3光纤接入网技术PPT课件
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《接入网技术 》 第5章 光纤接入技术
APON的若干关键技术
3.传输技术 APON不采用窄带PON的单纤双向时分复用技术。双向传
输方法有两种，第一种采用单纤波分复用(WDM)技术，两个 波长分别工作于1310nm区和155Onm区；第二种方法为了提 高可靠性采用双纤积传输，lT作于1310nm以便于利用低成 本的光源，系统扩容时可采用TDM方式，进一步可以考虑 WDM技术。
光纤接入网（OAN）的主要通过光纤实现信息的传送功 能。光纤接入网（OAN）由三个部分构成：光线路终端（ ，OLT）、光网络单元（ONU）以及光分配网络（ODN） 。
光纤接入网的基本概念
无源光网络
1.无源光网络的定义 光纤接入可以分为有源光网络接入技术（AON)和无源 光网络接入技术（PON)。无源光网络（PON），是指在 OLT和ONU之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电 子设备，它包括基于ATM的无源光网络APON及基于IP的 无源光网络E/GPON。 PON的概念最早是由英国电信公司的研究人员于是1987 年提出，主要是为了满足用户对网络灵活性的要求。
ONU
Internet CATV
OLT
Passive Optical Splitter 无源分光器
ONU
Optical Network Unit 光网络单元
EPON的系统结构
OLT作为整个网络/节点的核心和主导部分，完成ONU注 册和管理、全网的同步和管理以及协议的转换、与上联网络 之间的通信等功能。OLT根据需要可以配置多块OLC（ Optical Line Card），OLC与多个ONU通过POS（无源分光器 ）连接。
根光纤直接到家庭。 （1）ONU直接放在用户家里 （2）中心局到用户之间全部为光连接和光传输 （3）接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络 （4）是一种真正意义上的宽带接入技术 是用户接入网的长远目标
《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
第7章 光纤接入网 PPT
/s以下速率的窄带业务，其基本业务主要包括： 普通电话业务，租用线业务，分组数据，ISDN基本速 率接入（BRA），ISDN一次群速率接入（PRA）， N64 kb/s，2 Mb/s（成帧和不成帧）。
• 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。
• 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。
FTTx 光纤接入网络工程课件：FTTx的概念、分类及应用场景
FTTx的概念、分类及应用场景
于光网络单元ONU在用户端不同，因此x代表不同变体，可以是光纤到楼内、光纤到光节点(FTTN)、光纤到路边 、光纤到楼层(FTTF)、光纤到户、光纤到办公室(FTTO)等，如图3-1所示。FTTx将用户从电的时代转入一个全新 的光的时代。表3-1是几种常用的F PON除了树型和总线型网络拓扑外，还可以构成环型拓扑，如图3-5所示。
FTTx的概念、分类及应用场景
3.3 基于企业用户的应用
FTTx的概念、分类及应用场景
企业用户一般集中于写字楼或者工业园区，用户分布较散，宽带需求相对较高，业务需求多样化，除语音和 互联网业务外，还有专线和视频会议等需求。针对企业用户，一般采用FTTN或FTTB的接入方式。FTTN接入方 式前期引入光纤资源到写字楼内，在楼内安装分纤箱成端光缆，光缆到光节点。等后期有客户需求，再从楼内的 分纤箱拉皮线光缆到用户所在处并安装ONU。FTTB接入方式是光缆到楼，ONU安装在公共的楼道ONU综合箱 内，从ONU综合箱内布放五类线或双绞线到用户所在处，可以采用FTTB+LAN，如图3-6所示。
FTTx的概念、分类及应用场景 PON网络拓扑有以下三种。 1. 树型网络结构 树型网络结构是FTTx PON的一种典型结构，如图3-3所示。
2. 总线型网络结构 总线型网络结构不属于PON国际标准中定义的网络拓扑类型，它是根据实际网络需求而衍生出的网络结构 ，其结构示意图如图3-4所示。
FTTx的概念、分类及应用场景
本章学习目的和要求 ● 熟悉FTTx的概念和分类 ● 熟悉FTTx的网络拓扑 ● 熟悉FTTx场景应用
FTTx的概念、分类及应用场景
3.1 FTTx的概念及分类
FTTx的概念、分类及应用场景
《光纤宽带接入技术》课件3
CAT-5e/6：超5类/6类双绞线， 可用于1,000M以太网传输
CAT-6A：超6类双绞线，可用于 10,000M以太网传输
以太网技术
以太网常见接口类型采 用RJ45水晶头，如图 所示。
以太网技术
以太网线缆接口线序包括两种568B与568A两 种，所以在实际应用中以太网线缆分为直连线 缆（两头都是568B或568A，常见的都是采用 568B）与交叉线缆（一头是568B另一头是 568A）。以太网线采用8种线色来进行区分， 其中橙白、橙为一对双绞线，绿白、绿为一对
双绞线，蓝白、蓝为一对双绞线，棕白、棕为 一对双绞线，在100M以太网中只需要橙白、 橙、绿白、绿为两对双绞线。
以太网技术
直连网线，常用于不同设备之间互联。
以太网技术
交叉网线，常用于相同设备之间互联。
网线测试仪可用来测试网线的通断，当测试 仪指示灯正常闪烁时，表示网线制作成功， 否则需要重新制作这根网线。另外，高级的 网线测试仪不仅可以测试网线的联通性，还 可以给出接线图、长度、传输延迟等网线技 术参数。
以太网技术
CSMA/CD的应用发展： 快速以太网的速率为100Mbit/s，在数据链路 层上跟10Mbit/s以太网没有区别，不过在物理 层上提高了传输的速率，而且引入了更多的物 理层介质，比如光纤、同轴电缆等。运行在两 对双绞线上的100Mbit/s以太网称为100BASTTX，运行在光纤上的100Mbit/s以太网则为
以太网的发展
2002年底IEEE802工作委员会又通过了802.3ae： 10Gbit/s以太网（万兆以太网）。在以太网技术 中，100Base-T是一个里程碑，确立了以太网技 术在局域网中的统治地位。而千兆以太网以及随 后万兆以太网标准的推出，使得以太网技术从局 域网延伸到了城域网的汇聚和骨干层。
第4章光纤接入技术
❖ 带宽优势
与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的
单个波长可传输10Gb/s，采用波分复用可传输更高的速 率
❖ 长距离传输优势
衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里
❖ 抗恶劣环境优势
抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰
❖ 安全性优势
盗接线头困难，不易盗听 大多数运营商断言：未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络
❖ 现已打开了第四个工作窗口：1625nm
2020/9/24
8
光接入网基础——传输技术
❖ 光接入网通信的特点
• 介质共享 • 下行：OLT向各个ONU采用广播通信方式 • 上行：ONU向OLT通信时需要某种分配信道的策略
❖ 传输技术
• 需要解决OLT和多个ONU之间上下行信号的正确传输 • 解决上行信道的占用问题的关键 • 下行传输：时分服用传送信元流，各ONU在规定时隙接收自
• OAN：Optical Access Network 光接入网 • 接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实现信
息传输的网络形式 • 根据光配线是否采用有源或无源设备，OAN可分为无
源光网络PON和有源光网络AON • PON: Passive Optical Network • AON: Active Optical Network
2020/9/24
接入网技术
第4章 光纤接入技术
1
第4章 光纤接入技术
❖ 本章教学重点
简要介绍光纤介质的特点和优势 介绍光接入网的结构、类型、应用模式等 介绍两种典型的无源光网络APON和EPON
❖ 本章要求
熟悉光纤介质的特点，FTTX的含义 掌握光接入网的结构、特点、关键技术（特别
是测距）；APON与EPON的异同
光纤接入网胡PPT课件
7.2 光纤接入网
概述
1 光纤用户接入网的引入 – 用户的需要 – 传统的基于铜缆的用户接入技术的局限性 – 光纤通信的优点
2 光接入网的定义 – 接入链路：所谓接入链路是指一个给定网络接口，即业 务节点接口V （即SNI）和单个用户接口T （即UNI）之 间的全部传输手段 – 光接入网（OAN）：定义为共享相同网络侧接口并由光 接入传输系统所支持的接入链路群，一般又称为光纤环 路系统（FITL）。
类别1：至少2B；类别2：至 类别1：至少2B；类别2：
少16B；类别3：至少32B； 至少16B；类别3：至少
类别4：至少64B；类别5： 32B；类别 4：至少 64B；
至少128B
类别5：至少128B
2. 业务支持能力
OAN是一种为双向交互式业务而设计的系统，初 期主要支持2Mbit／s以下速率的窄带业务，其基 本业务主要包括：普通电话业务，租用线业务， 分组数据，ISDN基本速率接入（BRA）、ISDN 一次群速率接入（PRA），N 64kbit／s、2Mbit／ s（成帧和不成帧）。 除了以上7种基本窄带业务外，OAN还有其他一些 可能支持的业务，特别是在将来应能支持宽带业 务，如单向广播式业务（CATV）、双向交互式业 务（VOD或数据通信）等。
界定
用户接入网由用户网络接口UNI、业务节点 接口SNI、Q3接口界定。
用 户 终 端
UNI
电信管理网(TMN)
Q3
Q3
接入网(AN)
业务节点(SN)
SNI
UNI
SNI
SNI
UNI
CPN
接入网
核心网
接入网
CPN
UNI：用户网络接口 SNI：业务节点接口
光纤接入技术教学课件PPT
13
（3）总线形结构
14
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
15
（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。
16
（3）环形结构
环形结构是指所有节点共用一条光纤链 路，光纤链路首尾相接组成封闭回路的 网络结构。 这种结构的突出优点是可实 现自愈。
接入网技术
第5章 光纤接入技术
2021/7/16
接入网技术
5.1
光纤接入网概述
5.2 ATM无源光网络（APON）接入技术
5.3 以太网无源光网络（EPON）接入技术
5.4 吉比特无源光网络（GPON）接入技术
5.5
有源光网络（AON）接入技术
2
5.1 光接入网的基本概念
光纤的优势
带宽优势
与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的 单个波长可传输10Gb/s，采用波分复用可传输更高的
接入网技术
PON技术标准化状况
40
接入网技术
41
接入网技术
xPON系统的容量
单PON口的情 况
下行带宽：1.25G
EPON系统
上行带宽：1.25G
GPON系统
下行带宽：2.5G 上行带宽：可达2.5G
42
接入网技术
xPON网络基本结构
光分路器
OLT
局端主设备
ODN
传输通道
ONU
末端设备
43
接入网技术
29
接入网技术
（1）光时分多址接入(OTDMA)方式
（3）总线形结构
14
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
15
（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。
16
（3）环形结构
环形结构是指所有节点共用一条光纤链 路，光纤链路首尾相接组成封闭回路的 网络结构。 这种结构的突出优点是可实 现自愈。
接入网技术
第5章 光纤接入技术
2021/7/16
接入网技术
5.1
光纤接入网概述
5.2 ATM无源光网络（APON）接入技术
5.3 以太网无源光网络（EPON）接入技术
5.4 吉比特无源光网络（GPON）接入技术
5.5
有源光网络（AON）接入技术
2
5.1 光接入网的基本概念
光纤的优势
带宽优势
与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的 单个波长可传输10Gb/s，采用波分复用可传输更高的
接入网技术
PON技术标准化状况
40
接入网技术
41
接入网技术
xPON系统的容量
单PON口的情 况
下行带宽：1.25G
EPON系统
上行带宽：1.25G
GPON系统
下行带宽：2.5G 上行带宽：可达2.5G
42
接入网技术
xPON网络基本结构
光分路器
OLT
局端主设备
ODN
传输通道
ONU
末端设备
43
接入网技术
29
接入网技术
（1）光时分多址接入(OTDMA)方式
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OLT
下行λ1 WDM
←λ2
←λi ←λj
WDM
ONU_1 ONU_N
4) 副载波复用(SCM，SubCarrier Modulation )
指上行线路将不同ONUi的信号调制到不同载波上(fi)，
再由光器件将这些已调信号调制到光波 (fl, light)上(两级调
制)。 例如多个微波波束在无线光介质或光纤介质中传输。
2
二、参考配置(陶P175或谷P367)
2020/9/27
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
3
OLT＃：(Optical Line Terminal)
光 线 路 终 端 ， 提 供 OAN 网 络 侧 接 口 ， 连 接 一 个 或 多 个
第3章 光纤接入网技术
3.1 光纤接入网技术 3.2 有源光接入网 3.3 无源光接入网
2020/9/27
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
1
3.1 光纤接入网技术
一、 光接入网定义
光接入网(OAN:optical Access Network)指采用光纤 传输技术的接入网，泛指SNI与UNI间全部或部分采用光 纤传输。
2020/9/27
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
6
五、总体技术方面
1． 光纤复用技术 1)空分复用(SDM) 每一个传输方向上使用一根光纤
OLT
ONUs
2)时间压缩复用 (TCM：Time Compression Multiplexing) 一根光纤实现双向传输,下行(广播)与上行分时进行
ODN/ODT
ODN : (Optical Distribution Network)
光分配网络，指OLT和ONU间的光传输媒质，由无源光
器件组成
ODT：(Optical Distribution Terminal)
光配线终端(光传送设备)，由有源光器件或设备组成，例
如router
ONU＃: (Optical Network Unit)
优点：传输时延小，电路简单 (没有TDMA的测距难点)
下行
↑↑ … …
↑
f1 f2 … …
fn
f
2020/9/27
fl
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
9
2．工作波长
780～850nm
光盘用激光器
1310nm、1550nm G.982
ONU设备设在家或办公室，FTTO更实际
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Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
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OLT
ONU
电话
IAE
上网
IAE：Integrated Access Equipment，综合接入设备
四、支持业务
1. 早期
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Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
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OLT
光耦 合器
光分合路器 耦合器
ONU
下行
上行
用户 A B … … N …日本已在实验室中实现：1.55μm窗 口，每波长间隔6nm，波长数可达 到1023个;
0.42nm，有的写法不妥! 例如,
DFB ： 分 布 式 反 馈 激 光 器 ，
21.4Gbps应为21.4Gs/s, 21.4G
Distribu2t02e0d/9/2F7 eedbaDcrk.LZahsaenrqi XU, National Key sLyamb obnolIsS/Ns*, X4bid/isaynmUbnoivle=rs8it5y.6 Gbps ) 8
光网络单元，提供OAN用户接口，连接一个ODN
AF: (Adaptation Function) 适配功能
S/R: Send/Receiving 光发送/接收参考点
V/T reference point: 分别表示SNI接口、UNI接口上参考点
2020/9/27
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
贝尔研究所提出的光纤环路系统是同一概念的早期雏形 FITL：Fiber In The Loop 用光纤代替大芯数馈线 DLC：Digital Loop Carrier 光纤数字环路载波系统
2020/9/27
Dr. Zhanqi XU, National Key Lab on ISN, Xidian University
A. Farbert于2000年9月在欧洲光通信 会议ECOC报告，7Tb/s, 40Gb/s *176channels, 50KM，容量达
PDM：偏振模复用
7Tbps ;
ECL ： 外 腔 半 导 体 激 光 器 ， external B. NTT已实现69Tbps (波长间隔＝
cavity diode laser
POTS， 租 用 线 ， 分 组 数 据 ， ISDN-BRA/PRA (Basic/Primary Rate Access/ Interface) ，n*64Kb/s，E1(成 帧/不成帧)
2. 实际系统中还包括
Ethernet，ATM(SDH), PoS, EoS (Ethernet over SDH， 以太网在SDH上传送)等
窄带交互型业务波长分配
双向传输方式 光纤数 波长区
单工
2 上下皆1310
半双工2
1 上下皆1310
异波长双工2 1 上1310，下1550
双工
1 1310或1550
传输技术 SDM TCM WDM SCM
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三、光接入(网)应用类型 (FTTx)
1. 光纤到路边(FTTC：Fiber To The Curb)
ONU设备设在路边电线杆上的分线盒或交接箱
2. 光纤到楼(FTTB)
ONU放置在办公楼，光纤化比FTTC更高
3. 光纤到家(FTTH)、光纤到办公室(FTTO)和光纤到公司 (FTTP：fiber to the premises )