光纤接入技术

光 分
OLT
路 器
ONU 光缆
电话
FTTC
ONU
电话
FTTB
4-3 光接入网的应用类型
（1）光纤到路边（FTTC） （2）光纤到楼（FTTB） （3）光纤到户（FTTH） （4）光纤到办公室（FTTO）
4．光接入网的传输技术
（1）空分复用（SDM）技术 是指上行信号和下行信号使用不同的光纤 分开传输。 （2）时分复用(TDM)/时分多址（TDMA）技术 是指在同一个光载波波长上，将时间分割 成周期性的帧，每帧再分割成若干个时隙，按 一定的时隙分配原则，使每个ONU在指定时隙 内以分组方式向OLT发送信号
λ1
波 分 复 用 器
λ1
上行信道
ONU
1
光 分 路 器
2
OLT
λ2 λN
λ2 λN
ONU
… …
N
… …
OLT
… …
2
… …
λ1
λ2
λN λ
ONU
N
4-6 WDM/WDMA-PON
（5）码分复用(CDM)/码分多址（CDMA）技 术 是给每一个ONU分配一个惟一的正交码作 ONU 为地址码，并将各ONU的上行信号与其进行模 二加，再去调制具有相同波长的激光器，经分 路器合路后送到光纤传输。
（3）光配线网络（ODN） ODN在OLT和一个或多个ONU之间提供一 条或多条光信道。
2．APON系统帧结构
不论是上行方向还是下行方向，ATM信元都是 以APON帧格式在APON系统中进行传输。
1 帧=56 个 53 字节信元 PLOAM 1 ATM 信元 1 ATM 信元 27 PLOAM 2 ATM 信元 28 ATM 信元 54
3．APON关键技术
（1）测距技术 为了防止ATM信元发生碰撞，OLT需要引入 ONU OLT 测距功能，来补偿因为ONU与OLT之间的距离 不同而引起的传输时延差异，使所有ONU到 OLT的逻辑距离相同，以确保不同ONU所发出 的信号能够在OLT处准确地复用。 APON系统的测距过程分为三步：第一步是 静态粗测，第二步是静态精测第三步是动态精 测。
LD
光 探 测 器
上行信道
光 分 路 器
LD f1 f2 fn f LD
f1
低通滤波 低通滤波
f2
fn
4-8 SCM/SCMA-PON
4.1.2 ATM无源光网络（APON）
1．APON系统结构 APON是指采用ATM信元传输方式的PON。 APON APON主要由光线路终端（OLT）、光分路器、 OLT 光网络单元（ONU）和光纤光缆等组成。
4-10 OLT功能
（2）光网络单元（ONU） ONU通过PON专用接口与ODN相连，通过 UNI 多种UNI接口与不同用户终端相连，支持多种 用户终端接入。
业务部分 用户端口 功能 用户和业务 复用功能
核心部分 传输复用 功能 ODN 接口 功能 ODN
用户
供电功能
公共部分
OAM 功能
图4-11 ONU功能块
（1）光线路终端（OLT） OLT通过标准业务接口与外部网络连接， PON ODN 通过PON专用接口与ODN相连，按要求提供光 接入。
ODN 接口功能
核心部分 ATM
业务部分
… …
ODN
ODN 接口功能
传输 复用功能
接 功能
业务端口 功能
… …
业务端口 功能
… …
核心
功能
部分
OAM 功能
SNI 接口
测距授权 未分配的 授权 空闲授权
1 帧=53 时隙 ATM 信元 1 ATM 信元 2 ATM 信元 3
……
ATM 信元 53
图4-13 APON系统上行帧结构
上行帧包含53个时隙，每个时隙包含56个字节， 其中53个字节为ATM信元，3个字节是开销字 节。开销字节包含的域及主要用途如下。 ① 保护时间 ② 前置码 ③ 定界符
存在一些问题，如系统成本太高；系统容量和 覆盖范围有限，未考虑对窄带业务的支持及与 其他技术相结合时需解决引入线的宽带化等一 系列问题。
4.1.3 以太无源光网络（EPON）
把简单经济的以太技术与PON的传输结构结合 起来的 Ethernet over PON概念，自2000年开 始引起技术界和网络运营商的广泛重视。 EPON是几种最佳的技术和网络结构的结合。 EPON采用点到多点结构，无源光纤传输方式， 在以太网之上提供多种业务。 EPON不需任何复杂的协议，光信号就能精 确传送到终端用户，来自终端用户的数据也 能被集中传送到中心网络。
一般测距方法有以下几种。 ① 扩频法 ② 带外法 ③ 带内法 接入网最敏感的是成本，所以APON应该采 用带内开窗测距技术。
（2）快速比特同步技术 （3）突发信元的收发技术 （4）搅动技术
4．APON技术特点
APON技术具有如下优点： ① 宽带化并支持所有种类和各种比特率的业务； ② 能够全动态分配带宽，充分利用网络资源，满 足用户各种需要； ③ 无源点到多点的网络结构，简单、可靠、易于 维护管理； ④ 标准化程度高，使得大规模生产时可降低成本； ⑤ 安全性高； ⑥ 时延小。
… …
ONU (a) 星型结构
(c) 总线型结构
ONU ONU 分路器 分路器 ONU OLT ONU 分路器 ONU (b) 型结构 ONU (d) ONU 分路器
ONU 分路器
ONU 分路器
… …
OLT
分路器
分路器
分路器
分路器
ONU 型结构
ONU
4-2
结构
3．光接入网的应用类型
用户 分路器 铜缆 ONU 电话 铜缆引入线 FTTH/FTTO
4.1.1 OAN概述 4.1.2 ATM无源光网络（APON） 4.1.3 以太无源光网络（EPON）
4.1.1 OAN概述
光接入网（OAN）就是指在接入网中采用光纤 作为主要传输媒质来实现信息传送的网络形式。 接入网中的光区段可以是点到点、点到多点的 结构。OAN可以分为无源光网络（PON）和有 源光网络（AON）。
表6-1 授 权 信 号
类 型 编 码 定 义
数据授权 除11111101、 、 11111110和 和 11111111外的 外的 任何值 除11111101、 、 11111110和 和 11111111外的 外的 任何值 除11111101、 、 11111110和 和 11111111外的 外的 任何值 除11111101、 、 11111110和 和 11111111外的 外的 任何值 11111101 11111110 11111111 指示一个上行ONU数据授权，在测距协议中使用授权-分配消息，将数据 数据授权，在测距协议中使用授权 分配消息 分配消息， 指示一个上行 数据授权 授权值分配给ONU。则该ONU可发送一个数据信元，或当没有数据 授权值分配给 。则该 可发送一个数据信元， 可发送一个数据信元 信元可用时发送一个空闲信元 指示一个上行ONU的PLOAM授权，在测距协议中使用 的 授权， 指示一个上行 授权 在测距协议中使用grant-allocation 消息， 授权值分配给ONU。该ONU总是发送一个 总是发送一个PLOAM 消息，将PLOAM授权值分配给 授权值分配给 。 总是发送一个 信元来响应该授权 指示一组上行ONU分离时隙授权，在测距协议中使用Divided-slot分离时隙授权，在测距协议中使用 指示一组上行 分离时隙授权 grant- configuration消息，OLT分配授权给一系列 消息， 分配授权给一系列ONU，配置的 消息 分配授权给一系列 ， 每个ONU都发送一个微时隙 每个 都发送一个微时隙
ONU OLT 1 A1 LD 1 A1
光 探 测 器
上行信道
光 分 路 器
LD
2
… …
Байду номын сангаас
2
A2
… …
A2 LD An
n An n
4-7 CDM/CDMA-PON
（6）副载波复用(SCM)/副载波多址（SCMA） 技术 是将上行信号和下行信号分别安排在不同 频段，在同一根光纤中完成双向传输任务。
OLT 鉴相 鉴相 鉴相 低通滤波
1．光接入网的参考配置
Q3 AN 系统管理功能 UNI (PON) ONU SNI
R/S
S/R
…
ODN T AF a (AON) ONU ONU
OLT V
SN 功能
…
ODT AF 用户侧 ONU 接入链路
OLT
SN 功能
网络侧
4-1 光接入网的参考配置
SNI为业务节点接口，UNI为用户网络接口， Q3为网络管理接口；S为光发送参考点，与 ONU/OLT光发送端相邻；R为光接收参考点， 与ONU/OLT光接入端相邻；V为业务网络接口 参考点；T为用户网络接口参考点；a为AF与 ONU间的参考点。 光接入网一般是一个点到多点的光传输系 统，主要由光网络单元（ONU）、光线路终端 （OLT）、光配线网络(ODN)/光远程终端 （ODT）和适配功能块（AF）等组成。
第四章 光纤接入技术
4.1 4.2 4.3 4.4 OAN接入技术 OAN接入技术 FTTx+LAN接入技术 FTTx+LAN接入技术 FTTx+LAN接入网系统设计 FTTx+LAN接入网系统设计 FTTx+LAN、ADSL、VDSL接入技术比较 FTTx+LAN、ADSL、VDSL接入技术比较
4.1 OAN接入技术
① ② ③ ④ ⑤
光网络单元（ONU） 光线路终端（OLT） 光配线网络（ODN） 光远程终端（ODT） 适配功能块（AF）
2．光接入网的拓扑结构