FTTH各种光纤接入技术探讨

《FTTH各种光纤接入技术探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FTTH各种光纤接入技术探讨（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、A 普皇1、目兄首先，随着用户对宽带接入提出越来越高的要求，现有的宽带接入方式，如ADS困LAN接入，由于存在传输距离短、接入带宽有限、H金性不高、QoS&有 很好的保证等问题，已越来越不能满足用户的需求。第二，光接入技术快速开展， 从有源光接 入技术(PDH SDH MSTP点到点以太网系统)到PON5源光接入技 术(APON BPON GPON EPON GEPON)最后，由于光纤 本身的本钱，光收发模 块、OLTffi ONU勺设备本钱，以及现有光纤到户的配套本钱不断下降，使得目前 实现光纤到户的设备本钱和线路本钱比以前有了大幅度的下降。因此，光纤到户接入方式逐渐成熟，目前也逐渐成为国内

2、外通伍红业的热点。在不久的将来必将成为用户接入的重要手段。然而在目前众多的光纤接入技术中， 哪种光纤接 入技术比拟适合FTTH的大规模开展呢？2、有源光纤接入技术2.1 PDHPDHK术以其成熟性在光接入领域也到广泛应用,其平安可靠性和高QoS保 障性能，使其在一段时间内仍然是电信运营商重要的光纤接入技术方式。 但是传 统PDHft术 在接入应用中不可防止存在一定局限性，主要表达在：(1)缺乏统一的网络管理;(2)组网能力欠缺:(3)对业务的保护能力差；(4)对急剧增长的IP数据业务缺乏有效的承载手段；(5)扩容升级缺乏灵活性；(6)接口单一，设备层叠，外部线缆连接比拟多，故障点增多，给维护带

3、来 困难。PDHt接入技术主要应用于点对点小容量专线企业用户。2.2 SDH在目前企事业客户光纤接入中应用得比拟多的 SDH与PDHf比，有如下明 显优点：(1)统一的比特率.统一的接口标准，便于设备间的互联；(2)网络管理能力大大加强;(3)具有自愈保护功能SDHfc要缺点在于是为传输TDM言息而设计的。该技术缺少处理基于TDM支 术的传统语音信息以外的其他信息所需的功能，不适合于传送 TDMZ外的ATM 和以太网业务。SDHt接入技术主要应用于点对点大容量专线企业用户、局间或汇接点(POP)问通位。2.3 MSTP基于SDH同时实现TDM ATM以太网等业务接入、处理和传送，提供统一 网管

4、的MSTP具有如下优势：(1)提供多种物理接口，满足新业务快速接入。在保证兼容传统TDM#务的同时，能够提供多业务灵活接入。典型的业务主要有：IP、ATM SDH FR(2)由于它是基于现有SDH专输网络的,可以很好地兼容现有技术，保证现 有投资。(3)MSTP采用VC虚级联技术，有效地利用带宽并实现了较小颗粒的带宽管 理。(4)MSTP采用LCASJ术，保证了在不中断数据流的情况下动态地调整虚级 联的个数。(5)MSTP技术支持网状、树型、星型、多环切接等组网方式,这样可以提高 网络的可扩展性，便于灵活高效地配置系统环境。(6)传输的高可靠性和自动保护恢复功能。 MSTP1承了 SDH的保护

5、特性，小 于50ms的自动保护恢复，保证用户对效劳的满意程度。MSTP勺缺点主要有：(1)带宽利用率较低；(2)最大提供的带宽有限；(3)主要实现二层功能，以及较为简单的三层功能；(4)灵活提供业务能力缺乏。(5)光纤的占用较多MSTP勺应用场合主耍定位于局间或汇接点间通信以及大型企事业用户的 点到点通信。点到点以太网系统是最直接的以太网光纤接入技术。每个用户通过一根/对光纤直接连接到局端以太网交换机的一个用户光接口。在点到点以太网系统方 式中，通过扩充的以太网OAM、议，可以通过局端交换机对用户端设备进行远程 管理，从而提供电信级可运营、可管理的以太网接入方式。2.4.1 优点(1)接入带宽

6、高，网络升级方便；(2)网络层次简单，接入网和用户以太网无缝连接；(3)以太网交换机放在大楼、小区或者局端机房，局端和用户端之间直接通 过光纤连接，整个接入网络结构简单；(4)业务开通率高，投资回收快；(5)通过局端交换机可以对用户端设备进行远程管理，在局端就可以轻松进 行线路检测、故障定位，降低了维护难度。2.4.2 缺点(1)需要重新铺设光纤线路；(2)每个用户占用一根/对光纤，光纤数量多，施工较困难；(3)因为以太网技术的固有机制不提供端到端的包时延、包丧失率和带宽控 制，难以保证实时业务的效劳质量，提供 TDM务比拟困难；(4)维护本钱很高；(5)缺乏平安机制保证;2.4.3 应用场合

7、用户很密集时，机房空间需求和本钱也随之迅速增加， 因而不太适合高密集 用户区域，比拟适合分散用户接入。3、无源光纤接入技术无源光网络(PON),是指在OLT洸线路终端)和ONU比网络单元)之间的光分 配网络(ODN股有任何有源电子设备。具典型的拓扑结构为点对多点的星型结构 (如图1所示)。在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的无源光分路 器，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、平安性高、综合建网本钱低、维护本钱低、可靠性高等优点。图1无源光网络(PON加扑图PONt纤接入技术的缺点：(1)初期投资本钱太高；(2)其拓扑结构使用户不具有保护功能或保护本钱太高。PONt纤接入

8、技术的应用场合主要适合于分散的小企业和居民用户,特别是那些用户区域较分散，而每一区域用户又相对集中的小面积密集用户地区。目前基于PON勺光纤接入技术有 APONBPONGPONEPO呼口 GEPO傩5种， 由于APONF口 BPON基于ATM而ATIW是开展方向，而且其速率有限，设备 复杂，满足不了用户高带宽和低本钱的要求，因此，APOM口 BPONP是开展方向。 本文主要介绍EPON/GEPON GPONt纤接入技术。3.1 EPON/GEPONEPON/GEPON IEEE提出的基于以太网的 POhft术，已形成标准 802.3ah , 该标准主要是设备商推动的。3.1.1 优势(1)消除

9、了 ATH,降低设备复杂度和实现难度，从而降低本钱。(2)速率更高，上下行带宽高达1Gbit/s。(3)标准和设备成熟。3.1.2 缺点(1)难以支持以太网以外的业务，特别是实时性要求要的TDM#务。(2)传输效率低，由于线路编码、承载层、传输会聚层、业务适配效率等方 面的原因，使得传输效率很低，仅为 GPON勺一半。3.1.3 应用场合主要定位于为用户提供数据业务接入，以商业用户和个人用户为主。3.2 GPONGPONI ITU-T提出的基于 ATMK GFP勺PONJ术，已形成标准 G.984.1和 G.984.2 ,该标准主要是运营商推动的，因此具有更周到的运营利益考虑，速率 更高，可达

10、2.4Gbit/s ;具有通用的映射格式,可适应任何新老业务；具有丰富 的运行、管理、维护和配置(OAM&PS点；对各种业务均具有很高的传输效率， 即便对于TDMlk务也能高效无开销地传送。3.2.1 优势(1)速率更高,到达2.5Gbits/s ;(2)传输效率更高；(3)能够有效承载TDMt务。3.2.2 劣势(1)硬件实现难度大，本钱高；(2)设备和标准不太成熟。3.2.3 应用场合主要定位于为高端用户提供数据、语音业务和专线接入，以大客户和商业用户为主。4、GEPO藻键问题和技术4.1 测距、同步测距技术是TDMAf案中的一个关键问题。它实质上是上行信号的同步问题。 由于各ONUEOL

11、T的光纤路径不同和各 ONUS器件的不一致性造成 OLT与各ONU 间的环路时延不同，而且由于环境温度的变化和器件老化等原因，环路延时也会发生不断的变化。因此必须引入测距技术对上述原因引发的时延差异进行补偿，以确保不同ONUT发出的信号能够在OLT处准确地按时隙复用在一起，防止由于上行时隙问的不同步而导致在 OLT上发生信号碰撞的现象。GEPO的采用的同 步技术是绝对时标ATS技术，包括ATS的插入和提取等。OLTW一个本地时钟计数器，该计数器对时间颗粒计数。当OLT发送MPCP帧时，它就将本地时钟计数器的值，即绝对时钟插入到其时间标签域中。ONU中也有一个本地时钟计数器。这个计数器也是对时间

12、颗粒计数。但是。ONU5论何时接收到OLT发送的MPC顿，就要将这个帧所携带的新的时间 标签值来刷新 自己的本地时钟计数器的值。当 ONUS：送MPC颜时，它也要将自己的时钟计数 器的值映射到时间标签域中。OLT将对接U到的ONU勺时间标 签进行检查。时 间标签测距法就是通过时间标签在 OLT与ONU1间的传递，计算接收的时间标签 值和OLT本地时钟的之间的差来得到 ONUJ RTT值。OLT只要接收到了 ONU勺 MPC顿，就要进行测距，利用时间标签法进行测距的原理如图2所示。Srt ONll loci in OKU图2 GEPOlM距技术图中TR为ONU、的响应时间，TDOWN下行传输延时

13、，TUF%上行传输延时， TWAIT为ONl|攵到OLT的MPCPf息一般为GAT日肖息至U发送窗口开始之间 的等待时间。OLT4本地时间为to时，给ONUe送一个MPC顿，它携带的时间 标签值为TS=tOo经过TDOWN间的传输延时后，这个 MPC顿至IJ达ONU ONU 将本地时间计数器的值更新为to,然后就等待。等待TWAIT寸间后，这个ONU 的发送窗口开始了，它就发送数据和 MPC颜，并将本地时钟计数器的值t1插 入到MPC顿的时标域。ONUS：出的MPC顿经过TUP寸间的传播延迟后到达 OLT。4.2 突发发送和接收与所有的采用TDM啦术的PON-样，GEPON也面临着上行信号的突

14、发发 送和接收的问题。由于不同的 ONU0达OLT的距离不相等，以及 每一个ONU勺 光模块发出的光信号的强度不同，造成了 OLT的接收机接收到的信号功率在每一 个时隙都不相同，导致OLT容易产生误判。为了解决OLT误判的问题，有两种方法，一种是要求ON助态调整发光功率， 另外一种是要求OLT动态调整判决电平，如图3所示。前一种方法对 ONU提出 更高的要求，本钱较高，后一种方法实现简单，本钱较低，目前大局部采用后一 种方法。Uminpul图3 GEPONI发接收技术4.3 平安性问题由于GEPONF行是一个共享网络，因此用户平安也是GEPO即比拟受到关注 的一个问题。如图4所示，为了确保用户

15、数据的平安，目前主要采用 两种方式， 一种是为每个ONS配唯一的LLID,另外一种是采用AES12劭口密技术对用户 数据进行加密，ONU等定时产生新的密钥，并发送到 OLT OLT根据一定算法将 ON产生的密钥转换成真正的加密图 样，对下行数据流进行加密。图4 GEPO俄全问由于以太网中的数据流具有很强的突发性，如果采用静态的带宽分配方案， 就会产生带宽利用率低下或带宽分配不公平的现象。 因此，为提高带宽利用 率， 在GEPO即采用动态的带宽分配机制。采用DBA勺好处在于不但可以提高带宽利 用率，还可以采用带宽调度算法来保证某些优先级高的业务的QoS DBA能确保用户所签订的效劳等级合同(包括最小带宽、最大带宽和延时敏感性)得到公平的 执行。在签订SLA时可以规定业务和用户的优先级。 高优先级的业务或用户可以 优先获得网络资源。在确保所有的业 务或者用户的最小带宽得到保障的情况下， 可以动态地分配剩余带宽，供突发性较强的业务使用。4.5 MPC岐术MPCPI一种多点控制协议，指明了 OLT和ONU间的控制机制，如图5所 示，其功能如下：图 5 GEPON MPCP技术(1)控制网络启动导入过程