[科普中国]-光纤宽带

光纤宽带就是把要传送的数据由电信号转换为光信号进行通讯。 在光纤的两端分别都装有“光猫”进行信号转换。光纤宽带和ADSL接入方式的区别就是ADSL是电信号传播，光纤宽带是光信号传播。光纤是宽带网络中多种传输媒介中最理想的一种，它的特点是传输容量大，传输质量好，损耗小，中继距离长等。光纤传输使用的是波分复用，即是把小区里的多个用户的数据利用PON技术汇接成为高速信号，然后调制到不同波长的光信号在一根光纤里传输。1

分类光纤接入是直接接入网中传输媒介为光纤的接入网。光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络（AON，Active Optical Network）和无源光网络（PON，Passive Optical Network）。有源光网络又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON；无源光网络可分为窄带PON和宽带PON。2

由于光纤接入网使用的传输媒介是光纤，因此根据光纤深入用户群的程度，可将光纤接入网分为FTTC（光纤到路边）、FTTZ（光纤到小区）、 FTTB（光纤到大楼）、FTTO（光纤到办公室）和FTTH（光纤到户），它们统称为FTTx。FTTx不是具体的接入技术，而是光纤在接入网中的推进程度或使用策略。2

特点（1）频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆的带宽大很多。3

（2）体积小，重量轻。同时有利于施工和运输。3

（3）损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于 0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低。3

（4）抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。3

（5）无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。3

（6）节约有色金属。一般通信电缆要耗用大量的铜、铅或铝等有色金属。光纤本身是非金属，光纤通信的发展将为国家节约大量有色金属。3

（7）扩容便捷。一条带宽为 2Mbps 的标准光纤专线很容易就可以升级到 4M、10M、20M，最大可达 100Mbps，其间无需更换任何设备。3

组成原件光纤成为网络化时代非常重要的信息交流媒介，较为常见的光纤波长一般为1310纳米、1490纳米以及1550纳米，本文以及1550纳米微粒，FTTH宽带系统中光模块为20千米，光纤为单纤模式，上行1310纳米，下行1490纳米。另外，光源器件是光纤传播系统中的重要部分，接入网的应用较为普遍，一般分为光分路器以及光连接器。

1、光分路器4

在光纤宽带的整个系统中，光分路器是将输入光功率进行有效分配，从而借助不同的干路进行有效输出。在实际应用过程中，会产生插入损耗以及附加损耗。前者是每一路输出和输入之间的dB差值，后者是所有光纤宽带中的输出端口光功率总和以及输入光功率之间损失的dB数额。4

2、光连接器

一般而言，光纤连接器会按照其结构产生不同的形式，主要包括FC、ST、LC等等，而若是按照连接器插针端面的形式进行集中分类，主要分为PC、APC以及UPC等。值得一提的是，其中APC的插针断面为8°，一定程度上抑制广播电视讯号在传输工作开始过程中出现相应的损耗。4

结构根据光纤到用户的距离来分类，可分成光纤到交换箱(Fiber To The Cabinet：FTTCab)、光纤到路边(Fiber To The Curb：FTTC)、光纤到大楼(Fiber To The Building：FTTB)及光纤到户(Fiber To The Home：FTTH)等4种服务形态，上述服务可统称FTTx。5

1、FTTC

FTTC为目前最主要的服务形式，主要是为住宅区的用户作服务，将光网络单元设备放置于路边机箱，利用光网络单元出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送电话及上网服务。5

2、FTTB

FTTB依服务对象区分有两种，一种是公寓大厦的用户服务，另一种是商业大楼的公司服务，两种皆将网络单元设置在大楼的地下室配线箱处，只是公寓大厦的光网络单元是FTTC的延伸，而商业大楼是为了中大型企业单位，必须提高传输的速率，以提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。5

3、FTTH

至于FTTH，ITU认为从光纤端头的光电转换器到用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。FTTH将光纤的距离延伸到终端用户家里，使得家庭内能提供各种不同的宽带服务，如VOD、在家购物、在家上课等，提供更多的商机。若搭配WLAN技术，将使得宽带与移动结合，则可以达到未来宽带数字家庭的远景，荆州海事局各个海事处与执法站点已全面实现此种接入方式。5

4、FTTP

FTTP(Fiber To The Premise，光纤到用户所在地)，FTTP将光缆一直扩展到家庭或企业。由于光纤可提供比最后一公里使用的双绞线或同轴电缆更多的带宽，因此运营商利用它来提供语音、视频和数据服务。FTTP具有25M到50Mbps或更高的速度，相比之下，其他类型的宽带服务的最大速度约为5M到6Mbps，此外FTTP还支持全对称服务。5

5、FTTZ

FTTZ(Fiber To The Zone)，是指光纤到小区。FTTx技术主要用于接入网络光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备。5

宽带安装在光纤宽带安装项目中，要针对实际情况进行标准化安装操作，提高操作流程的稳定性和有序性。4

1、制作双绞线，也称为网线

是光纤宽带安装中的接入网元件，施工人员不仅仅要掌握熟练的操作步骤，也要对平行线和交叉线进行统筹分析，按照橙白色线、橙色线、绿白色线、蓝色线、蓝白色线、绿色线、棕白色线以及棕色线的顺序进行插入操作，将各色线头插入到水晶头的最底部，压入RJ45水晶头内。之所以要按照这样的顺序进行处理，能有效减少电磁波之间的干扰，在双绞线安装完毕后，要将其两头插入到双绞线检测仪上进行连通测试。值得一提的是，若是没有携带测试仪，则可以利用网线两端的设备网口利用ping命令对其连通性和丢包现象展开深度的解构。4

2、光纤网络终端安装

光纤网络终端也被称为光猫，是FTTH网络中重要的终端设备，需要配合OLT完善光纤信号传递。一般而言，光猫的型号多样，其LAN口能对不同业务线路进行接通。若是用户在实际生活中不仅仅开通了光纤网络，也安装了互动电视业务，则需要保证POWER、PON、LAN1、LAN2指示灯都是常亮状态。例如，光纤链路熔接正常后，将光纤SC/PC接头直接和光猫相连，在接入电源后，LAN1口和电脑主机网口都是和光纤网络终端连接的结构。光猫指示灯POWER和LAN1均呈现绿色，PON闪烁是正常现象，而LOS是出现红色，则代表光功率接收不正常，需要对其光链路进行检查。然后就是要对电脑中的光纤连接进行处理，在一些安装操作完毕后，安装人员要打开浏览器，并在网站对话框的地址栏中输入192.168.100.1，单击回车键，即可进入光猫配置界面，用户可以进行相关参数和密码的配置。4

宽带业务概况光纤宽带业务技术是指光波作为信息载体的传输，是信息传递的媒介，是信息的点对点传递。光纤宽带业务技术的诞生和发展是信息宽带业务发展史上的最后一次重大变革。光纤宽带业务技术从理论到工程技术已经在工程领域得到了应用。光纤宽带业务技术分为五个阶段，大约850纳米带多模式光波，1310纳米多模光纤，1310纳米单模光纤，再到1550纳米单模光纤，最后是光纤宽带业务技术的长距离传输。6

特性带宽非常宽，宽带业务容量很大。光纤具有比铜线或电缆更大的传输带宽，光纤宽带业务系统是光源、调制方式和光纤色散特性的调制特性。对于单波长光纤宽带业务系统，由于终端设备的电子瓶颈效应，光纤带宽的优点无法得到。损耗低，长途。目前，商品石英的光纤损耗可以低于0~20dB/km，比任何其他传输介质都要低。如果在未来使用非石英系统，则理论分析损失会更低。6

强烈抵抗电磁干扰。光纤材料由石英绝缘体材料制成，不易腐蚀，绝缘良好。与之相关的一个重要特点是光波导免疫电磁干扰，不受雷电干扰的性质，电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为影响排放的电磁干扰，也可能使用的高压输电线路平行安装或和电力导线组合构成复合光缆。无串扰，保密。在波的传播过程中，光波在光纤传输中，因为光信号是完美的限制在光波导结构，和任何泄漏的辐射吸收周围的纤维的不透明包装，即使在一个角落里，光线泄漏也很弱。6

发展现状在光传输系统中，必须采用多通道系统来提高光纤带宽的利用率。常见的复用方法包括TDM，WDM，FDM，SDM，和代码分割多路复用(CDM)。在当前光宽带业务领域，WDM技术相对成熟，可以提高传输容量百倍。光纤接入技术，随着业务量的增加，业务种类更加丰富。用户不仅需要语音业务，还需要高速数据、高保真音乐、交互式视频等多媒体服务。这些业务不仅需要有宽带主干传输网络，而且用户段也是关键。6

光纤宽带接入网技术概述随着人们对网速技术的要求越来越高，光纤宽带接入网技术受到了人们普遍的认可。该技术是通过光纤作为主要传输媒质，利用远程终端和各宽带用户支架进行数字传输，来实现网络信息的目标性的进行传输功能。光纤宽带接入网技术是网络有线技术的重要部分，通过将业务节点接口与用户的网络接口进行连接完成接入网，方便了数据的管理并提升了数据的传输速度。目前，光纤接入网技术包含了局端设备与光纤终端、远端设备和光网单元两部分，通过传输设备相互连接。接入设备具有强大的功能，可以实现自身的网络构建、远程监控和业务维护等功能，形成了完善的网络维护和管理的光传输系统。7

分类（1）有源光纤接入网技术

该技术又分为基于SDH的AON和基于PDH的AON，其主要是通过SDH或者PDH等光传输系统来实现数据传输的。其中，从网络结构上进行划分，可以分为有源光纤单芯网和有源光纤双芯网，各有特点。有源光纤单芯网是以星型耦合器作为中央节点，实现对数据的管理、控制和交换功能。这种网络结构下，网络中心将信号传输到网络单元，再通过同轴电缆传输到终端用户。此种结构仍需要依靠光缆的传输，建设成本相对较高。但是数据传输具有很好的保密性，同时便于网络升级和业务改变。有源光纤双芯网采用的是目标性的传输方式来进行数据传输，终端用户进行节点的对应终接，同时在远端节点上应用复用器进行复接，从而实现高速管线线路传输重点的点对点传输。有源光纤双芯网采用的是用户间的光源、检测器的共享，建设成本有所降低，同时传输也较为灵活。但是这种形式不利于新业务的接入和网络的维护，还存在着一些不可克服的弊端。8

（2）无源光纤接入网技术（Passive Optical Network，PON）

它应用了光波分复用器、光分路器以和光纤放大器，可以分为无源光纤双芯网和无源光纤多芯网。无源光纤双芯网是是在用户线上经过光分配器，实现点对多点之间的传输，光分配器越多，其网络性能也就越好。而无源光纤多芯网则要在用户线上多个位置经过无源光分配器实现点对多点传输，这种结构使用的无源光分配器随着网络规模和网络结构的增多而增多。无源光纤接入网技术是一种纯介质网络，实现了多用户对光纤设备、线路的共享，节约了建设和维护成本，抗干扰能力强，使用效果较好，能够很好的满足数据传输的功能。同时，此种形式下便于网络业务的升级和扩展，对于普及光纤的使用具有极大的便利，是网络信息部门期待的技术。8

（3）全光接入网技术

全光网络指的是网络传输和交换过程全部通过光纤实现，其主要由光节点、光链路、光网络管理单元等组成，这种网络技术的优势在于取消了电节点，全部应用光节点，并且将光节点互相联通，形成了整个网络。这种方法减少了电信号到光信号的转变，提高了数据的传输效率，突破了数据传输中的束缚，提升了网络传输的流畅性，增加了网络数据的传输量。全光网络已经成为了网络发展的方向，为继续向网络大容量的目标发展提供了可能性。8

优点光纤宽带接入网技术与传统电缆接入网技术相比，主要有以下优势：第一，抗干扰能力强。传统的电缆技术采用的是电缆传输，电缆受损后，影响范围大，网络中断影响了人们网络需求。而光线宽带不受地形的影响，抗干扰能力更强。第二，传输效率高。光纤宽带接入网技术采用数字化传输技术，传输的速度快，容量大，传输质量高，信息的安全性高。第三，成本低。光纤宽带接入网技术分布灵活，不受地形的影响，土地的占用率低，工程的施工成本相对较低，大大降低了网络接入的成本。这些优势特点大大提升了人们的上网体验，更好的为人们的工作和生活服务，推进了基于网络的新技术的发展，对我国经济的快速发展提供了巨大的支持。7

缺点1、光纤接入，尤其是光纤到楼的接入方式是需要有源设备来把光信号转换成电脑网卡的电信号的，这个设备就是光收发转换器（光猫）。也就是说，如果运营商是光纤到楼（绝大部分）的接入方式，那么只要光收发器断电，该栋就会断网。这和之前的电话线接入有很大的区别！所以如果你发现你单元楼道声控灯不亮了，而你又上不去网了，那就很正常了。9

2、光缆的安全问题，光纤里面都是玻璃纤维，外面有很多保护，不容易损坏，但是一旦出现损坏，维修并不能像电缆一样迅速恢复，有128芯光缆甚至更多，熔接光缆时间就会很久，那样就会对用户造成比较大的损失。9

设备维护常见的设备主要包括切割刀、熔接机红光源笔、光功率计等，均发挥自身应用的价值。正是基于此，技术人员在日常维护中要结合实际管理需求进行常规化设备维护，从根本上保证各个安装设备以及工具的维护效果。4

（1）切割刀的日常维修。切割刀是一件非常精密的仪器，任何撞击都会引起性能的损耗，需要各个部门着重注意。正是基于此，在日常维护工作中，要从多角度进行日常导出以及刀刃口调整。在使用后要进行全面冲洗，以避免切割端面受到影响，一般是使用蘸有无水酒精的设备进行集中清晰。而在多次切割过程技术后，整体刀刃就会出现严重的损耗，针对于此，需要在刀刃口切割1000芯线前对其进行集中处理和维护，由于其精密度较高，要由专业人员按照标准化要求操作和后期维护。4

（2）对于熔接机而言，技术人员要针对具体问题进行集中处理维护和日常管理，由于其清洁程度直接关系到光纤熔接的效果。另外，熔接机的整体性能还会影响光链路的损耗程度，对于用户的后期服务质量产生直接影响。因此，安装维护工作工作至关重要。因此，安装维护工作工作至关重要。专业维护人员要按照说明书进行定期清理和维护，提升其质量和工作品质。其中，锂电池的充电和放电要按照标准时间进行，V型槽要定期清洗，或者是不定期的抽查，光纤压脚、物镜镜片的清理、物镜镜片的更换以及电击棒的更换等问题都需要技术人员进行统筹分析和综合安排。4

（3）红光笔和功率计，红光笔主要是检查电路故障的工具，要对光纤接续位置以及光缆的皮线位置进行透光分析，常规化运行过程中，光纤接续位置正常溶解和故障问题出现时，透光性会有明显差异，专业人员要凭借经验和专业水平进行集中判定和综合分析，以保证能及时搜索到故障位置。值得一提的，红光源笔的波长是650纳米的可见光，且整体输出功率较大，会对眼睛产生很严重的影响，切勿直视。4

故障及解决在光纤宽带中，经常会出现一些错误代码，这就表明有问题出现在宽带连接过程中。10

1、宽带连接提示错误678/651

(1)检查宽带连接的账号和密码是否正确无误。有的电脑用路由器上网没有设置自动拨号，需要手动网络连接，或第一次连接宽带时，输入账号和密码时不小心输错了。及时更正后重新连接，一般可以解决错误678的问题。10

(2)如果宽带欠费了，就会导致终端服务器无法接收或返回请求数据，本地计算机收不到返回信息，就显示错误678。这时要及时缴纳网费，问题就会迎刃而解。10

(3)调制解调器(俗称“猫”)有问题是导致错误678最常见的原因。首先检查猫面板上的Power电源指示灯是否常亮，否则检查电源。然后检查ADSL宽带信号指示灯(Link)是否常亮，一般情况下，当猫接通电源和网络后，该指示灯在1分钟内会由闪烁变到常亮。如果一直闪烁，说明网络线路连接有问题。10

(4)检查网线接头，有时候网线接头会因氧化还原而接触不良，导致网络时好时坏，很不稳定。这时要及时更换新的而且是质量好的网线。10

(5)经过检查如果调制解调器(“猫”)各个信号灯显示正常，网线连接正常，但依然出现错误678代码，应该着重检查本地网卡设置了。XP系统首先关闭Modem电源，右键点击网上邻居，右击本地连接图标，选择禁用；VISTA、WIN7系统打开网络和共享中心之，点击更改适配器设置，右击本地连接，选择禁用。之后重启计算机，重启完毕后，按上述步骤右键点击本地连接图标后，选择启用。10

(6)检查本地连接。如果电脑中同时存在多个网络连接，如“本地连接”“无线网络连接”、CMCC连接等，而与宽带MODEM相连的网络连接被禁用，进行宽带拨号时，也会提示错误678。因此，出现错误678时还要查看本地连接是否被禁用，如果禁用，将本地连接启用，并提示本地连接已连接后，再尝试用宽带拨号连接。注意查看网络连接时各个操作系统不一样，XP系统可在电脑桌面右击鼠标，选择“属性”查看。VISTA、WIN7系统在网络和共享中心查看。10

2、宽带连接提示错误691/619

(1)用户数据绑定错误：为了更好地服务于用户，保障用户账号的安全，电信将宽带账号和用户的物理端口做了绑定，数量上也做了一对一的邦定，这样，该账号只能在一个物理端口上使用(即限制了ADSL账号的漫游)，而且一个端口只限一台电脑上网，如果用户的数据绑定错误，拨号时也会出现错误691的提示。10

(2)账号被他人盗用：在宽带账号没有绑定之前，ADSL用户的账号经常会被他人盗用。一旦ADSL宽带账号被他人使用，再次拨号时，系统也会出现错误691的提示。10

(3)故障时一定要仔细判断，尤其是账号前与后的空格，很难分辨出来。所以当出现691错误时，首先把原来的账号和密码删掉，重新输入正确账号及密码。10

(4)账号欠费：ADSL宽带用户欠费后，宽带接人服务商会将该账号暂时停用，用户交清欠费后，账号不一定会马上启用，这时如果拨号，也会出现错误691的提示。10

(5)电脑硬件原因：当电脑上安装了两块网卡并且都启用时。导致MAC地址邦定错误，出现691错误代码，建议禁用其中一陕网卡。10

3、宽带连接提示错误676电话占线

(1)客户端非正常下线，再次拨号时会出现此提示，建议将MODEM先关5分钟后再开，等系统自动释放用户账号后即可正常登录。10

(2)修改网卡物理地址。如果通过上述方法而故障仍然没有解决，那就要考虑网卡物理地址的原因了，一般是地址池满或者网卡物理地址被盗用所造成的，而大多数出现错误676的用户，其原因都是网卡物理地址所引起，所以这种方法对于大多数错误676是最有效的解决办法。10

发展趋势1、数字制与模拟制的共存。

光纤宽带网资源与数字制兴盛时期，但是模拟制宽带网的应用仍然为主流趋势，导致这一现象的主要原因是经济性指标的作用。我国民用系统在将来某一段时期内使用模拟制宽带是可行的，因此模拟制宽带网络占据大部分。但是受到用户数增加及经济性等各方面的影响，交换方式必将会以空分宽带PABX为主导方式。宽带数字网络首先将应用在军事指挥所之间的联系上，除此之外还用武器检验系统及一些重要安全部门之中。就目前而言，数字网络相对于模拟网络来说使用频率会更少一些，但作为我国主要发展方向的数字网络，一旦高速大规模集成电路技术在未来不断成熟并大量应用至市场时，数字制网络将为转变为我国网络市场中的主导军。基于以上推论我们可以得知，宽带网数字制与模拟制共存的时间必定会比窄带业务数字制与模拟制共存的时间更加持久。11

2、光纤宽带综合业务数字网络的开发。

宽带综合业务数字网应为缩写为B-ISDN，它作为我同目前的主要研究方向是不可否认的。由于网络是由宽带业务及窄带业务综合而成，因此必须先使窄带业务所涉及的综合网络问题得到解决。综合业务数字网络以64KB/S为基础，它需要与具备ISDN功能的PABX技术相结合，在有效结合的基础上再进行一系列深入的研究工作。11

本词条内容贡献者为:

闫晓东 - 副教授 - 中央民族大学信息工程学院