FTTH主要接入方式与接入技术研究曹彦

FTTH主要接入方式与接入技术研究曹彦

曹彦

天津广播电视网络有限公司滨海新区分公司天津300202

摘要：FTTH的实现给用户的生活带来了极大的方便，由此所产生的社会效益和经济效益是无法估量的。在未来一段时期，应当加大对FTTH接入技术的研究力度，除对现有的技术进行改进和完善之外，还应开发一些新的技术，从而使其能够更好地为FTTH服务。

关键词：FTTH；接入方式；接入技术

1PON技术原理

1.1什么是PON

PON（PassiveOpticalNetwork：无源光网络）是指OLT（OpticalLineTerminal：光线路终端）和ONU（OpticalNetworkUnit：光网络单元）之间的ODN（OpticalDistributionNetwork：光分配网络）全部采用无源设备的光接入网络。PON是一种点对多点（P2MP）的光接入系统，它能够节省光纤资源、ODN无需供电、用户接入方便和支持多业务接入，主要有EPON和GPON两种技术。他们的主要区别在于采用的标准不一样。GPON可以传输更大的带宽，可带的用户也比EPON更多。GPON技术具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。淄博联通采用GPON技术。

1.2GPON网络结构

GPON网络由局端的OLT（光线路单元），用户端的ONT/ONU（光网络终端或称作光网络单元），衔接前两种设备由单模光纤（SMfiber）和无源分光器（Splitter）组成的ODN（光分配网络）以及网管体系组成。光线路单元OLT位于接入网的局端，为光接入网供给网络侧和事务结点之间的接口，并经过一个或多个ODN与用户端的ONU通讯，完成事务的聚合和下发。光分配网络ODN是一个衔接OLT和ONU的无源光分配网络，功能是分发下行数据并会集上行数据。ODN是由光缆、无源光器材（光分/合路器、光衔接器等）组成的无源光配线网，一般成树型分支结构，完成光信号的分路下行和上行。ONU是光网络单元，放在用户侧，供给多种事务接口，完成用户归纳接入。一个ODN最多可接入64-128个用户。ONU完成来自ODN的信息，完成网络侧光口之间的光电和电光变换、信号处理、复用和维护管理功能。

2FTTH的接入方式与关键技术

2.1FTTH的主要接入方式

2.1.1AON

在AON中，CE与RE的连接是通过有源光传输设备来实现的，SDH和PDH是应用较广的传输技术，且以前者为主。AON网络中，RE主要负责完成如下业务：收集、接口适配、复用和传输等等；CE主要负责向网管系统提供接口服务。AON的常见拓扑结构为星形或环形，AON具有传输容量大的特点，SDH可以提供2.5Gb/s的接口，除了传输容量大之外，AON的传输距离也比较远，实践证明，在不额外增设中继设备的前提条件下，AON的传输距离可以达到70-80km左右。同时AON具有较高的用户信息隔离度，能够确保用户信息的传输安全性。最为重要的是AON的相关技术比较成熟，随着SOH在骨干传输网络中的广泛应用，AON设备的总体成本呈现出明显的下降趋势，由此大幅度降低了组网费用。在AON中，从中心局到每个用户均需要配置一根光纤，由此可以满足用户对带宽的要求，这样的配置方式还可以提高网络传输的安全性。然而，随着网络用户数量的不断增多，CE与光纤的数量也必须随之增加，这样一来，组网成本及运维费用都会有所增大，正因如此，限制了AON的推广使用。

2.1.2PON

该技术兴起于20世纪80年代末期，EPON和GPON是目前应用较为广泛的技术，其中EPON是实现FTTH的最佳技术，也是本文的研究重点。EPON是由IEEE802.3工作组提出的，它将以太网传输技术与PON进行了有机结合，其采用的是单点到多点的结构形式和无源光纤传输方式，下行速率能够达到1Gb/s。由于EPON的协议分层比较简单，从而使得系统的实现变得较为容易，EPON采用单点到多点的结构形式，这种结构的优点体现在如下几个方面：对系统进行扩容、升级比较方便，能节省光纤资源；可以有效节约建设及运维成本；组网方式灵活，上下行的速率均可达到千兆；无需对原有的光纤网络进行改造，对现有的资源起到了一定的保护作用。虽然GPON比EPON的传输速率高很多，但是在应用GPON时需要对全业务情况进行考虑，整个系统的复杂程度较高，加之芯片的开发有所滞后，从建设成本上看，要比EPON高出30%左右。综上，在实现FTTH的过程中，应以EPON作为首选。

2.2FTTH接入的关键技术

2.2.1MPCP协议

MPCP是多点控制，它是针对EPON单点对多点结构而提出的一项通信协议，通过测距、注册，可以使ONU加入到EPON当中，再利用该协议便可完成对多个ONU接入OLT的控制。在该协议的基础上，通过相关算法，可以实现统计复用，这样能够更好地承载数据业务，从而使网络带宽得到最大限度地利用。

2.2.2TDMA技术

EPON的拓扑结构是点对多点结构，应采用点对多点多址接入协议促使ONU对主干光缆和OLT实现共享。多址接入技术包括多种接入方式，如码分多址、时分多址、副载波多址等，最为常用是时分多址接入技术（TD－MA技术），其中又可分为上行时分和下行时分多址接入技术。EPON信号传输以树形分支传输为主，各个ONU之间与OLT的通信渠道为共享媒质。在通信过程中，利用TDM广播将下行方向发送给各ONU信息数据，在表示各时隙的ONU属性时利用LLID进行标识。在光分路器处理光信号时，ONU全部信息的光功率被分为若干分支，通过分支传输到各个ONU。各个ONU根据自己的需求读取下行信息数据，其他信息数据则被丢弃。TDMA接入上行数据信息后，利用OLT控制各个ONU，使得OLT的信息数据发送受到严格限制。在光合路器聚集汇合ONU时隙之后，通过TDMA技术和PON系统的测距可避免ONU出现信息数据冲突。

2.2.3DBA技术

DBA即动态带宽分配，其能够对带宽资源进行充分利用，从而有效承载突发性的数据业务，由此大幅度提升了公共信道的利用率，传输中的时延问题得以解决，网络的吞吐量显著提高，网络的业务质量得到了有效保障。实践证明，DBA可以实现ONU的实时带宽需求，由此可对网络系统中的资源进行充分利用，除考虑到带宽的利用率之外，还对用户需求的多样性进行了考虑，这样一来避免了在共享网络中业务QoS受到影响。

结论

光纤到户（FTTH）的魅力在于它具有极大的带宽，它是处理从互联网主干网到用户桌面的“最终一公里”瓶颈现象的最佳计划。从现在的宽带网络现状及竞赛局势看，FTTH的高带宽、附加增值事务的潜在商场、较低的保护本钱、装机的高质快速化等明显优势，使之具有了较强的竞赛力，存在着非常大的商场潜力。我们只要严厉依照职业技术规范设计、施工、保护，积累FTTH网络建设和保护经历，实现保护资料动态办理，进步FTTH保护力度和质量，有用提高品牌效应，才能为用户供给杰出的FTTH全事务处理计划，推进我国FTTH的发展进程。

参考文献：

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