光纤接入网
宽带接入之接入网分类介绍
3
接入网应用
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家庭宽带接入
3
2
4
1
ADSL：利用电话线传输数据，速度较慢，但普及率高
无线：利用无线网络传输数据，如Wi-Fi，方便移动设备接入
光纤：利用光纤传输数据，速度快，但需要铺设光纤
卫星：利用卫星传输数据，适用于偏远地区，但信号不稳定
04
应用拓展
5G技术：高速率、低时延、大连接，实现万物互联
01
01
02
03
04
物联网：接入网与物联网设备融合，实现智能生活
云计算：接入网与云计算技术结合，提供高性能计算服务
边缘计算：接入网与边缘计算技术结合，实现数据本地化处理，降低时延
02
03
04
谢谢
DESIGN WORKS KEEP
企业宽带接入
A
企业宽带接入是指企业通过宽带网络接入互联网，实现企业内部网络与互联网的连接。
B
企业宽带接入的方式包括专线接入、VPN接入、无线接入等。
C
企业宽带接入的应用包括企业内部网络管理、企业信息发布、企业电子商务等。
D
企业宽带接入可以提高企业工作效率，降低企业运营成本，提高企业竞争力。
移动宽带接入
技术融合
光纤接入技术：高速、大容量、低时延
无线接入技术：移动、便捷、覆盖广
卫星接入技术：远程、高速、全球覆盖
混合接入技术：多种接入技术融合，满足不同场景需求
网络升级
光纤接入：高速、大容量、低时延
01
5G接入：高速、低时延、广覆盖
02
卫星接入：全球覆盖、高速、低时延
《光纤接入网第二讲》课件
2 可以实现多信道传
输
3 具有高速率和高带
宽
通过WDM技术，WDMPON结构可以同时传输 多个信道的光信号。
WDM-PON结构提供更 高的数据传输速率和更 大的带宽，满足用户对 高速宽带的需求。
光纤接入网的应用
1 家庭宽带接入
光纤接入网可以提供稳 定、高速的宽带接入， 满足家庭用户对高速网 络的需求。
光纤接入网将更加智能
3 面向5G的光纤接入
网络
化，能够根据用户需求
光纤接入网将面向5G网
提供个性化的网络服务。
络的需求进行优化，提
供更高的速度和更低性高
光纤信号不易受到外界干扰，保证了数据 传输的稳定性和可靠性。
光纤信号无法被窃取，提供了更高的数据 安全性，保护用户的隐私。
光纤接入网的典型结构
ODN结构
光分纤器直接连接到用户处， 适用于FttC和FttB。
PON结构
采用光分配器作为中心节点， 多个ONU通过同一光纤接入。
PON结构将光分配器作为中心节点，将光信号分发给多个ONU。
2 多个ONU通过同一光纤接入
多个用户设备通过同一光纤接入，实现资源共享和高效的数据传输。
3 采用TDMA技术
PON结构通过分时多路复用技术实现多个用户设备之间的信号传输。
WDM-PON结构的特点
1 采用WDM技术
WDM-PON结构采用波 分复用技术，实现多信 道传输，提供更大的带 宽。
《光纤接入网第二讲》 PPT课件
光纤接入网是一种高性能的宽带接入技术，具有传输能力强、信号传输质量 高、抗干扰性能好和安全性高等优势。
光纤接入网的技术优势
1 宽带传输能力强
2 信号传输质量高
光纤通信技术第十章光纤接入网技术全解
中
ONU
OBD
OLT
心
局
光接入网
光纤到楼 FTTB
FTTB： Fiber To The Budding
ONU设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地方 用户到ONU之间（引入线）用UTP5类线（或更高等
级线）连接
点到多点结构，一个ONU为多个用户提供接入 通常采用FTTB+Ethernet技术
1. 光纤接入网的定义 光纤接入网（OAN，Optical Access
Network）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。它 不是传统意义上的光纤传输系统，而是针对 接入网环境所设计的特殊的光纤传输网络。
1. 光纤接入网的基本结构
光纤接入网采用光纤作为主要传输媒质 ，而局侧和用户侧发出和接收的均为电信号 ，所以在局侧要进行电/光变换，在用户侧要 进行光/电变换，才可实现中间线路的光信号 传输。一个一般意义上的光纤接入网示意图 如图10-4所示。
图10-6 ODN中的光通道
S/R L
光通道
ONU
Lp
活动连接器 光纤接头 光 分 路 器 OBD
Lj
第 j个 光 通道元件
R /S
OLT L1
光纤接入网的拓扑结构
光纤接入网的拓扑结构主要有总线形、 环形和星形。由此又可以派生出树形、双星 形、环形－星形等结构，如图10-7所示。
图10-7 光纤接入网的拓扑结构(部分 )
10.1.1 接入网的基本概念
按照电信网的概念，可以将全网分为公用电信网和 用户驻地网两大块。用户驻地网是属于用户所有，因而， 通常电信网是指公用电信网部分。公用电信网可以分为 长途网（长途端局以上部分），中继网（长途端局和市 话局之间以及市话局之间的部分）和接入网（端局至用 户之间的部分）。目前国际上已经倾向于将长途网和中 继网合在一起称为核心网。相对于核心网而言，其他部 分统称为接入网。接入网主要完成将所有用户接入到核 心网的任务。
第5章 光纤接入网技术
（2）光波分多址(OWDMA)方式
· 光波分多址(OWDMA)方式是每个 ONU使用不同的工作波长，OLT接收端通 过分波器来区分来自不同ONU的信号。
· OWDMA方式的原理如图5-18所示。
（3）光码分多址(OCDMA)
· 光码分多址(CDMA)方式是给每个 ONU分配一个唯一的多址码，将各ONU的 上行信号码元与自己的多址码进行模二加， 再调制相同波长的激光器，在OLT用各 ONU的多址码恢复各ONU的信号。
2、EPON的设备功能
（1）光线路终端（OLT）
· OLT的具体功能为： ①提供EPON与服务提供商核心网的
数据、视频和话音网络的接口，具有复用/ 节复用功能；
②光/电转换、电/光转换。
③分配和控制信道的连接，并有实时监 控、管理及维护功能；
④具有以太网交换机或路由器的功能。
· OLT布放位置一般有3种方式： ● OLT放置于局端中心机房(交换机房、 数据机房等) ● OLT放置于远端中心机房 ● 户外机房或小区机房
（3）总线形结构
· 总线形结构的光纤接入网如图5-8所示。
2、有源光网络（AON）的拓扑结构
· 有源光网络（AON）的拓扑结构一般 采用双星形、链形和环形结构。
（1）有源双星形结构
· 有源双星形结构如图5-9示所示。
（2）链形结构
· 当涉及通信的所有点串联起来并使首 末两个点开放时就形成了链形结构（线形 结构），如图5-10所示。
· 根据采用的技术不同，无源光网络 （PON）又可以分为以下几类。
● APON——基于ATM的无源光网络（在 PON中采用ATM技术），后更名为宽带PON （BPON）；
第七章 光纤接入网
7.2.1 光纤接入网功能模型
Q3接口 （PON） ODN ONU ONU ONU 用户侧 ONU：光网络单元 ODN：光配线网络 接入链路 OLT：光线路终端 PON：无源光网络 网络侧 AON：有源光网络 ODT：光配线终端 （AON） ODT OLT 业务节点功能 OLT甚高速数字用户线(VDSL：very－high－rate DSL) 在ADSL基础上发展起来的VDSL，可在很短的双绞 铜线上传送比ADSL更高速的数据，其最大的下行速率为 51～55Mbps，传输线长度不超过300m；当传输速率在 13Mbps以下时，传输距离可达到1.5Km，上行速率则为 1.6Mbps以上。 • 速率自适应数字用户线(RADSL:Rate Adaptive DSL) RADSL提供的速率范围与ADSL基本相同，也是一 种提供高速下行、低速上行并保留原语音服务的数字用 户线。与ADSL区别在于：RADSL的速率可以根据传输 距离动态自适应，当距离增大时，速率降低，这样可以 提供用户传输服务的灵活选择。
树形结构 采用串联光分支器件（OBD）分开下 行信号和组合上行信号，光分支器件一般采用1： N型。 总线形结构采用分光/合光器件（S/C）即光分支 耦合器，将各个ONU连接到OLT发出的总线上。 ODN的主要光特性如下： •光波长透明性：如光分支器件之类的无源器件， 不 具 有 波 长 选 择 功 能， 能 支 持 传 送 1310nm和 1550nm波长区内波长的信号。 •互换性：ODN的输入和输出口互换后，对通过器 件的光衰耗不会产生显著的变化。 •光纤兼容性：所有的光器件应能与光纤兼容。
光纤接入网可分为光纤到户(FTTH)、光纤到路边 (FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到办公室 (FTTO)等。
基于光纤的接入技术包括光纤/同轴线混合网 （HFC：Hybrid Fiber Coaxial) 、以ATM为基础 的无源光网络(APON) 、GPON、EPON、SDH 应用于接入网 、IP over （D）WDM 等。
GPON光纤接入网
接入网路是指从主干网路至使用者终端机的全部装置。
GPON将GEMport 这个概念引进进来，它很好地从数据上将不同业务分离开来，这样不但方便了各业务数据流的通过，还可以很好地找到问题的根源。
GPON的长度通常为数百米到几公里，因此被形象地称为"最后一公里"。
因为主干网路通常都是以光导纤维为架构，所以接入网就成了网路的「瓶颈」。
接入网络的接入模式可分为若干种，如铜线（一般的电话线路）接入、光纤接入、光纤同轴（cable cable）光缆（cable cable）混合式接入以及无线电接入。
按接入点的位置，可将其划分为：FTTH, FTTB, FTTC,FTT0。
在现有的接入网中，V5接入、无源光网络接入（PON）、xDSL接入以及Fiber/Synthetic Mixed Network Access (High Fiber/Synchronized Network Access, HFC）是目前最重要的接入模式。
以下是接入网络的类别。
图1-1 接入网分类发展历程在当前通信产业中，由于产业内的垄断性和网络服务的不断放开，以及移动宽带数据服务的迅速发展，GPON被广泛地应用到了接入网络中，它的服务覆盖面也在不断扩大。
前期GPON网络构建中，OLT局点与城市区域网之间以光纤通信为主的接入模式已经难以适应业务的迅速发展，而对于一些边远地区的基站来说，如果使用光纤通信来进行OLT局点与城市区域网之间的通信，将会出现大量的跳接点、上联链路无保护和故障点多等问题，不利于服务的监测和保护；同时，基于SDH技术的SDH技术也不能适应GPON大规模通信对带宽的需要。
在GPON中，OLT是一个服务聚合终端，它的安全与可维护性是整个GPON 系统的关键。
要努力打造出优质的网络，争取在竞争中获得更好的表现，在顾客中树立起一个好的品牌形象，需要通过使用规模部署的光电缆网和新型的传输系统来完成OLT上联保护和带外监视，从而达到对服务进行保护和监视的目的。
光纤通信原理-光接入网
提供更远的传输距离，采用光纤传输，接入层的覆 盖半径达20km，局端单根光纤经分光后引出多路到 户光纤，节省光纤资源；
拥有高速宽带及高效率传输的特性。
2.GPON帧格式
分为下行帧和上行帧结构，GPON帧结构比EOPN帧结 构复杂。
下行 4 PSync
4 标记符
13
1
PL OA M
⑤ 支持QoS。在EPON中QoS主要体现在3个方面：一 是物理层和数据链路层的安全性；二是如何支持业 务等级区分；三是如何支持传统业务。 ⑥ EPON的安全性。ONU通过上行信道传送一些保密 信息（如数据加密密钥），OLT使用该密钥对下行信 息加密，因为其他ONU无法获知该密钥，接收到下行 广播数据后，仍然无法解密获得原始数据。
6
帧起 始 定界
72～1526
净负荷 以太网帧
8 前导 码
6
目的 地址
6
源端 地址
2
数据 长度
6
帧结束 定界
16
前向 差错 校验
6 字节
帧结 束 定界
46～1500
数据 信息
0-46
4 字节
填充 帧校验 （PAD) （FCS)
帧起始定界（SFD，Start of Frame Delimiter），共6字节， 用来为帧的头部定界；
对于上行数据，采用时分多址接入技术（TDMA）， 根据IEEE802.3ah协议，当ONU在注册成功后，OLT会 根据系统的配置，给ONU分配一个唯一的LLID，给 ONU分配特定的带宽，TDMA 技术为每个ONU分配时隙， 每个ONU的信号通过使用不同时间长度的光纤传输来 完成“时分”功能，再把“时分”后的信号聚到光 分路器，完成“复用”功能。在采用动态带宽调整 时，OLT会根据指定的带宽分配策略和各个ONU的状 态报告，动态地给每一个ONU分配带宽。
光纤接入技术
光纤接入技术通信行业职业技能鉴定培训丛书宽带接入光纤接入技术第二章第四章光纤接入技术第一节光纤接入网概述一、光纤接入网的基本概念若传输媒质是光纤，同时利用光波进行接入网的信号传送，称为光纤接入网OAN(Optical Access Network)。
由于目前接入网的用户终端设备大都属于电气设备(如电话、传真、电视、计算机等)，故在传输系统的两端(局端和用户端)之间以光纤作为传输媒质时，必须首先在发送端把各种电信号转换为光信号，才能在光纤上进行传输。
而在接收端必须把光信号恢复为电信号，才能在电的终端设备上显示各种原始信息，见图4-1所示。
-1 光/电转换设备工作原理图4这种光,电转换设备(O/E或E/O)，在局端通常称作光线路终端(Optical Line Terminal,OLT),在用户端通常称作光网络单元(Optical Network Unit,ONU)。
光纤是目前带宽最宽的传输介质。
在所有的传输介质中，光纤可以说是最理想的一种，可提供最大的带宽，可抗电磁干扰，抗雷击，不会产生腐蚀，可以长距离传输。
目前绝大部分的主干网都已采用光纤。
但在整体网络中，最主要的瓶颈在于接入网，这才是真正的网络堵塞路段。
如将光纤应用到用户线路中，取代现有的电话铜线，一定能够满足各种宽带服务的需要，光纤接入网可以说是有线宽带接入网的最佳解决方案。
光纤接入网(OAN)不是传统的光纤传输系统，而是一种针对接入网环境所设计的特殊的光纤传输系统。
尽管有人将之称为小型数字环路载波系统(DLC)，其实两者在设计思想、结构、成本和应用环境等方面都有不少差别。
建设光纤接入网的主要目标是:1、为小型企业和事业单位及住宅用户最大程度地提高接入网的带宽。
112通信行业职业技能鉴定培训丛书宽带接入第二章光纤接入技术2、使宽带接入网与核心网相互独立，即OAN不应依赖于交换机的类型，既要能与现有模拟和数字交换机兼容，也要能与新的数字交换机兼容，能够工作于多厂家、多类型交换机环境。
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光纤接入网
光纤接入网是指接入网中传输媒介为光纤的接入网。
光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive Optical Network)。
有源光网络又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON;无源光网络可分为窄带PON和宽带PON。
由于光纤接入网使用的传输媒介是光纤，因此根据光纤深入用户群的程度，可将光纤接入网分为FTTC(光纤到路边)、FTTZ(光纤到小区)、FTTB(光纤到大楼)、FTTO(光纤到办公室)和FTTH(光纤到户)，它们统称为FTTx。
FTTx不是具体的接入技术，而是光纤在接入网中的推进程度或使用策略。
技术特点
1. 有源光网络
顾名思义，有源光网络的局端设备(CE) 和远端设备(RE)通过有源光传输设备相连，传输技术是骨干网中已大量采用的SDH和PDH技术，但以SDH技术为主。
远端设备主要完成业务的收集、接口适配、复用和传输功能。
局端设备主要完成接口适配、复用和传输功能。
此外，局端设备还向网元管理系统提供网管接口。
在实际接入网建设中，有源光网络的拓扑结构通常是星形或环形。
有源光网络具有以下技术特点：
◆传输容量大，目前用在接入网的SDH传输设备一般提供155Mb/s或622Mb/s的接口，有的甚至提供2.5Gb/S的接口。
将来只
要有足够业务量需求，传输带宽还可以增加，光纤的传输带宽潜力相对接入网的需求而言几乎是无限的。
◆传输距离远，在不加中继设备的情况下，传输距离可达70～80公里。
◆用户信息隔离度好。
有源光网络的网络拓扑结构无论是星形还是环形，从逻辑上看，用户信息的传输方式都是点到点方式。
◆技术成熟，无论是SDH设备还是PDH设备，均已在以太网中大量使用。
由于SDH/PDH技术在骨干传输网中大量使用，有源光接入设备的成本已大大下降，但在接入网中与其他接入技术相比，成本还是比较高。
2. ATM无源光网络(ATM-PON)
ATM-PON最重要的特点就是其无源点到多点式的网络结构。
它综合了ATM技术和无源光网络技术，可以提供现有的从窄带到宽带等各种业务。
ATM-PON由OLT、ONU/ONT和无源光分路器组成。
其中，Splitter是光分路器，它根据光的发送方向，将进来的光信号分路并分配到多条光纤上，或是组合到一条光纤上。
ONU/ONT主要完成业务的收集、接口适配、复用和传输功能;OLT主要完成接口适配、复用和传输功能。
此外，OLT还向网元管理系统提供网管接口。
ODN(光配线网)中光分路器的工作方式是无源的，这就是无源光网络中“无源”一词的来历。
但ONU和OLT还是工作在有源方式下，即需要外接电源才能正常工作。
所以，采用无源光网络接入技术并不
是所有设备都工作在不需要外接馈电的条件下，只是ODN部分没有有源器件。
ATM-PON具有如下技术特点：
◆ATM-PON网络拓扑结构是星形，双向传输方式一般采用双纤空分复用(SDM)方式，也有基于单纤波分复用(WDM)方式。
点到多点传播采用下行时分复用(TDM)、上行时分多址(TDMA)方式。
◆现有产品的典型线路速率是下行622Mb/s、上行155Mb/s。
也可采用其他的带宽配置，例如上下行对称的622Mb/s、155Mb/s传输速率。
将来，随着器件水平的提高，线路速率还可以进一步增加。
◆在FTTC、FTTZ情况下，仍需要位于路边或交接箱中的室外型设备具备有源器件;而在FTTH/B配置情况下，所有的有源器件都从室外设备中省掉了。
无源光网络比有源光网络和铜线网络简单，且更加可靠和易于维护。
特别是如果FTTH大量使用，有源器件和电源备份系统从室外转移到了室内，对器件和设备的环境要求可以大大降低，维护周期可以加长。
◆由于ONU/ONT分散在不同的点，因此上行需要采用多址接入技术，FSAN(全业务接入网组织)和ITU(国际电信联盟)规定以TDMA来支持上行信号的接入，下行使用TDM方式。
由于每个ONU/ONT距离OLT的远近不同，为防止信号碰撞，上行信号需要采用特殊机制——测距来“对齐”。
测距是ATM-PON技术中最复杂的部分。
◆标准化程度高，FSAN和ITU均已发布了ATM-PON的技术规范，分属于不同供应商的OLT设备和ONU已经实现互通。
◆由于无源光分路器会导致光功率的损耗，所以ATM-PON的传输距离一般不超过20公里，覆盖范围有限。
在经济性方面，目前ATM-PON系统每线的成本还比较高，其主要原因是市场有限。
FSAN认为，随着用户需求的增加、产品规模的提高以及新技术的采用，将会显著降低每线的设备和安装成本。
3. 窄带无源光网络(窄带PON)
窄带PON的网络拓扑结构与ATM-PON一样，它与ATM-PON存在以下主要区别：
◆ATM-PON是宽带接入技术，可以给用户提供大于2Mb/s的接入速率;窄带PON是窄带接入技术，只支持窄带业务，给用户提供的接入速率最大为2Mb/s。
◆窄带PON的线路速率远小于ATM-PON。
其线路速率一般在20Mb/s到50Mb/s之间。
◆窄带PON的传输采用电路方式，而ATM-PON采用分组方式(ATM信元)。
◆窄带PON的网络侧接口一般为V5接口，用户侧接口为现有各种窄带业务接口;ATM-PON网络侧接口一般为ATM接口，用户侧接口包括各种宽窄带业务接口。
◆窄带PON的标准化程度不如ATM-PON。
窄带PON是先有产品，后有标准;ATM-PON是产品和标准几乎同时出来。
除以上几点区别外，窄带PON的其他特点与ATM-PON相同。
窄带PON的设备价格近年来下降很快，已经接近目前窄带接入中广泛
应用的IDLC(综合数字环路载波)的价格。
适用范围
不同的光纤接入技术有不同的适用场合。
有源光接入技术适用带宽需求大、对通信保密性高的企事业单位的接入。
它也可以用在接入网的馈线段和配线段，并与基于无线或铜线传输的其他接入技术混合使用。
ATM-PON既可以用来解决企事业用户的接入，也可以解决住宅用户的接入。
有的运营商利用“ATM-PON + xDSL”混合接入方案，解决住宅用户或企事业用户的宽带接入。
窄带PON主要面向住宅用户，也可用来解决中小型企事业用户的接入。
另外，PON的服务范围不超过20公里，但通过“有源光网络+无源光网络”混合组网方案，可弥补该弊端。
技术优势
光纤接入技术与其他接入技术(如铜双绞线、同轴电缆、无线等)相比，最大优势在于可用带宽大，而且还有巨大潜力没有开发出来。
此外，光纤接入网还有传输质量好、传输距离长、抗干扰能力强、网络可靠性高、节约管道资源等特点。
另外，SDH和ATM-PON设备的标准化程度都比较高，有利于降低生产和运行维护成本。
当然，与其他接入技术相比，光纤接入网也存在一定的劣势。
最大的问题是成本较高，尤其是光节点离用户越近，每个用户分摊的接入设备成本就越高。
另外，与无线接入相比，光纤接入网还需要管道
资源，这也是很多新兴运营商虽然看好光纤接入技术，但又不得不选择无线接入技术的原因。