家庭宽带光纤接入技术应用与实现

家庭宽带光纤接入技术应用与实现

诸葛瑾燕

中国移动通信集团广西有限公司桂林分公司广西桂林541004

摘要：信息时代的发展使人们的生活离不开互联网的运用，互联网是人们生活中重要的媒介，极大的便利了人们的生活。在这种背景下，人们对网络业务的需求也不断增多，家庭宽带得到巨大的发展。家庭宽带的安装过程中光纤接入技术得到运用和发展，但由于不同用户对宽带需求情况的不同和各种因素的影响，家庭宽带光纤接入技术需进行不断地改进和提升。在实际的运用当中，光纤接入网根据用户的不同需求程度分成多种类型，不同类型对家庭宽带的信号和传输量有不同的影响。探讨家庭宽带光纤接入的技术，能够有效的满足用户的家庭宽带安装要求，推动家庭宽带行业的发展和光纤接入技术的运用。本文介绍了光纤接入技术应用优势，并对光纤系统接入设计与实现进行综合化分析探讨。

关键词：家庭网络；光纤接入；系统设计；实现方法

引言

在最近几年中，我国的通信技术随着社会的发展得到了很大的进步，光纤通信被广泛的使用在很多地方，在整个通信行业中目前大家比较关注的主要是对于技术上的创新以及升级，其通信方面服务的对象主要以家庭用户为主要的，为了能够让大家有更加稳定的网络环境，需要做好对通信网络的传输，除此之外把光纤接入到家庭宽带的过程中在技术上有更高的要求，所以在探讨以及研究光纤接入的过程中要充分的考虑到技术方面的内容，做好技术方案。

1光纤接入概述

在众多的网络接入方式中，光纤接入是比较先进的方式。与早期的铜轴电缆相比，光纤具有传输信息大、速度快、高安全性等性能。光纤接入可用于许多场景，例如把光纤接入到家庭，大楼以及办公室中。其光纤的接入主要是一种基于光纤传输介质来对信息进行传输的网络传输方式。在传输过程中，终端服务与光通信线路的服务节点等进行连接，使用户可以方便地接入网络。光纤接入网中还有其他设备，如光网络单元、中心办公设备、光线路终端等。其中最关键的部分是光线路终端（OLT）和远程光网络单元（ONU），可以有效的实现对光纤接入网协议的转换功能。对于各种访问设备，还可以形成拓扑结构来提高组网能力。除此之外，利用光纤传输的功能，把设备接入到其中，能够有效的形成一个维护以及管理的网络，对整个网络进行远程的监控，以便于网络在使用的过程中有更高的稳定性。

2分析家庭宽带光纤接入主要技术

2.1APON和BPON

早期的窄带无源光网络是根据时分复用的，其性能与性价比比不高，已自然消亡。ATM化的无源光网络（APON/BPON）可通过ATM的集中与统计复用，结合无源分路器实现光纤与光纤线路终端的共享，在性能与性价上均有关键的提高。目前，全球过多个国家已开始商用。不过，具体的APON/BPON业务适配非常复杂，业务提供能力有限，数据传输速率与效率不高，成本高，因为ATM的衰落，市场前景黯淡。从长期的业务发展趋势来看，APON的可以带宽依然不够。以FTTC为例，尽管速率可达622Mb/s，但是由于这种拆分，实际分派给每个用户的带宽会大大减少。依据32路计算，每个支路的可以带宽只为19SMb/s，再由10个用户分享，每个用户仅可以取得约2Mb/s的带宽。

2.2EPON/GEPON

随着IP技术的兴起与发展，提出了EPON的概念，即根据APON与BPON结构，企图保存其本质部分——物理层PON；该层协议产生了一种全新的EPON组合，可获提供更大的带宽、越来越低的成本与越来越普遍的服务能力。这个想法在以太网世界得到了大力的响应，并且于IEEE802.3ah的旗帜之下产生了GEPON标准。在实践中，EPON与GEPON的基本上区别取决于标准。前者指非标准设备，后者指合乎IEEE802.3ah标准的设备。除此之外，GEPON的传输距离与分割比于皆小于EPON。从EPON/GEPON的结构来看，其关键优点是大大简化了传统的多层重合网络结构。主要特点是：（1）去除ATM层与SDH层，进而减少初始成本与运行成本；（2）下行业务速率高达1Gb/s，容许越来越多的用户被支持，每个用户的带宽可越来越高，并可获取视频服务能力与越来越好的QOS；（3）硬件简单，无需户外电子设备，加装部署工作可简化；（4）使用成熟以太网技术的芯片可大量采用，越来越简单，成本越来越低；IEEE802.3ah标准GEPON技术具备良好的标准化，下行与上行波长依次为1310与1490nm，下行与上行速率依次为1.25Gb。/s，传输距离作为10/20km，划分比为16。主要业务是数据与语音。追加1550nm电视广播波长之后，成为语音、数据、电视三合一的宽带服务。捆绑业务，这把是未来家庭业务的“杀手级应用程序”。EPON/GEPON的主要缺点是效率低，难以支持以太网之外的服务。前者是因为8B/10B行编码，引进20%带宽损耗，加之其他开销，可用负载只为50%左右，因而APON与GPON皆采用NRZ置乱码当作行码，没带宽损耗。再加之载体层效率、传送收敛层效率、业务应付效率等原因，EPON/GEPON的整体传输效率十分高，大约为GPON的一半。

2.3GPON

相对其他PON标准，GPON使用光纤传送，接入层覆盖半径为20KM，传输距离更远。GPON标准提供了前所未有的高带宽与2.5Gbit/s的下行速度，其非对称特性越来越适宜宽带数据服务市场。GPON具备频域特性，中心端单光纤对于多通道光纤展开分割，节约了光纤资源。GPON支持三播业务，提供全业务竞争解决方案，精确克服双绞线终端带宽瓶颈，满足用户对于HDTV、直播等高带业务的需求，GPON是一个三重游戏，不错的计划。

GPON采用WDM技术实现单光纤双向传输。为了在同一光纤上实现用户信号的同向分离，GPON采用了广播和时分多路复用两种复用技术。GPON的上行传播TDMA（时分多路复用），上行分为不同的时隙，根据下行帧的字段每个ONU分配一个上行时隙，以便将自己的数据按秩序发送避免因争夺时隙而冲突。测距是GPON的关键技术之一。OLT通过测距过程获取ONU的往返延时RTD（roundtripdelayRTD），指定适当的均衡延时参数EqD（equalizationdelay），以保证每个ONU在传输数据时不会对光分配器发生冲突。DBA是一种可以以微秒或者是毫秒为间隔动态分配上行的带宽机制，能够有效的提高PON口的上行带宽在利用上的效率，以便于让用户有更好的体验。

3家庭宽带光纤接入技术的优势

实现宽带接入网的方法很多，包括铜网上的DSL和以太网技术、同轴电缆上的HFC技术、光纤上的各种有源和无源技术以及无线网络上的宽带接入技术。无源光网络具有以下主要优点：

首先是无源光网络具有较高的接入带宽和较快的传输速率。EPON的上行和下行速率可达1.25Gbits/s；GPON的上行速率为1.25Gbits/s，下行速率可达2.5Gbits/s，能够有效的满足不一样用户的需求。

其次是资源有很高的使用率。PON技术组网利用网络拓扑结构，具有较高的资源利用率。采用无边缘光分配器可以将一根核心光纤分支到多个终端，很大程度上节约了很多的光纤资源，节约了成本的投入。

最后是运行维护成本低。无源光网络技术具有安全性高、丢包率低、维护方便等优点。无源光网络设备简单小巧，安装方便，且在维护过程中的成本比较低，不用太大的投资。

随着科学技术的迅速发展，在中国，今天的百兆宽带已经不能满足人们的网络需求。在家庭宽带光纤接入网的应用过程中，应开展光纤接入技术的研究与分析，通过应用的刺激和技术的进步，扩大光纤接入技术的适用性。千兆宽带和万兆宽带是未来的发展方向。家庭宽带的高带宽将永远是未来家庭的追求方向。

参考文献：

[1]刘子辉.家庭宽带光纤接入技术分析[J].信息通信，2015（11）：250-251.

[2]沈燕锋.家庭宽带光纤接入技术研究与实现[D].南京理工大学，2012.