光纖寬頻

光纖寬頻

光纖寬頻就是把要傳送的數據由電信號轉換為光信號進行通訊。 在光纖的兩端分別都裝有“光貓”進行信號轉換。光纖是寬頻網路中多種傳輸媒介中最理想的一種,它的特點是傳輸容量大,傳輸質量好,損耗小,中繼距離長等。光纖傳輸使用的是波分復用,即是把小區裡的多個用戶的數據利用PON技術匯接成為高速信號,然後調製到不同波長的光信號在一根光纖里傳輸。光纖寬頻和ADSL接入方式的區別就是:ADSL是電信號傳播,光纖寬頻是光信號傳播。

基本信息

簡介

光纖寬頻光纖寬頻

光纖寬頻就是把要傳送的數據由電信號轉換為光信號進行通訊。 在光纖的兩端分別都裝有“光貓”進行信號轉換。 光纖是寬頻網路中多種傳輸媒介中最理想的一種,它的特點是傳輸容量大,傳輸質量好,損耗小,中繼距離長等。光纖傳輸使用的是波分復用,即是把小區裡的多個用戶的數據分別調製成不同波長的光信號在一根光纖里傳輸。光纖寬頻和ADSL接入方式的區別就是:ADSL是電信號傳播,光纖寬頻是光信號傳播。

結構介紹

FTTN網路結構FTTN網路結構

光纖接入網的三種系統結構分別為FTTN、FTTC和FTTH。在網路發展過程中,每種結構都有其套用優勢,在網路向全業務演進過程中,每種結構都是關鍵的一環。FTTN給人們帶來的好處是它將光纖進一步推向用戶網路。它建立起一個接入平台,能提供話音、高速數據和視頻業務給眾多的家庭,而不需要完全重建接入環路和分配網路。根據需求,可以在光纖節點處增加一個外掛程式,即可提供所需業務。在因業務驅動或網路重建使光纖節點移到路邊FTTC或家庭(FTTH)之前,FTTN將疊加於並利用現有的銅線分配網路。

這種網路結構的基本要求是為了提供寬頻數據業務與視頻業務,節點與住宅的距離應當在4000到5000英尺的範圍內。而當今的節點一般的服務距離可達12000英尺。因此,每個服務區需要設定3到5個FTTN節點。

FTTC比FTTN多幾個優點。當FTTC重建現有網路時,可消除由電纜傳輸可能帶來的延時與干擾。它使光纖更深入到用戶網路中,這可減少潛在的網路問題的發生和由於現場操作引起的性能惡化。FTTC是最健壯和“可部署的”的網路,是將來可演進到FTTH的網路。它同樣是新建區和重建區最經濟的網路建設方案。

這種網路結構的一個缺點是需要提供銅線設備的供電系統。一個位於局端的遠程供電系統能給50到100個路邊光網路單元供電、每個路邊節點採用單獨的供電單元代價非常高而且在較長時間停電時會影響用戶的業務要求。

作為提供光纖到家的最終網路形式,FTTH去掉了整個銅線設施:饋線、配線和引入線。對所有的寬頻套用而言,這種結構是最可靠和長久的未來解決方案。它還去掉了銅線所需要的所有維護工作並大大延長了網路壽命。

光纖寬頻接入步驟光纖寬頻接入步驟

網路的連線末端是用戶住宅設備。在用戶家裡,需要一個網路終接設備將頻寬和數據流轉換成可接收的視頻信號、數據業務及語音業務。

光纖接入的步驟:

⑴客戶端的網卡或普通的路由器,與客戶端光電轉換器相連;

⑵ 客戶端的光電轉換器通過光纖直接與離客戶端最近的城域網節點的光纖設備相連;

⑶ 最後通過ISP公司的骨幹網出口接入到 Internet 。

適用範圍

不同的光纖接入技術有不同的適用場合。

有源光接入技術適用頻寬需求大、對通信保密性高的企事業單位的接入。它也可以用在接入網的饋線段和配線段,並與基於無線或銅線傳輸的其他接入技術混合使用。

ATM-PON既可以用來解決企事業用戶的接入,也可以解決住宅用戶的接入。有的運營商利用“ATM-PON + xDSL”混合接入方案,解決住宅用戶或企事業用戶的寬頻接入。

窄帶PON主要面向住宅用戶,也可用來解決中小型企事業用戶的接入。

另外,PON的服務範圍不超過20公里,但通過“有源光網路+無源光網路”混合組網方案,可彌補該不足。

接入介紹

光纖寬頻接入光纖寬頻接入

隨著IP業務的爆炸式增長和我國電信運營市場的日益開放,無論是傳統電信運營商還是新興運營商,為了在新的競爭環境中立於不敗之地,都把建設面向IP業務的電信基礎網作為他們的網路建設重點。

接入層技術方案以光纖接入網為主,使光纖進一步向用戶靠近,便於為用戶提供高質量的綜合業務。但寬頻光纖接入網是一個對業務、技術、成本十分敏感的領域,而且投資比重大、建設周期長,需結合當地現有電信網路和國民經濟發展的具體情況,總體布局、網路結構、規模容量,充分考慮建設成本和網路的靈活性,制定出一套合理的寬頻接入網規劃方案尤為重要。

1. 用戶與業務

根據業務需求對象即用戶類型的不同,將寬頻用戶類型大致分為以下七類:政府機關、金融證券、智慧型大廈、住宅小區、賓館酒店、學校醫院和企業科研。

1.1 機關用戶

政府機關是一個重要的市場領域,由於其地位特殊,對社會的影響力較大,他們對寬頻接入的需求主要是來源於“政府上網工程”和辦公的信息化,公開化。隨著各行各業信息化進程的加快,城市範圍內計算機網路互聯業務需求變是更加迫切。

1.2 金融用戶

金融證券用戶是電信運營商一大客戶,主要開展數據通信、計算機聯網等各類互動式多媒體業務,為金融、銀行及證券公司等提供專網服務,實現銀行、信用社的通存通兌等業務。

1.3 大廈用戶

智慧型大廈、高層寫字樓是商業客戶等集團用戶最密集的地方,這些集團用戶一般都是電信運營商的大客戶,集團用戶對資費的敏感度低於家庭用戶,用戶的需求是要能提供綜合、可靠、安全的網路業務,寬頻高速互聯接入、區域網路互聯及其他基於寬頻接入網的業務如高速數據傳輸、數據中心、視頻會議等都有廣闊的市場前景,這些用戶同樣會有IP電話的需求。

1.4 住宅用戶

隨著人們對信息渴望程度的日益提高,在智慧型小區、生活小區建設寬頻信息化小區已成為各電信運營商競爭的一大焦點,對於各電信運營商而言,這既是增值業務的發展點,也是一個介入電信業務新領域的切入點。在這些商住小區建設寬頻信息化,向用戶提供高速上網業務、小區的信息社區服務包括社區管理、電子商務、VOD、事務處理等等。

1.5 酒店用戶

隨著酒店管理系統的不斷完善,酒店上網業務必成為今後的熱門話題。酒店上網業務提高了賓館酒店的知名度以及服務檔次,在為顧客提供優質服務的同時,在增加了其自身的效益。客人可以在酒店上Internet進行工作和商務活動,也可以通過Internet查詢酒店情況,進行酒店的預定、結帳等活動,極大地方便了顧客。

1.6 學校用戶

學校醫院對寬頻接入的需求來源於電子化教學、遠程教育、遠程醫療和信息化社區等。

1.7 企業用戶

企業上網主要是通過上網了解國內外經濟形式,在網上捕捉商機,發掘新的市場空間,同時還可以在網上宣傳企業。科研單位通過上網實現遠程數據處理、監測控制及異地科研合作等業務。

2. 網路類型:

住宅接入(residential access):將家庭端系統與網路相連。

公司接入(company access):將商業或教育機構中的端系統與網路相連。

2.1 住宅接入

將家庭端系統(如PC)與邊緣路由器相連線。

2.1.1 通過撥號(dial-up modem)

將家庭端系統通過普通模擬電話線用撥號數據機與ISP相連。是一種常用、流行的形式。家用數據機將PC輸出的數位訊號轉換為模擬形式,以便在模擬電話線(雙絞線)上傳輸。

缺陷是由於雙絞線質量較低,用戶獲得的有效速率遠低於56kbit/s,下載時間長。如,下載一首3分鐘的MP3歌曲大約需要8分鐘。用戶上網和撥打普通電話不能同時進行。

2.1.2 接入技術

為住宅用戶提供更高的比特率;用戶可以同時接入網際網路和打電話。兩種常用類型:數字用戶線(digital subsscriber line,DSL )和混合光纖同軸電纜 (hybrid fiber coaxial cable ,HFC)。

2.1.2.1 DSL接入

由電話公司或與獨立ISP合夥的公司提供。特點是與撥號數據機類似,但一般下載速率超過上載速率,而且實際實現速率要低。

2.1.2.2 HFC

是傳統廣播電視電纜系統的改進。採用同軸電纜和光纖混合接入方式,每個相鄰域連線點支持500到500個家庭用戶。

特點是劃分為兩個信道:即下行信道和上行信道。下行信道頻寬更大,傳輸速率更快,由所有家庭共享;如果幾個用戶同時下載,各個用戶接收的實際速率大大下降。幾個用戶同時傳送分組將會衝突,降低上行頻寬的效用。

2.1.3 比較

DSL在家庭和ISP之間建立了一條點對點連線,所有頻寬專用非共享;

HFC比DSL頻寬更高;

DSL和HFC可隨時提供服務:用戶打開計算機後,一直與ISP連線,並能夠同時撥打和接聽普通電話。

2.2 公司接入

2.2.1 利用區域網路(LAN)連線端用戶和邊緣路由器。

先將多個端系統連線成區域網路:如採用乙太網技術(速率高可達10Mbps、100Mbps、1GMbps、 10Gbps),用雙絞線或同軸電纜將端系統彼此連線;

再與邊緣路由器連線:邊緣路由器負責為目的地不在本區域網路的分組選路。

乙太網技術:

共享乙太網:端系統共享乙太網的傳輸速率;

交換乙太網:使用多個雙絞線乙太網段與交換機相連,使得乙太網的全部頻寬能夠同時為同一個區域網路上的不同用戶傳遞報文。

2.2.2 光纖接入

2.2.2.1 概念

光線接入網採用光纖做為主要的傳輸媒體來取代傳統的雙絞線。由於光纖上傳送的是光信號,因而需要在交換局將電信號進行電光轉換變成光信號後再在光纖上進行傳輸。在用戶端則要利用光網路單元(ONU)再進行光電轉換恢復成電信號後送至用戶設備。

2.2.2.2 套用形式

根據光纖向用戶延伸的距離,也就是ONU 所設定的位置,光線接入網又有多種套用形式,其中最主要的三種形式是光纖到大樓(FTTB)、光纖到路邊(FTTC)、光纖到戶(FTTH)。

FTTC主要為住宅用戶提供服務。ONU 放置在路邊,從ONU 出來用同軸電纜傳送視像業務,雙絞線對傳送普通電話業務,,每個ONU 一般可為8 ~32個用戶服務,適合為獨門獨院的用戶提供各種寬頻業務,如VOD 等。

FTTB有分為兩種,一種是為公寓大樓用戶服務,實際上只是把FTTC中的ONU 從路邊移至公寓大樓內;另一種是為辦公大樓服務的,ONU 設定在大樓內的配線箱處,為大中型企事業單位及商業用戶服務,可提供高速數據、電子

商務、可視圖文、遠程醫療、遠程教育等寬頻業務。FTTB與FTTC並沒有什麼根本不同,兩者的差異在於服務的對象不同,因而所提供的業務不同,ONU 後面所採用的傳輸媒介也有所不同。

FTTH則是將ONU 放置在住戶家中,有住戶專用。為家庭提供各種綜合寬頻業務,如VOD 、居家購物、多方可視遊戲等等。

2.2.2.3 優缺點

光纖接入網,特別是FTTH光纖接入網,具有頻頻寬、容量大、信號質量好、可靠性高、可以提供多種業務乃至未來寬頻互動型業務、是實現B-ISDN的最佳方案等優點,因而被認為是接入網的發展方向。但光纖接入網成本昂貴,平均用戶成本平均3000~5000美元,普通用戶難以承受。儘管FTTB、FTTC採用若干用戶共用ONU 以分攤成本、降低平均成本的方式,但卻帶來供電困難等問題。

3. 選址原則

由於寬頻光纖接入網工程建設尚未形成既定的技術標準和規範根據,匯接節點設定選址主要遵循以下原則:

3.1 一個匯接節點復蓋範圍為以500m為半徑區域或5-15幢多層建築群。

3.2 一個匯接節點的收容用戶數量一般為300-1000戶,最多不超過1000戶。

3.3 匯接節點儘量與其他電信設施合用,以解決節點設備機房問題。

3.4 匯接節點的位置應便於光纜和電纜的出入。

3.5 匯接節點的位置應避免有腐蝕性氣體、易遭雷擊、高壓輸電線下、強幹擾區、潮濕地區、低洼地、防洪堤壩附近等易遭破壞的地方,設備必須放在室內。

接入方式

光纖接入能夠確保向用戶提供10Mbps,100Mbps,1000Mbps的高速頻寬,可直接匯接到CHINANET骨幹結點。主要適用於商業集團用戶和智慧型化小區區域網路的高速接入,與INTERNET高速互聯。可向用戶提供三種具體接入方式。

光纖寬頻接入方式光纖寬頻接入方式

乙太網接入

適用對象:已做好或便於綜合布線及系統集成的小區光纖接入住宅與商務樓宇等。

所需的主要網路產品:交換機,光電轉換器,超五類線等。

HOMPEPNA

適用對象:未做好或不便於綜合布線及系統集成的小區住宅與酒店樓宇等。

所需的主要網路產品:HOMEPNA專用交換機(HUB)HOMEPNA專用終端產品(MODEM)等。

VDSL

適用對象:未做好或不便於綜合布線及系統集成的小區住宅與酒店樓宇等。

所需的主要網路產品:VDSL專用交換機,VDSL專用終端產品。

五類纜接入

以"千兆到小區、百兆到大樓、十兆到用戶"為實現基礎的光纖+五類纜接入方式尤其適合我國國情。它主要適用於用戶相對集中的住宅小區、企事業單位和大專院校。FTTX是光纖傳輸到(路邊、小區、大樓-),LAN為區域網路。主要對住宅小區、高級寫字樓及大專院校教師和學生宿舍等有寬頻上網需求的用戶進行綜合布線,個人用戶或企業單位就可通過連線到用戶計算機內乙太網卡的5類網線實現高速上網和高速互聯。

直接接入

是為有獨享光纖高速上網需求的企事業單位或集團用戶提供的,傳輸頻寬2M起,根據用戶需求頻寬可以達到千兆或更大的頻寬。

業務特點:可根據用戶群體對不同速率的需求,實現高速上網或企業區域網路間的高速互聯。同時由於光纖接入方式的上傳和下傳都有很高的頻寬,尤其適合開展遠程教學、遠程醫療、視頻會議等對外信息發布量較大的網上套用。

適合的用戶群體:居住在已經或便於進行綜合布線的住宅、小區和寫字樓的較集中的用戶;有獨享光纖需求的企事業單位或集團用戶。

乙太網

近一時期,服務提供商一直在推廣高密度光纖骨幹網,企業用戶也在等待這類高速服務的提交。儘管保證提供海量可用頻寬的高密度光纖網已經建成,但對網路服務的需求卻被封閉在基於時分復用(TDM)的本地環路接入技術的框框之內。對頻寬需求不斷變化的企業用戶由於為增加一條T-1線路需要等待數周或因升級到T-3線路而等上幾個月而感到不滿。

一種非常具有發展前景的解決方案將使正在部署的光纖寬頻接入,能夠利用軟體來取代穿過僵化的TDM基礎設施的硬連線網路接入來配置多種服務,並且每種服務可以具有不同的服務水平以及軟體命令遠程調節的速度保證。這類以滿足對多種服務額外頻寬需要為目標的軟體可調服務,只需幾天而不是數周的時間,並且無需高昂的工程費用或現場升級就可以完成配置,在需要時可以立即精確地提供所需頻寬容量。乙太網可以實現這一目標。乙太網非常適於從光纖網路提交軟體可調節的頻寬,它具有普遍的可用性並且價格低廉,可以很容易達到1Gbps的速度,並且不久可以達到10Gbps的速度。如果連線到家門口的光纖支持乙太網技術的話,一條連線線路可以達到從每秒64K到數千兆位的任何速度,並可以用於訪問所有的廣域網服務。

如此靈活提供的服務代表著DSL和基於有線電纜寬頻服務之後的下一個高速技術,它們將使企業用戶最終可以利用傳輸基礎設施核心中的光纖部署。

提交基於乙太網的服務所需的條件是智慧型的光纖接入平台,這種平台使服務提供商可以從傳統的基於TDM的服務遷移到最佳化的數據包服務,並使用戶可以在提供頻寬保證的多服務光纖連線上傳送如IP語音這類多服務、廣域傳輸流。

主要優點

光纖接入

⑴ 容量大:光纖工作頻率比電纜使用的工作頻率高出8--9個數量級,故所開發的容量大;

⑵ 衰減小:光纖每公里衰減比目前容量最大的通信同軸電纜每公里衰減要低一個數量級以上;

⑶ 體小量輕:有利於施工和運輸;

⑷ 防干擾性能好:光纖不受強電干擾、電氣信號干擾和雷電干擾,抗電磁脈衝能力也很強,保密性好;

⑸ 節約有色金屬:一般通信電纜要耗用大量的銅、鉛或鋁等有色金屬。光纖本身是非金屬,光纖通信的發展將為國家節約大量有色金屬。

(6)擴容便捷:一條頻寬為2Mbps的標準光纖專線很容易就可以升級到4M、10M、20M、100M甚至G頻寬。

(7)上下行對稱:光纖介質區別於傳統ADSL的電話線纜介質的下行大上行小的弊端,能夠實現上下行對稱。

光導纖維是一種傳輸光束的細微而柔韌的媒質。光導纖維纜線是由一捆光纖組成 , 簡稱為光纜。光纜是數據傳輸中最有效的一種傳輸介質,它的優點和光纖的優點類似,主要有以下幾個方面:

(1) 頻帶較寬;

(2) 電磁絕緣性能好:光纜中傳輸的是光束,由於光束不受外界電磁干擾與影響,而且本身也不向外輻射信號,因此它適用於長距離的信息傳輸以及要求高度安全的場合。當然,抽頭困難是它固有的難題,因為割開的光纜需要再生和重發信號;

(3) 衰減較小:可以說在較長距離和範圍內信號是一個常數;

(4)中繼器的間隔較大,因此可以減少整個通道中繼器的數目,可降低成本,傳輸質量很好。而同軸電纜和雙絞線每隔幾百米就需要接一個中繼器。

主要缺點

光纖接入

1、光纖接入,尤其是光纖到樓的接入方式是需要有源設備來把光信號轉換成電腦網卡的電信號的,這個設備就是光收發轉換器(光貓)。也就是說,如果運營商是光纖到樓(絕大部分)的接入方式,那么只要光收發器斷電,該棟就會斷網。這和之前的電話線接入有很大的區別!所以如果你發現你單元樓道聲控燈不亮了,而你又上不去網了,那就很正常了。

2、光纜的安全問題,光纖裡面都是玻璃纖維,外面有很多保護,不容易損壞,但是一旦出現損壞,維修並不能像電纜一樣迅速恢復,有128芯光纜甚至更多,熔接光纜時間就會很久,那樣就會對用戶造成比較大的損失。

技術特點

光纖接入--接入設備

1.有源光網路

顧名思義,有源光網路的局端設備(CE) 和遠端設備(RE)通過有源光傳輸設備相連,傳輸技術是骨幹網中已大量採用的SDH和PDH技術,但以SDH技術為主。遠端設備主要完成業務的收集、接口適配、復用和傳輸功能。局端設備主要完成接口適配、復用和傳輸功能。此外,局端設備還向網元管理系統提供網管接口。在實際接入網建設中,有源光網路的拓撲結構通常是星形或環形。 有源光網路具有以下技術特點:

◆ 傳輸容量大,目前用在接入網的SDH傳輸設備一般提供155Mb/s或622Mb/s的接口,有的甚至提供2.5Gb/S的接口。將來只要有足夠業務量需求,傳輸頻寬還可以增加,光纖的傳輸頻寬潛力相對接入網的需求而言幾乎是無限的。

◆ 傳輸距離遠,在不加中繼設備的情況下,傳輸距離可達70~80公里。

◆ 用戶信息隔離度好。有源光網路的網路拓撲結構無論是星形還是環形,從邏輯上看,用戶信息的傳輸方式都是點到點方式。

◆ 技術成熟,無論是SDH設備還是PDH設備,均已在乙太網中大量使用。

由於SDH/PDH技術在骨幹傳輸網中大量使用,有源光接入設備的成本已大大下降,但在接入網中與其他接入技術相比,成本還是比較高。

2.ATM無源光網路(ATM-PON)

ATM-PON最重要的特點就是其無源點到多點式的網路結構。它綜合了ATM技術和無源光網路技術,可以提供現有的從窄帶到寬頻等各種業務。ATM-PON由OLT、ONU/ONT和無源光分路器組成。其中,Splitter是光分路器,它根據光的傳送方向,將進來的光信號分路並分配到多條光纖上,或是組合到一條光纖上。ONU/ONT主要完成業務的收集、接口適配、復用和傳輸功能;OLT主要完成接口適配、復用和傳輸功能。此外,OLT還向網元管理系統提供網管接口。

ODN(光配線網)中光分路器的工作方式是無源的,這就是無源光網路中“無源”一詞的來歷。但ONU和OLT還是工作在有源方式下,即需要外接電源才能正常工作。所以,採用無源光網路接入技術並不是所有設備都工作在不需要外接饋電的條件下,只是ODN部分沒有有源器件。

3. 窄帶無源光網路(窄帶PON)

窄帶PON的網路拓撲結構與ATM-PON基本一樣,它與ATM-PON存在以下主要區別:

◆ ATM-PON是寬頻接入技術,可以給用戶提供大於2Mb/s的接入速率;窄帶PON是窄帶接入技術,只支持窄帶業務,給用戶提供的接入速率最大為2Mb/s。

◆ 窄帶PON的線路速率遠小於ATM-PON,其線路速率一般在20Mb/s到50Mb/s之間。

◆ 窄帶PON的傳輸採用電路方式,而ATM-PON採用分組方式(ATM信元)。

◆ 窄帶PON的網路側接口一般為V5接口,用戶側接口為現有各種窄帶業務接口;ATM-PON網路側接口一般為ATM接口,用戶側接口包括各種寬窄帶業務接口。

◆ 窄帶PON的標準化程度不如ATM-PON,窄帶PON是先有產品,後有標準;ATM-PON是產品和標準幾乎同時出來。

除以上幾點區別外,窄帶PON的其他特點與ATM-PON相同。窄帶PON的設備價格近年來下降很快,已經接近目前窄帶接入中廣泛套用的IDLC(綜合數字環路載波)的價格。

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