光纖接入網應用技術綜述

光纖接入網應用技術綜述

【摘要】光纖接入技術因具有簡捷、高效等特點被業界人士所看好，可作為

寬帶接入的長遠解決方案。本文主要對接入網的定義、光纖接入網的優點、光纖

接入網基本構成、無源光網絡、有源光網絡、光纖接入網的拓撲結構做了簡要介

紹，最后對光纖接入網的發展趨勢做了展望。

【關鍵詞】光纖;接入網;綜述

1.引言

隨著我國社會、經濟的不斷發展，人們對語音、數據、視頻等通信業務的需

求越來越多，對通信網絡的要求也不斷提高，接入網是連接核心網與用戶的關鍵

部分，接入網技術的開發應用對通信事業的發展，滿足用戶對電信新業務的需求，

加快全社會信息化進程有著至關重要的作用。

2.接入網技術

接入網是指由業務節點接口（SIN，Serv-ice Node Interface）和相關用戶網

絡接口（UNI，UrNetwork Interface）之間的一系列傳送實體所組成，為傳送電

信業務提供所需傳送承載能力的實施系統，也可以經由Q3接口進行配置和管理

[1]。

接入網技術已經發展成為一個相對完整、相對獨立的網絡。傳統的接入網雖

然已經發展的非常成熟，但這些接入網都是基于雙絞線或同軸電纜等以電信號為

基礎的傳輸媒質，這些媒質易受電磁干擾，且帶寬資源十分有限。

3.光纖接入網（OAN）技術

光纖接人網（OAN），是指用光纖作為主要的傳輸媒質，實現接人網的信息

傳送功能。具有通信質量高、容量大、防電磁干擾、性能穩定、保密性強等優點。

在干線通信中，光纖扮演著重要角色，在接入網中，光纖接入也將成為發展的重

點。光纖接入網是發展寬帶接入的長遠解決方案。

引入光纖接入網的重要意義不僅在于可以從根本上解決接入網的“瓶頸效

應”問題，而且還將使整個電信網的結構發生根本性變化。因為這樣可以減少電

信網的節點數量，使整個電信網的結構更加簡化，更重要的是，引入光纖接入網

還將有利于全光網的實現。

3.1 光纖接入網的基本構成

光纖接人網通過光線路終端（OLT）與業務節點相連，通過光網絡單元（ONU）

與用戶連接。光纖接人網包括遠端設備——光網絡單元和局端設備——光線路終

端，它們通過傳輸設備相連。系統的主要組成部分是OLT和遠端ONU。它們在

整個接人網中完成從業務節點接口（SNI）到用戶網絡接口（UNI）間有關信令

協議的轉換。接入設備本身還具有組網能力，可以組成多種形式的網絡拓撲結構。

同時接入設備還具有本地維護和遠程集中監控功能，通過透明的光傳輸形成一個

維護管理網，并通過相應的網管協議納入網管中心統一管理[2]。

（1）光線路終端（OLT）

為光接入網提供至少一個與本地交換機的接口。OLT可以直接設在本地交換

機處，也可以設置在遠端，與遠端集中器或復用器接口，分離交換和非交換業務，

管理來自光網絡單元的信令和監控信息，為ONU及本身提供維護和供給功能。

（2）光網絡單元（ONU）

ONU的作用是為光接入網提供遠端用戶側接口。它可以接入多種用戶終端，

其主要任務是終結來自ONU的光纖并為多個單位用戶和居民住宅用戶提供業務

接口。ONU的用戶側是電接口而網絡側是光接口，因此它要完成光/電和電/光轉

換任務;另外，它還要完成對語聲信號的數字化處理和復用任務：它還具有信令

處理以及維護管理功能。

（3）光配線網（ODN）

為OLT和ONU提供光傳輸手段，完成光信號功率的分配。ODN是由無源

光器件（諸如光纖光纜、光連接器、光分路器和波分復用器等）組成的純無源光

配線網，其拓撲結構一般取樹形、星形及總線型。ODN的結構一般為點到多點

連接。這樣，多個ONU可以共享同一光傳輸系統，從而節省了成本。

（4）適配功能（AF）

AF為ONU與用戶設備之間提供適配功能。其具體物理實現既可以包含在

ONU內，也可以完全獨立。當ONU與AF在物理上相互獨立時，AF還要完成

在最后一段引入線上的業務傳送任務。

3.2 無源光網絡

根據光接入網（OAN）參考配置可知，OAN由光線路終端（OLT）、光配線

網（ODN）和光網絡單元（ONU）三大部分組成。OLT為ODN提供網絡接口并

連一個或多個ODN;ODN為OLT和ONU提供傳輸;ONU為OAN提供用戶側接

口并與ODN相連。無源光網絡（PON）就是光接入網（OAN）中的光配線網

（ODN），全部由光分路器（Optical Splitter）等無源器件組成，且不含任何有源

節點的光接入網[3]。

3.3 有源光網絡

有源光網絡又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON。有源光網絡的

局端設備（CE）和遠端設備（RE）通過有源光傳輸設備相連，傳輸技術是骨干

網中已大量采用的SDH和PDH技術，但以SDH技術為主。

3.4 光纖接入網的拓撲結構

光纖接入網的拓撲結構，是指傳輸線路和節點的幾何排列圖形，它用來描繪

網絡中各節點的相互位置與相互連接的布局情況。網絡的拓撲結構對網絡功能、

可靠性及造價等有著重要影響。其三種基本的拓撲結構是：總線形結構、環形結

構和星形結構，由此又可派生出總線-星形結構、雙星形結構、雙環形結構、總

線-總線形結構等多種組合應用形式，各有特點、相互補充。

（1）總線型結構

總線型結構是以光纖作為公共總線、各用戶端通過某種耦合器與總線直接連

接所構成的網絡結構。這種結構屬串聯結構，具有可共享主干光纖、增刪節點容

易、節省線路投資、彼此干擾小的優點。

（2）環型結構

環型結構是指所有節點公用一條光纖鏈路，光纖鏈路首尾相接構成封閉的閉

環回路的網絡結構。這種結構的突出優點是無需外界干擾，網絡可在較短時間內

從失效的故障中恢復，可實現網絡自愈。（3）星形結構

星形結構屬于并聯型結構，是指各用戶終端通過一個位于中央節點的具有控

制和交換功能的星形耦合器進行信息傳遞。這種結構的優點是：易于實現升級和

擴容，各用戶之間相對獨立，業務適應性強，不存在損耗積累的問題。缺點是對

中央節點的可靠性要求極高，所需光纖代價不菲。從星形結構又衍生出單星形結

構、有源雙星形結構及無源雙星形結構。

（4）單星形結構

該結構使用光纖將位于電信交換局的OLT與用戶直接相連，與現有銅纜接

入網結構相似，基本上都是點對點的連接。每戶都有單獨的一對線直接連到電信

局。因此單星形結構的優點是：可與原有的銅線網絡兼容，且用戶之間可互相獨

立，保密性好，升級和擴容容易，適應性較強。缺點是每戶都需要單獨的一對光

纖或一根光纖（雙向波分復用），要通向千家萬戶，就需要上千芯的光纜，成本

太高，難于處理，而且每戶都需要專用的光源檢測器，系統復雜。

（5）雙星形結構

雙星形結構可使各用戶共享部分線路及設備，因而大大降低了網絡造價，并

且易于維護，便于升級，具有較好的應用前景。雙星形結構又分為有源雙星形結

構和無源雙星形結構兩種形式。

有源雙星形結構在中心局與用戶之間增加了一個有源接點。中心局與有源接

點共用光纖，利用頻分復用（FDM）或時分復用（TDM）傳送較大容量的信息，

到有源接點再換成較小容量的信息流傳到千家萬戶。這種結構的優點是：靈活性

較強，中心局有源接點間共用光纖，光纜芯數較少，降低了光纖的費用。缺點是：

有源接點部分復雜，維護不方便，有源接點設備成本較高。

無源雙星形結構保持了有源雙星形結構光纖共享的優點，將結構中的有源接

點換成了無源分路器，可靠性高，維護方便，成本較低。此外，由于采取了一系

列措施，保密性也很好，是一種較好的光纖接人網結構。

4.光纖接入網的發展

目前國際和國內對OAN系統的應用和發展都十分關注，并積極推進標準化

進程和商業化進程。由于用戶對接入網價格因素的特殊敏感性，因而不管采用哪

種OAN技術，價格和需求仍將是決定其能否長期生存和發展的關鍵因素。

從長遠發展來看，結合多種先進技術的下一代OAN，傳輸容量將更大，ONU

數目將更多，價格將更低，可稱之為超級OAN（Supe r-OAN），它將是未來寬帶

接入網的發展趨勢。

光纖接入網代表了寬帶接入網的長遠發展方向，各種寬帶光纖接入網都有其

最佳使用場合和時機，寬帶點到點有源以太網光纖系統適合在低密度用戶分散地

區應用，寬帶點到多點無源光纖系統最適合新建或改建的密集用戶區應用。

參考文獻

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[2]李轉年.接入網技術及系統[M].北京：北京郵電大學出版社，2003.

[3]張中荃.接入網技術[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[4]陶智勇.綜合寬帶接入技術[M].北京郵電大學出版社，2004.