[科普中国]-光纤环路

简述

光网络单元可以用多种方式连接用户，一个光网络单元可以连接多个用户。根据光网络单元与用户的距离，光纤接入网又有多种方式，有光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)以及光纤到户(FTTH)等。根据传输设施中是否含有有源设备，可分成有源光网络(AON)和无源光网络(PON)两大类。从光接人网系统的接人方式看，目前光纤接入网有两种接入方式：综合的FITL系统和通用的FITL系统。综合的FITL系统的主要特点是通过一个开放的高速数字接口与数字交换机相连，这种方式代表了FITL的主要发展方向。通用的FITL系统在FITL和交换机之间需要应用一个局内终端设备，在北美称之为局端机(COT)，其功能是进行数模转换并将来自FITL系统的信号分解为单个的话带信号，以音频接口方式经音频主配线架与交换机相连，这种方式适合于任何交换机环境，包括模拟交换机和尚不具备标准开放接口的数字交换机。然而，由于需要增加局内终端设备、音频主配线架和用户交换终端，因而这种方式的成本和维护费用要比综合的FITL系统高。2

分类光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络(Active Optical Network，AON)和无源光网络(Passive Optical Network，PON)。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。

有源光网络顾名思义，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。远端设备主要完成业务的收集、接口适配、复用和传输功能。局端设备主要完成接口适配、复用和传输功能。此外，局端设备还向网元管理系统提供网管接口。在实际接入网建设中，有源光网络的拓扑结构通常是星型或环型。3

无源光网络接入ATM网主要指在各种接入网中使用ATM技术，传送ATM信元，如基于ATM的无源光纤网络(APON)、混合光纤同轴(HFC)、非对称数字环路(ADSL)以及利用ATM的无线接入技术等。

我们知道在4 500英尺的范围内，甚高速DSI。(VDSL)的数据率可达13 Mb/s左右，尽管FTTC可为VDSL的应用创造条件，但这种网络结构只是向FTTH迈进的过渡步骤。这是因为虽然FTTC能够把带宽增加到20 Mb/s，但是照目前的发展速度，到2010年，这一带宽将被迅速增长的用户需求消耗殆尽，因此，人们提出FTTH的要求。

ATM PON是20世纪90年代初期首先由全业务接入网络FSAN集团提出的FTTH解决方案，其标准是1998年10月，ITU—T通过的G．983建议。

PON本身是一种多用户共享的系统，下行通常采用TDM方式，而上行TDMA方式也意味着多路时分复用，这种复用需要成帧，考虑到多用户需要动态共享PON的资源，TC(传送会聚)层采用ATM是成熟技术的选择。

ATM—PON最重要的特点就是其无源点到多点式的网络结构。它综合了ATM技术和无源光网络技术，可以提供现有的从窄带到宽带等各种业务。ATM—PON由OLT、ONU/0NT(0lptical Network Terminal，光网络终端)和无源光分路器组成。3

作用总的看，在电信网中引入OAN或FITL的最基本的目标有两个：

首先是为了减少铜缆网的维护运行费用和故障率。据估算，采用光接入网后，每年的维护运行和供给成本可以比传统铜缆网节约至少每线50美元。对于1亿用户线相当于每年可节约50亿美元，20年累计可达1000亿美元，已完全可以用这笔费用来弥补将铜缆网转变为光缆网所需的新投资。当然故障率也可大大降低。

其次是为了支持开发新业务，特别是多媒体和宽带新业务，从而加强竞争力，增加新业务收入，补偿建设光用户接入网所需的新投资。近年来由于光器件价格的持续稳定下降而铜缆价格的持续上升，光接入网的初装费用也已经可以与传统铜缆网相比，在传输距离大约为2～3 km以上时已低于传统铜缆网。

除了上述两个基本目标外，采用光接入网可以满足用户希望较快提供业务，改进业务质量和可用性的要求，也可以节约城市拥挤不堪的地下管道空间，延长传输覆盖距离，适应扩大的本地交换网等其他目的，其结果当然也把接入网的数字化进一步推向了用户。简言之，采用光接入网已经成为解决电信网发展瓶颈的主要途径，其应用场合，不仅最适合那些新建的用户区，而且也是对需要更新现有电缆网的主要代替手段。1

接入方式从光纤接入网系统接入方式来看，OAN有以下三种接入方式。

(1)综合的0AN系统

这类系统的主要特点是通过一个开放的高速数字接口与数字交换机相连。由于接口是开放的，因而OAN系统与交换机制造厂商无关，可以工作在多厂家环境，有利于将竞争机制引入接入网，从而降低了用户接入网成本。这种方式代表了0AN的主要发展方向。

目前这类标准开放接口有两大类，一类是美国贝尔通信研究所为综合的数字环路载波(IDLC)系统提出的TR-303开放接口。该接口采用嵌入的OAM通路，增加一些为支持FITL系统所需要的功能后将成为综合的FITL系统的开放接口。另一类是ITU—T提出的V．5．1和V．5．2开放接口，后者比前者仅多了集中和保护功能。这类接口将成为OAN的标准开放式数字接口。遗憾的是这两类接口间互不兼容。

(2)通用的0AN系统

这类系统在OAN和交换机之间需要应用一个局内终端设备，在北美称之为局端(COT)。其功能是进行数/模转换并将来自OAN系统的信号分解为单个的话带信号，以音频接口方式经音频主配线架与交换机相连。由于接口是音频话带接口，因而这种方式适合于任何交换机环境，包括模拟交换机和尚不具备标准开放接口的数字交换机。然而，由于需要增加局内终端设备、音频主配线架和用户交换终端，因而这种方式的成本和维护费用要比综合的OAN系统高，其优点是通用性。

(3)专用交换机的OAN系统

这类系统与交换机之间不存在开放的标准接口，而是工厂自行开发的专用内部接口，因而交换机和OAN系统必须由同一制造厂家生产。这往往是迫不得已的方法，不是发展方向，将逐渐被淘汰。4

特点光接入网采用光纤作为传输介质，具有传输距离远、带宽大、维护费用低等特点，是有线宽带接人技术的理想方案，代表了宽带接入网的发展方向。但由于其初期投资大，很难在短期内得到广泛应用。2