端,每個用戶的專用光路在網絡接入點通過連接或者熔接的方式連接到分配光纜,分配光纜在本地接入點通過連接或熔接連接到干線光纜,干線光纜可以用同樣的方式連接到中心交換點,在這種結構中本地集中點和網絡接入點僅作為網絡合并點,在這里低芯數的光纜合并到大芯數光纜里。


        如上圖所示,圖例中按照點到點的關系,每個用戶連接到局端有源設備或在局端進行分光。

                中心分光結構的優勢-在這種結構設計的目標是考慮網絡傳輸技術的適應性、靈活形和透明度

        * 每個用戶有其專用的光路

        * 提供最高的帶寬和適應性

        * 所有移動、增加或改變網絡布局都可在局端完成無需重新布線

        * 由用戶端到局端箱通過簡單路由一個調度束縛便可實現非類計價

        * 具有不受限制的升級空間

        中心分光結構的劣勢-需要巨大的基礎建設費用,這種結構的商業前景并不理想

        * 長距離、高芯數的干線光纜導致較高的前期投資

        * 在局端,因為很多的用戶而使局端的光纖管理非常復雜

        2) 本地集中點分光結構

                本地點集中分光結構,即被經常提及的中心分光,提供每個用戶由用戶端到本地集中點的專用光路,每個用戶的專用光路在網絡接入點及分配光纜都為專用,這些專用光纜被連接到本地集中點,在這種結構中,每個網絡接入點僅提供光纖合并功能,本地集中點具有分光功能。下行信號在這里被分光,上行信號在這里被合并。

        本地集中分光優勢-這種結構的設計目標是使網絡在適應性,可量測性,可配置性,靈活性和結構的透明性等方面更有優勢。

        * 該設計可適當節省干線光纜的前期投資

        * 分配區域作為網絡中最復雜的部分被設計為100%獲取比例

        * 簡單的物理網絡路由路線-如果需要增加額外的光纖,我們只要在干線部分做簡單的增加,即點到點的任務

        * 本地集中點可以提供超額的網絡管理功能

        * 容易改變網絡拓撲結構增強其適應性-如果將來服務需要開通其它窗口,只需要在本地集中點做改變,例如將有源的分光器件改為波長分光器件(DWDM)

        * 單一的網絡管理節點對移動,增加或改變網絡布局時,只需要對單點的整體移動即可實現。

        * 充分使用無源分光器件-所有的分光器都位于中心點,可盡量減少器件接口的不使用率

        * 非常通用的結構-本地集中分光點可以存放有源設備實現點到點的結構

        本地集中的劣勢是需要在本地集中點進行連接和管理用戶,造成管理難度加大,成本增加。

        3)分布式分光結構

        分布式分光結構利用分光器在網絡接入點和本地集中點進行分光。在這種結構中,客戶僅有的專用光路是由用戶端到網絡接入點的引入光纜。每個用戶的專用引入光纜連接到網絡接入點的分光器(通常是1 x 4 或1 x 8分光比率)。一條小芯數的分配光纜將網絡接入點的分光器連接到本地集中點的分光器,這種層疊式分光的方法在干線光纜和分配光纜中制造了一個點到多點的體系結構。



        它可以同時減少干線光纜和分配光纜的投資

                整體的分光比率為本地集中點的比率乘于網絡接入點的比率(例如:本地集中點的比率為1 x 8,網絡接入點的比率為1 x 4 ,所以整體的分光比率為1 x 32 ),如圖所展示的分布式分光拓撲結構圖。

        分布式分光結構的優勢-這種結構的設計目標式最小的前期投資。

        * 該設計通過減少在干線光纜和分配光纜方面的花費減少了前期投資

        * 分光器的兩級分光可以產生杠桿的累積作為

        分布式分光結構的劣勢-這種結構在下列方面的表現并不完美

        * 沒有單點的中心管理,移動,增加或改變網絡時需要整體的成倍移動系統

        * 不能充分的利用分光器的分光比率-前期需要詳細計劃每個分光器的使用情況,并為將來的應為預留

        * 可能會影響將來的適應性-升級為采用波分復用技術的PON結構將會很復雜

        * 帶寬受到限制-僅有的用戶專用光路為用戶引入光纜段。

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