光纤接入的结构
宽带接入-PON系统组成
FTTX场景分析
Centre office
Curb
Building
Home/Office
GE GE GE PON
FTTH/FTTO 是光纤接入的最终目标
ADSL2+ VDSL2 ADSL2+ VDSL2 10/100Base-T
VDSL2/POTS
ONT
FTTC+XDSL FTTB+XDSL FTTB+LAN FTTB+VDSL
PON 系统组成
引入
• PON ：Passive Optical Network，无源光网络 • 接入网传输过程中不含有源设备 • 是目前电信运营商光纤接入的主流技术
PON系统组成
Байду номын сангаас
ODN
Internet
SS/IMS
OLT
Passive Optical Splitter 无源分光器
CATV
IP核心网
PON
▪ 光线路终端OLT（Optical Line Terminal） ▪ 光网络单元 ONU（ Optical Network Unit） ▪ 光分配网ODN（Optical Distribution Network）
ONU ONU
ONU 用户驻地网
OLT 光线路终端
核心层
汇聚层 GE/10GE
网相连，向下提供PON 口接入远端ONU； • ONU 是PON 系统中靠近用户端的设备，实现光电转换，它的位置决定了
组网的FTTX 场景； • ODN 为OLT 和ONU 间PON 口提供光传输通道，由各种线缆和配套箱体
等无源器件组成 。
谢谢观看
• MDU（多住户单元）型ONU
《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
家庭光纤接入详解及硬件连接拓扑结构
家庭光纤接入详解及硬件连接拓扑结构家庭光纤接入详解及硬件连接拓扑结构：随着互联网的普及和网络应用的不断发展，家庭光纤接入越来越成为人们选择的上网方式。
与传统的ADSL等宽带方式相比，光纤接入具有更高的带宽、更稳定的连接和更快的传输速度，能够满足人们对高清视频、在线游戏等高带宽需求。
本文将详细介绍家庭光纤接入的原理及硬件连接拓扑结构。
一、家庭光纤接入的原理家庭光纤接入是指将光纤信号从网络提供商的机房传输到用户家中的一种方式。
整个过程涉及到两个设备：光纤猫和光猫路由器。
光纤猫是指网络提供商提供给用户的一个设备，它的作用是将光纤信号转化为可以连接到光猫路由器的信号，实现光纤信号的传输。
用户需要将光纤猫与光纤信号连接，在家中选择一个合适的位置安装，如客厅、书房等。
光纤猫通常有一个光纤输入接口和一个以太网接口，用于连接光纤信号源和光猫路由器。
光猫路由器是用户自己购买的一个设备，主要起到将外部的光纤信号转化为家庭内部的无线或有线网络信号的作用。
光猫路由器通常具备一个WAN接口和多个LAN接口，其中WAN接口用于连接光纤猫，LAN接口用于连接各个终端设备，如电脑、手机、电视等。
光猫路由器不仅可以提供有线网络连接，还可以通过内置的无线模块提供无线网络覆盖。
二、硬件连接拓扑结构在家庭光纤接入环境中，光纤猫和光猫路由器是两个必不可少的设备。
它们之间的连接方式影响着整个家庭网络的性能和稳定性。
一种常见的硬件连接拓扑结构如下所示：光纤信号源→ 光纤猫→ 光猫路由器→ 终端设备首先，将光纤信号源通过光纤连接到光纤猫的光纤输入接口。
光纤猫将光纤信号转化为电信号，并通过光猫的以太网接口将信号传输给光猫路由器。
然后，将光猫路由器的WAN接口连接到光猫的以太网接口。
光纤信号会经过光猫路由器的处理，并转化为家庭内部的无线或有线网络信号。
最后，将光猫路由器的LAN接口分别连接到各个终端设备，如电脑、手机、电视等。
这样，各个终端设备就可以通过光猫路由器访问互联网。
GPON原理介绍
GPON原理介绍GPON（Gigabit Passive Optical Network）是一种用于光纤接入网的技术标准，是ITU-T（国际电信联盟-电信部门） G.984系列推荐的最新一代光纤传输技术标准。
GPON具有高速率、大容量、灵活可靠等特点，在光纤接入网中得到了广泛应用。
1.光纤线路结构：光纤接入网使用的光纤线路结构主要包括OLT（光线路终端）和ONT （光网络终端）两部分。
OLT在运营商的中心局，负责将光信号转换为电信号，同时提供光纤接口，将信号从光纤发送至用户侧；ONT安装在用户端，负责将接收到的光信号转换为电信号，供用户使用。
2.传输方式：GPON采用异步时分多路复用的传输方式，将光信号在不同的时间槽中进行传输，实现多个用户之间的共享。
OLT将要发送的光信号分发至不同的ONT中，通过时分多路复用的方式，实现不同用户之间光信号的分开传输。
同时，GPON还采用了暴力传输技术，通过在OLT和ONT间传递帧长、报错控制等信息，确保光信号的正确传输。
3.接入网元件：GPON系统中的主要接入网元件有OLT、ODN（光配线网络）、ONT和OSS（运营支撑系统）等。
OLT是光纤接入网的核心设备，负责与用户进行通信，管理和控制光纤传输。
ODN是光配线网络，用于连接OLT和ONT之间的光纤，提供光纤接口和分配光信号。
ONT安装在用户端，提供光纤接口，将光信号转换为电信号供用户使用。
OSS是运营支撑系统，用于管理和控制光纤接入网的运营，包括用户的开通和关闭，信号的监测和维护等。
4.工作原理：GPON的工作原理可以分为上行传输和下行传输两个过程。
上行传输是从ONT到OLT的过程。
ONT将用户发送的数据转换为光信号，通过ODN和OLT进行传输。
在OLT中，光信号被转换为电信号，并传输至数据中心或运营商的核心网络。
下行传输是从OLT到ONT的过程。
OLT将从数据中心或核心网络接收到的电信号转换为光信号，通过ODN传输至ONT。
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。
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。
宽带接入技术(第四章 光纤接入技术)
– 有源节点与PON的结合
FTTH系统架构–PON
(A-PON，E-PON，G-PON)
Usually 10-20 km OLT
// // // // //
//
//
ONU
Optical splitter 1x16 (1x2, 1x8) 1x32 (1x4, 1x8)
//
FTTH系统架构–PON
1550 nm broadcast (if used) 1490 nm data
// // //
(A-PON，E-PON，G-PON)
//
//
//
//
1310 nm data
PON的基本概念和结构
在光接入网(OAN)中，若光配线网(ODN) 全部由无源器件组成，不包括任何有源节 点，则这种光接入网就是PON。 OLT为光线路终端，它为ODN提供网络接 口并连至一个或多个ODN。 ODN为光配线网，它为OLT和ONU提供传 输手段。 ONU为光网络单元，它为OAN提供用户侧 接口并和ODN相连。
4.2
PON的基本概念和结构
在光纤用户网的研究中，为了满足用户 对于网络灵活性的要求，1987年英国电信公 司的研究人员最早提出了PON的概念。
由于ATM技术发展及其作为标准传递模式 的地位，研究人员开始注意到把ATM技术运用 到PON的可能性，并于20世纪90年代初提出了 APON的建议。
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第4章 光纤接入技术
王 晖
(中国传媒大学信息工程学院)
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。
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光纤接入的结构
光纤接入网主要有两种结构；有源双星（ADS）和无源光网络（PON）。
ADS结构中的最后一段链路由用户专用或由少量用户共用，具有可以采用带宽窄、性能低的光器件的优点，但存在定位、供电及现场操作远端电气件等问题，且初期投资较大。
PON结构初期投资低、维护费用低、易于扩容升级、业务展开灵活，但用户设备要求用带宽宽、性能佳的光设备，而且必须采用多址接入协议以保证各用户发回的比特流到达交换局时基本同步。
目前光线接入网多采用PON结构。
无源光网络光纤接入网可以采用诸如时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、光功率分离、副载波复用（SCM）等多种复用技术。
一般地说光纤离用户越近，共享该光纤的用户数越少，但每一用户可获得较大的带宽，光纤离用户越远，则可为多用户共享，但要考虑从ONU至用户终端间其它传输媒介的接力。
除此之外，FTTCab、FTTB/FTTC、FTTH所用的传输技术并无多大区别。
通常为了降低成本，一个光线路单元OLT往往带多个ONU，拓扑结构可以采取以下几种：
链型--即多个ONU串在一根总线上
环形--多个ONU构成一自愈环，然后与OLT相连，或OLT本身也作为环中的一节点，具有SDH（同步数字系列）分插复用器（ADM）功能的ONU具有支持链形和环形拓扑的能力。
在环形方式中，每个ONU都有两条路由连到OLT而增加了安全性。
星形--根据分支点是有源设备（如分接器）或光纤分路器而分为有源光网络和无源光网络，后者称为PON，因分支点无源使网络对传送信号速率、格式均透明且便于维护而更有吸引力。
在PON中，从OLT发到各ONU的信号时分复用（TDM）在一起广播式发到
每一个ONU，每个ONU选取自身所需的信号。
反方向为了使ONU回送到OLT的信号时间上能依次错开不致碰撞，需要有测距技术调节时延以便适应ONU的远近，这称为时分多址（TDMA）方式，也可以采用如副载波复用多址（SCMA）、码分多址（CDMA）方式，但它们不如TDMA那样被广泛采用。
下行从OLT到ONU和上行从ONU到OLT采用不同的光纤是比较简单的方案，采用波分复用WDM（即来去方向分别使用不同波长）或时间压缩复用TCM（就象打乒乓球那样来去两方向信号时间上交替传送）技术可以在一根光纤上实现双向传输，这称为单纤双工传送。
类似地，WDM技术还可用于在同一光纤上同时支持数字信号和模拟CATV信号的传送。
光纤接入网的光缆和干线光缆是不同的，接入网用光缆通常容量很大，可多达1000芯甚至更多，基于带状光纤的高密度大容量光缆不仅能降低每一纤的平均造价而且能更有效利用光缆管道。
如何迅速完成多根光纤的接续对接入网有重要意义，新型的大容量光缆接头盒、多纤活动连接器、非熔接式光接头等对降低施工成本有不可忽视的影响。
与大容量光缆配套的高密度且便于操作的光纤终端架和实现光纤配线资源管理与接入网传输性能监视、光纤自动保护例换控制的接入网光纤操作系统是大容量接入网不可少的装置，它们与V5及传输系统的网管一起，对降低维护成本改进服务质量起着至关重要的作用。