光纤接入网体系结构
第7章 光纤接入网 PPT
• 支持宽带业务，如单向广播式业务（CATV）、IPTV 、视频点播（VOD或数据通信）双向交互式业务、有 线广播电视的数据接入和计算机局域网接入等。
第7章 光纤接入网
7.1 光纤接入网的基本概念
• 接入网（Access Network，AN）是宽带核心网络到用户 网最后一段路程的传输网络。
• 近几年来核心网络的带宽高速发展，已经远远超过了接 入网的承载能力，使得核心网的带宽和过去的接入网的 带宽严重不匹配，接入网己成为宽带业务进入用户的最 后瓶颈。近年来光纤接入网的迅猛发展，使解决这一瓶 颈问题有了技术依靠，先后出现了模拟的光纤／同轴混 合接入网（HFC, Hybrid Fiber Coaxial)，数字的无源光网 络（PON, Passive OpticalNetwork)，其中包括APON (ATM-PON). EPON (Ethernet-PON）和GPON (Gigabit PON )以及有源光网络（AON, Active Optical Network） 等。
• 对于接入网而言电路层上面有接入承载处理能力 （AF），其功能是确定业务节点接口结构，还有接入 承载能力要求，其功能是用户承载、用户信令、控制 和管理。再加上层管理和系统管理功能。
图7-3 接入网通用协议参考模型
3 接入网的主要功能
接入网由用户口功能、业务口功能、核心功能、传输功能 和系统管理功能五部分组成。
• ODN为OLT与ONU之间提供光传输手段，其主要任务 是完成光信号功率的分配。ODN是由无源光器件、光 纤光缆、光连接器和光分路器等组成的纯无源光配线 网，通常采用树状结构。
宽带有线电视接入网系统体系结构及关键设备
宽带有线电视接入网系统体系结构及关键设备引言宽带有线电视接入网系统是现代家庭和企业接入宽带网络的重要手段，它为用户提供了高速、稳定的网络连接和丰富的媒体服务。
本文将介绍宽带有线电视接入网系统的体系结构以及其中的关键设备。
体系结构宽带有线电视接入网系统的体系结构主要包括三个层次，分别是用户接入层、集中接入层和核心汇聚层。
用户接入层用户接入层是指网络接入点与用户设备之间的连接层。
在宽带有线电视接入网系统中，常用的用户接入技术包括有线电视（CATV）网络、光纤到户（FTTH）网络等。
这些技术可以提供高速的宽带接入能力，满足用户对高清视频、在线游戏等需求。
在用户接入层，常见的关键设备有：1.光猫：光猫是将光纤信号转换为电信号的设备，用于将光纤网络接入到用户端设备（如电视机、电脑等）上。
2.有线电视调制解调器：有线电视调制解调器用于将有线电视信号转换为数字信号，并与用户设备进行连接，是用户接入有线电视网络的核心设备之一。
集中接入层集中接入层是宽带有线电视接入网系统中连接用户接入层和核心汇聚层的层次。
在集中接入层，用户接入设备通过光纤、同轴电缆等传输介质与集中接入设备相连。
在集中接入层，常见的关键设备有：1.传输设备：传输设备用于将用户接入设备传输的信号进行处理和转发，保证信号稳定和可靠传输。
常用的传输设备包括光传送设备、数字传送设备等。
2.聚合设备：聚合设备用于将大量用户接入设备的信号进行聚合处理，减少网络资源的占用。
聚合设备具有较强的处理能力和高速的转发能力，可以同时支持多个用户设备的接入。
核心汇聚层核心汇聚层是宽带有线电视接入网系统的顶层，负责将用户数据和媒体内容汇聚到一起，连接到Internet和其他服务提供商的网络中。
核心汇聚层承载着整个网络的传输和转发任务。
在核心汇聚层，常见的关键设备有：1.交换机：交换机是核心汇聚层的主要设备之一，用于实现数据的传输和交换。
交换机具有较高的带宽和较低的延迟，可以提供高速、稳定的数据传输能力。
关于光纤的基础知识
关于光纤的基础知识一、光纤接入网的拓朴结构电信网络最基本的拓朴结构有线形、星形和环形，由这3种基本结构组合而成的有双星形。
环形／星形、双环形、树形、网状网等等。
其中线形、星形（包括多星形）、树形、网状网结构是适用于光纤接入网的拓朴结构。
1．线形网络结构上、下业务灵活，可以节省光纤，简化设备，因此有广泛的应用前景。
2星形网络结构无论是其容量还是其业务服务内容都可以根据需要进行扩容、升级；并且，多星形结构馈线部分的复用系数很大，所以，采用星形类结构，可以大大节省光纤数量和建设成本，是光纤投入网发展中最主要的网络拓朴结构。
3．树形网络结构适用于广播式信息传递，其应用有一定的局限性。
但是在有线电视或采用TDMA或CDMA技术的电信光源光网络（PON）中有很大的应用前景。
4网状网结构经济、灵活、维护运行费用低，网络升级方便，在接入网中具有很大的优越性。
二、光纤用户接入系统的组成目前，接入网的用户终端设备都属于电气设备（如计算机。
电话机、传真机、电话机等），所以在局端和用户端之间，以光波作为载波，光纤作为传输媒介时，在两端都要进行光信号与电信号之间的转换。
光通信系统的组成主要有光源、光纤、光检测器。
发端的光源在电信号的作用下，发出与之时应的光信号，完成电／光转换的任务。
常用的光源有半导体激光二极管和半导体发光二极管。
接收端收到从发端经过光纤送来的光载波时，首先由光检测器把收到的光信号转换成对应的电信号，再经过放大均衡，还原成所需要的电信号。
可见，光检测器是光信号接收的关键器件。
在光纤通信中，常用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管。
光纤在信号的传输过程中起着媒介的作用。
光纤按其传输模式可分为单模光纤和多模光纤。
在光纤中只能传送一个模式时称为单模光纤，同时传送多个模式时称为多模光纤。
目前，在光纤通信系统中使用的载波波长有3个：0.85pm、1.31pm、1.55pm。
第1代光纤通信系统使用的是0.85pm波长，多模光纤；第2、3代光纤通信系统使用的是1.31pm 波长，多模光纤和单模光纤；最新的第4代光纤通信系统是用1.55pm波长，单模光纤。
三网融合光纤到户接入系统的设计
三网融合光纤到户接入系统的设计一、系统概述光纤到户接入系统是一种新型的综合通信接入系统，通过光纤传输技术，同时提供电信、有线电视和宽带网络三个服务。
该系统的核心设备有光纤分光器、光纤配线盒、OLT（光纤线路终端）和ONU（光纤网络单元）等。
二、系统组成部分1.光纤分光器：光纤分光器是将光信号分配到不同的传输通道的设备。
它可以将电信、有线电视和宽带网络的信号分离，并通过相应的传输通道传输。
2.光纤配线盒：光纤配线盒是连接光纤分光器和用户家中的终端设备的关键设备。
它负责将光信号转发到用户终端设备，同时对光信号进行保护和分配。
3.OLT（光纤线路终端）：OLT是整个系统的核心设备，它将宽带光信号转换成分发给用户的数字信号。
OLT负责管理光纤配线盒和ONU之间的通信。
4.ONU（光纤网络单元）：ONU是用户的终端设备，它接收OLT传来的数字信号，并转发给用户家中的电信、有线电视和宽带网络设备。
三、系统设计原则1.系统稳定可靠：为了保证用户的通信质量，系统设计应考虑光纤配线盒、OLT和ONU的可靠性和稳定性，同时应建立相应的备份设备，以便在发生故障时能够及时切换。
2.数据安全性：为了保护用户的数据不受外界侵害，系统设计应考虑建立安全网络，包括系统的防火墙、加密设备和访问控制等。
3.网络性能优化：为了提供高速稳定的网络服务，系统设计应通过合理的网络规划和设备配置，最大程度地优化网络性能。
4.系统扩展性：为了应对用户数量的增加以及新业务的引入，系统设计应具备良好的扩展性，可以方便地添加新的光纤分光器、光纤配线盒、OLT和ONU等设备。
四、系统实施方案1.网络规划：通过调研用户需求和周边网络环境，确定光纤分光器、光纤配线盒、OLT和ONU的布局。
根据用户家庭距离OLT的远近，合理规划光纤的路由，确保信号的传输质量。
2.设备配置：根据网络规划，确定所需的光纤分光器、光纤配线盒、OLT和ONU等设备型号和数量。
根据用户数量和带宽需求，合理配置设备参数，并确保设备之间的兼容性。
第二讲光网络结构体系及分类
第二讲光网络结构体系及分类光网络是一种基于光传输技术的通信网络体系，它利用光信号作为信息的传输媒介，具有高带宽、长距离传输、低功耗等优点，被广泛应用在现代通信领域。
光网络结构体系和分类是指在光网络中，根据不同的架构和应用需求进行分类和组织的方式。
下面将从光网络结构体系和分类两个方面进行阐述。
一、光网络结构体系光网络结构体系通常包括三个层次：光核心网、光接入网和光用户网络。
1.光核心网层：光核心网是光网络的中枢部分，承载着大量的数据传输任务。
它利用光传输技术将数据在不同节点之间进行转发和交换，实现大规模网络的连接和通信。
光核心网通常采用光分组交换技术，将光信号分成一组一组的数据包进行传输，这样可以提高网络的带宽利用率和传输效率。
2.光接入网层：光接入网是将光信号传输到用户终端的网络环节。
它连接光核心网和光用户网络，是光网络和用户之间的桥梁。
光接入网有多种技术架构，包括光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）和光纤到街（FTTC）等。
光接入网可以满足用户对高带宽、高速率传输的需求，实现用户之间的互联互通。
3.光用户网络层：光用户网络是指用户终端设备之间通过光网络进行通信和数据传输的网络层次。
它包括各种终端设备，如个人电脑、手机、智能家居设备等。
光用户网络可以通过光接入网连接到光核心网，实现与其他用户和网络资源的连接和通信。
二、光网络分类根据应用需求和网络规模的不同，光网络可以分为长途光网络和短距离光网络两种分类。
1.长途光网络：长途光网络主要用于实现大范围的传输，通常跨越数百甚至上千公里的距离，用于连接不同城市、国家或洲际之间的通信。
长途光网络通常采用的是光纤传输技术，利用光纤的低损耗和高带宽特性，实现对大量数据的高速传输。
长途光网络通常具有多个节点和交换中心，采用光分组交换技术和多路复用技术，具有高速率、大容量和灵活性的特点。
2.短距离光网络：短距离光网络主要用于局域网（LAN）和数据中心等小范围的通信需求。
接入网--pon技术
接入网--pon技术接入网-PON技术中国电信维护岗位技能认证教材编写小组编制目录第1章 PON拓扑结构 (5)1.1基本拓扑结构 (5)1.2性能比较 (6)第2章 PON的双向传输技术 (8)2. 1 光时分多址（OTDMA） (8)2. 2光波分多址（OWDMA） (8)2. 3光码分多址（OCDMA） (9)2. 4光副载波多址（OSCMA） (9)第3章 PON的双向复用技术 (10)3.1光波分复用（OWDM）技术 (10)3.2光时分复用（OTDM）技术 (11)3.3光码分复用（OCDM）技术 (11)3.4光频分复用（OFDM）技术 (11)3.5光副载波复用（OSCM）技术 (11)3.6光空分复用（OSDM）技术 (12)3.7时间压缩复用（TCM）技术 (12)第4章 PON功能结构 (13)4.1光线路终端（OLT）的功能结构 (13)4.2光网络单元（ONU）的功能结构 (13)4.3光配线网（ODN）的功能结构 (13)4.4操作管理维护功能 (14)4.5光接入网（OAN）基本性能 (14)第5章 PON技术应用 (15)5.1 PON组网应用 (15)5.2 波分复用PON技术应用 (15)5.3 10G PON技术应用 (16)5.4 EPON技术特点及网络结构 (18)5.5 EPON传输原理及帧结构 (20)5.6 EPON光路波长分配 (21)5.7 EPON关键技术 (21)第6章 GPON技术 (24)6.1 两大PON技术：GPON和EPON (24)6.2 GPON与EPON的比较 (24)6.3 为什么选择GPON (26)6.4 GPON网络基本性能参数 (27)6.5 GPON标准协议 (28)6.6 GPON原理 (29)6.7 GPON的基本协议概念- T-CONT (29)6.8 GPON的基本协议概念-DBA (32)6.9 GPON的基本协议概念-Gemport (36)6.10 GPON的基本协议概念-流 (37)6.11 GPON的基本协议概念-Flow control (38)6.12 GPON中的QOS处理 (40)6.13 GPON网络保护方式 (41)第1章 PON拓扑结构1.1基本拓扑结构光接入网（OAN）的拓扑结构取决于光配线网（ODN）的结构。
OLT&ODN&ONU组成及其关系
ONU:optical network unit
光网络单元，即上面所说的终端设备；一般可理解为家庭用路由器或交换机，和现在普通的双绞线网络中使用的设备的主要区别是多了一个光网络口。
作用：为光接入网提供远端的用户侧接口，处于ODN的用户侧。
OAN是采用光纤传输技术的接入网，即本地交换局和用户之间全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤接入网可划分为无源光网络(PON)和有源光网络(AON),相比这两种光网络，从成本上看，无源光网络发展将会更快些。按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同，可以将OAN划分为几种基本不同的应用类型：
/
|-------| |---------|/
-----|---| OLT |----|---| ODN |----[ONU 2]
|_____| |_____|\
\[ONU 3]
无源光分路器可以一级分光或多级分光。
UPStream:上行方向----ONU到OLT，一个ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。
N协议:
在ITU通过GPON无源体系结构标准，将上下行速率提高到2.5Gb/s,并采用了通用成帧协议(GFP)来封装，这样就更有效支持包括诸如话音、数据业务、视频业务、电子商务、远程教育、远程医疗等增值业务在GPON平台上提供。
从OLT到ONU/ONT的方向为下行方向，采用广播发送的数据流传输方式；反之为上行方向，采用基于统计复用的时分多址接入技术。PON通过粗波分复用CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)覆盖实现数据流的全双工传输。
DownStream:下行方向---OLT到ONU，OLT发送的信号通过一个1:n的无源分光器(或几个分路器的级联)广播到各个ONU，各ONU需要从中取出发给自己的数据。
第2章接入网体系结构
AN
UNI UPF CF
TF
CF SPF SNI
可归纳为两大功能群: 传送功能、系统管理功能
传送功能TF包括UPF、SPF、CF
承载并运送业务， UPF/SPF/CF主要是适配功能，是TF的外围功能
系统管理功能STM
供TMN进行系统管理
13
2.2.6电信接入网在电信网中的位置
电信网组成
2.3.2 IP接入网的定义
进一步理解IP接入网
是IP用户和IP服务提供者之间提供接入能力的实 体组成
由这些实体提供承载IP业务的能力 定义中的IP服务提供者是一种逻辑实体
可能是一个服务器群组 可能是一个服务器 甚至可能是一个提供IP服务的进程
IP用户可以动态选择不同的IP服务提供者
传送功能TF （ Transport Function）
在AN的不同位置之间为传送提供通道和传输介质
AN系统管理功能AN-SMF （ Access Network System
Management Function） 协调各功能的指配、操作和维护
12
2.2.5 电信接入网的功能
Q3
AN-SMF
✓2.2 电信网接入体系——G.902 ✓2.3 IP网接入网体系—— Y.1231 ✓2.4 G.902与Y.1231的比较
2.5 典型接入技术简介 2.6 接入网的管理体系
2
2.1 接入网标准出台与意义
英国电信1975年首次提出接入网概念 ITU-T制定接入网总体标准
ITU-T：国际电联电信标准部
主干系统 数千米
配线系统 数百米
接入网
引入线 数十米
用户终端
15
2.2.7 对G.902的评价
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光纤接入网体系结构
摘录于：光纤接入网规划设计手册人民邮电出版社
1.1接入网
电信网可以分为3大部分：核心网、城域网/本地网、接入网和用户驻地网（可选）。
接入网（AN）由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（如线路设施和传输设施）组成，是为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统。
接入网可以通过管理接口进行配置和管理。
图 1.1显示的是接入网在整个网络结构中的地位。
接入网物理参考模型如图1.2所示，其中灵活点（FP）和配线点（DP）是两个重要的信号分路点，大致对应传统铜线用户线的交接箱和分线盒。
实际物理配置可以有各种不同程度的简化：最简单的情况就是用户直接与局端相连，适用于局端周边用户的接入；对于离局端有一定距离的用户，则应采用FP、DP配线后接入。
图1.3显示的是接入网的体系结构图。
接入网可以由3个接口界定，即网络侧经由SNI与业务节点相连，用户侧由UNI与用户相
连，管理方面则经Q接口与TMN（电信管理网）相连。
业务节点是提供业务的实体，业务节点（SN）的类型多种多样，有本地交换机（PSTN、ISDN、B-ISDN、PSDN等）、租用线业务节点（点路方式、ATM方式、分组方式）、IP路由器、有线电视业务节点（CATV发端）及信息业务节点（VOD）等。
业务节点接口（SNI）是接入网和业务节点之间的接口。
通过业务节点与核心网链接，SNI 可以通过透明传送渠道实现远端连接。
在实际网路中，有很多类型的接口位于SNI，一般都是一些已经标准化的接口，包括传统的V5接口（基于2Mbit/s的标准化综合SNI，支持普通、ISDN 和专线业务）、VB5接口（基于ATM的宽带SNI）以及SDH和以太网等多种类型的接口。
用户网络接口（UNI）支持用户终端或者是用户驻地网及其业务的接入。
UNI包括模拟的UNI-Z接口（传统交换机模拟用户线接口，AN 中由接入网设备提供），数字的UNI-U接口（ISDN BA中的数字用户线接口），以及其他的多种数据、10/100Base-T、1000 Base-X等接
口。
接入网的种类各异，并不断变化。
接入网具体技术的实现多种多样，各具特色。
根据传输方式可以分为有线接入网和无线接入网，见表1.1。
表1.1。