【正文】 很強(qiáng)的自維護(hù)和管理功能。但ADSL因?yàn)椴捎昧诵切蔚耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)，相對(duì)采用總線型的同軸電纜接入網(wǎng)來(lái)說(shuō)，線路投資較大。ADSL是非對(duì)稱(chēng)的DSL技術(shù)，下行的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上行的速率，一般只能作為普通用戶(hù)的接入方式，不宜用于流量對(duì)稱(chēng)的商業(yè)用戶(hù)互聯(lián)，對(duì)流量要求較高的住宅小區(qū)也不太合適[4]。同軸電纜接入網(wǎng)用于廣播電視業(yè)務(wù)的有線電視（CATV，Cable Television）。CATV系統(tǒng)擁有大量用戶(hù)，傳輸媒介為同軸電纜，帶寬可高達(dá)1GHz，利用這一網(wǎng)絡(luò)資源也可以同時(shí)提供話音、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)合一?；旌瞎饫w同軸電纜（HFC，Hybrid Fiber Coaxial）接入技術(shù)就是為了融合視頻業(yè)務(wù)和電信業(yè)務(wù)而開(kāi)發(fā)。HFC的分配網(wǎng)絡(luò)主干部分用光纖，其間可以利用光分配器將光信號(hào)分配到各個(gè)服務(wù)區(qū)，在光節(jié)點(diǎn)處完成光電轉(zhuǎn)換，再用同軸電纜將信號(hào)分配至用戶(hù)家中。HFC接入技術(shù)在從交換機(jī)到用戶(hù)集中點(diǎn)用光傳輸，從用戶(hù)集中點(diǎn)到用戶(hù)則利用現(xiàn)有的同軸電纜CATV分配網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳送電視、話音和數(shù)據(jù)等信息，但HFC是一種總線型的接入方式，用戶(hù)與用戶(hù)之間互相干擾的問(wèn)題較為突出，線路故障對(duì)用戶(hù)的影響范圍較大。同一條電纜上的用戶(hù)要互相共享帶寬，在密集的住宅區(qū)，由于用戶(hù)過(guò)多，一般難以達(dá)到較為理想的速率。而且由于HFC共享型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同一電纜上的所有信息對(duì)任何一個(gè)用戶(hù)都是可見(jiàn)的，沒(méi)辦法進(jìn)行用戶(hù)間的隔離，安全性是一個(gè)不可忽視的問(wèn)題，現(xiàn)在基本上只能通過(guò)在內(nèi)容層進(jìn)行加密來(lái)保障數(shù)據(jù)的安全。還有同軸電纜接入網(wǎng)的抗干擾能力差，丟包嚴(yán)重，線路穩(wěn)定性差，這些也是影響其推廣的原因之一。在我國(guó)，HFC技術(shù)為廣電部門(mén)在其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上改造后建立寬帶網(wǎng)提供了一種現(xiàn)實(shí)可行的解決方案[4]。上述每一種接入技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，都有其適用的環(huán)境。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，在寬帶接入手段的選擇上應(yīng)以市場(chǎng)、效益為中心。只有滿足用戶(hù)需求，適應(yīng)市場(chǎng)需要，低成本、高效益的技術(shù)才有生命力。因此，運(yùn)營(yíng)商在發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)時(shí)應(yīng)結(jié)合自身的特點(diǎn)，充分發(fā)揮已有的優(yōu)勢(shì)，以不過(guò)多地增加成本和降低服務(wù)質(zhì)量為前提，努力尋找技術(shù)、市場(chǎng)與效益以及功能、性能與成本的平衡點(diǎn)。 光接入網(wǎng)誰(shuí)擁有寬帶誰(shuí)就擁有世界。這是寬帶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商經(jīng)常掛在嘴邊的一句話。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，網(wǎng)上新業(yè)務(wù)層出不窮，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)接入帶寬的需求持續(xù)增加。由于傳統(tǒng)的接入技術(shù)無(wú)法提供長(zhǎng)距離及高速寬帶等系列服務(wù)，漸漸已無(wú)法適應(yīng)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在原有帶寬基礎(chǔ)上推出更多新服務(wù)，滿足用戶(hù)需求。這就給寬帶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提出了一個(gè)“最后一公里”的接入問(wèn)題?？商峁┤珮I(yè)務(wù)、高速率的光接入網(wǎng)就成為了寬帶接入網(wǎng)的最有效的解決方案。光接入網(wǎng)（OAN，Optical Access Network）是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，早期泛指本地交換機(jī)或其遠(yuǎn)端模塊與用戶(hù)之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。OAN是一種為雙向交互式業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，基本業(yè)務(wù)有7類(lèi)：普通電話、租用線、分組數(shù)據(jù)、ISDN基本速率接入、ISDN一次群速率接入、Nx64kbit/s和2Mbit/s。光接入網(wǎng)技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的電纜接入網(wǎng)絡(luò)可以具備更大的帶寬和更高的速率，因此，除了上述7種基本窄帶業(yè)務(wù)外，其優(yōu)勢(shì)在于可以提供寬帶、超寬帶業(yè)務(wù)，如單向廣播式業(yè)務(wù)、高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、高清數(shù)字電視業(yè)務(wù)等。根據(jù)接入網(wǎng)的室外傳輸設(shè)施中是否包含有源設(shè)備，OAN又可分為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON,Passive Optical Network）和有源光網(wǎng)絡(luò)(AON,Active Optical Network),PON采用光分路器分路，AON采用電復(fù)用器分路。PON技術(shù)中，光配線網(wǎng)全部由光分路器等無(wú)源器件組成，不含任何電子器件及電子電源。PON由運(yùn)營(yíng)商設(shè)置在中心局的OLT、大量鄰近終端用戶(hù)的ONT/ONU、光分配網(wǎng)絡(luò)ODN組成。OLT是PON和上層骨干網(wǎng)之間的接口；ONT則作為終端用戶(hù)的服務(wù)接口；ODN通過(guò)無(wú)源器件將一路光信號(hào)分成多路光信號(hào)傳輸至各個(gè)終端光網(wǎng)絡(luò)單元。局端的OLT通過(guò)一條饋線光纜連接到用戶(hù)群附近的光纖分配中心，在該點(diǎn)處使用無(wú)源分光器件通?？蓪⒆疃?4個(gè)用戶(hù)連接到同一饋線。每個(gè)用戶(hù)有一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）或光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），負(fù)責(zé)將各分光器支路和用戶(hù)自己的網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備連接起來(lái)。各個(gè)用戶(hù)的大量的數(shù)據(jù)傳送到局端機(jī)房后，通過(guò)OLT連接到其他電信設(shè)備，從而與各上層業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)相連接。OLT使用1490nm波段在同一光纖上提供話音和數(shù)據(jù)的下行傳輸，而ONU/ONT使用1310nm波長(zhǎng)提供上行傳輸，從而實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸，即在同一根光纖上的無(wú)干擾雙向傳輸，如需支持視頻業(yè)務(wù)，OLT可以連接到WDM耦合器上，使用1550nm波長(zhǎng)復(fù)用到同一光纖進(jìn)行下行傳輸。相對(duì)與銅線而言，光纖具有近乎無(wú)限的帶寬，光纖替代銅質(zhì)電纜的應(yīng)用，不但極大地降低了接入網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)成本，還相當(dāng)程度地提高了網(wǎng)絡(luò)整體的服務(wù)質(zhì)量。在PON中，有源模塊僅限于在局端機(jī)房的OLT和遠(yuǎn)端用戶(hù)側(cè)的ONT/ONU上使用。用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)接口與相關(guān)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)接口之間全程以光纖作為傳輸媒質(zhì)，具備支持現(xiàn)有寬帶、窄帶業(yè)務(wù)以及擴(kuò)展支持未來(lái)新業(yè)務(wù)開(kāi)展所需的承載能力，可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)管理接口進(jìn)行配置和管理。PON技術(shù)可以使多個(gè)用戶(hù)共享一個(gè)連接，且在中間傳輸路徑無(wú)需任何有源器件大大降低了光纖網(wǎng)絡(luò)的成本，為接入網(wǎng)“最后一公里”瓶頸的解決提供了一個(gè)完善的解決方案。 FTTH及其優(yōu)勢(shì)FTTH（Fiber To The Home），即光纖到戶(hù)?；赑ON網(wǎng)絡(luò)的FTTX是新一代的光纖用戶(hù)接入網(wǎng)，用于連接電信運(yùn)營(yíng)商和終端用戶(hù)，根據(jù)光纖距離用戶(hù)的遠(yuǎn)近，光接入網(wǎng)的構(gòu)建可以分為FTTC、FTTB、FTTH等多種方式，其中FTTH是光纖接入最終也是最理想的方式。FTTH是完全利用光纖傳輸媒質(zhì)連接運(yùn)營(yíng)商局端和家庭住宅的接入方式，全部由光纖網(wǎng)絡(luò)連接至終端，光纖網(wǎng)絡(luò)在用戶(hù)家終結(jié)，引入光纖由單個(gè)家庭住宅獨(dú)享。在FTTH中，接入網(wǎng)的饋線段、配線段和引入段做到全光接入，將ONU光節(jié)點(diǎn)部署到用戶(hù)家中，此時(shí)ONU成為ONT，直接提供UNI接口連接用戶(hù)家庭網(wǎng)絡(luò)。在FTTH組網(wǎng)模式中，OLT位于城域網(wǎng)局端機(jī)房或者小區(qū)機(jī)房，ONT直接放置在用戶(hù)家中。對(duì)于話音業(yè)務(wù)，一種方案是使用傳統(tǒng)電話模式，在ONT上提供POTS口，在OLT上集成V5協(xié)議，接入PSTN交換機(jī)；另一種方案是采用VoIP技術(shù)，用戶(hù)使用IP電話，使用PON提供的數(shù)據(jù)通道，通過(guò)數(shù)據(jù)城域網(wǎng)上的VoIP網(wǎng)關(guān)與PSTN互通。在有軟交換或NGN設(shè)備部署的地方，OLT也可以提供軟交換或NGN的接口，通過(guò)軟交換或NGN提供話音業(yè)務(wù)。雖然現(xiàn)在移動(dòng)通信發(fā)展速度驚人，但因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求性能相對(duì)占優(yōu)的固定終端，也就是希望實(shí)現(xiàn)FTTH。FTTH的魅力在于它具有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶(hù)桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。其優(yōu)勢(shì)主要有5點(diǎn)：第一，它是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，從局端到用戶(hù)，中間基本上可以做到無(wú)源，從而減少運(yùn)營(yíng)商投資成本；第二，它的帶寬是比較寬的，長(zhǎng)距離正好符合運(yùn)營(yíng)商的大規(guī)模運(yùn)用方式；第三，因?yàn)樗窃诠饫w上承載的業(yè)務(wù)，一根光纖直接從局端到用戶(hù)家中，減少了中間節(jié)點(diǎn)，增大帶寬的同時(shí)，也減少了故障；第四，由于它的帶寬比較寬，支持的協(xié)議比較靈活，能夠滿足家庭ITV、視頻監(jiān)控、通話、環(huán)境監(jiān)控等多方面需求，戶(hù)內(nèi)有了光纜，避免了用戶(hù)后期重新布線；第五，隨著技術(shù)的發(fā)展，光纖等設(shè)備的成本大大降低，不久將與ADSL技術(shù)相當(dāng)，同時(shí)包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、。 　 第二章 FTTH基本概念 PON技術(shù)基礎(chǔ) PON的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　PON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由中心局的光線路終端(OLT)、包含無(wú)源光器件的光分配網(wǎng)(ODN)、用戶(hù)端的光網(wǎng)絡(luò)單元/光網(wǎng)絡(luò)終端(ONU/ONT ，其區(qū)別為ONT直接位于用戶(hù)端，而ONU與用戶(hù)之間還有其它網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)) 組成，在PON系統(tǒng)中，使用一根單芯光纖利用波分復(fù)用技術(shù)做多波長(zhǎng)傳輸。OLT位于中心機(jī)房，提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口，同時(shí)連接上層核心網(wǎng)絡(luò)，其功能類(lèi)似于交換機(jī)或路由器。除了提供網(wǎng)絡(luò)接入、交換功能外，OLT還可以根據(jù)用戶(hù)的不同需求實(shí)現(xiàn)帶寬分配、網(wǎng)絡(luò)安全和管理配置。ODN利用無(wú)源光分路器將干線光纖中的光信號(hào)分配給各個(gè)ONT，根據(jù)終端用戶(hù)的位置不同，可采用不同分路比的光分路器做多級(jí)連接，其傳輸范圍最遠(yuǎn)可達(dá)20km。ONT/ONU提供LOT方向的PON接口和用戶(hù)側(cè)業(yè)務(wù)接口（以太網(wǎng)、電話、視頻）。在PON系統(tǒng)規(guī)劃中，通常采用點(diǎn)到多點(diǎn)的樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在下行方向，IP數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻等多種業(yè)務(wù)由位于中心局的OLT，采用廣播方式，通過(guò)ODN中的1：N無(wú)源光分配器分配到PON上的所有ONU單元。在上行方向，來(lái)自各個(gè)ONU的多種業(yè)務(wù)信息互不干擾地通過(guò)ODN中的1：N無(wú)源光合路器耦合到同一根光纖，最終送到位于局端OLT接收端，類(lèi)似于點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。PON網(wǎng)絡(luò)的突出優(yōu)點(diǎn)是消除了戶(hù)外的有源設(shè)備，所有的信號(hào)處理功能均在交換機(jī)和用戶(hù)宅內(nèi)設(shè)備完成。 PON接入方式由于消除了傳輸段的有源設(shè)備，減少了中間節(jié)點(diǎn)的同時(shí)好極大程度地降低了衰耗，同時(shí)前期投資小，大部分資金要推遲到用戶(hù)真正接入時(shí)才投入。它的傳輸距離比有源光纖接入系統(tǒng)的短，覆蓋的范圍較小，但它造價(jià)低，無(wú)須另設(shè)機(jī)房，維護(hù)容易。因此這種結(jié)構(gòu)可以經(jīng)濟(jì)地為居家用戶(hù)服務(wù)[9]。 PON的傳輸原理在下行方向，PON系統(tǒng)使用1490nm波長(zhǎng)傳輸數(shù)據(jù)和語(yǔ)音信息，使用1550nm波長(zhǎng)傳輸視頻業(yè)務(wù)。OLT周期性地在PON端口上廣播允許接入的時(shí)隙的信息，當(dāng)ONT/ONU上電后，會(huì)根據(jù)OLT廣播時(shí)允許接入的信息發(fā)起注冊(cè)請(qǐng)求，OLT接收到請(qǐng)求后，分配給ONT/ONU一個(gè)邏輯鏈路標(biāo)識(shí)，允許ONT/ONU接入。信息的每個(gè)數(shù)據(jù)幀頭中包含了ONT/ONU注冊(cè)時(shí)分配給它的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)，該標(biāo)識(shí)證明此數(shù)據(jù)是發(fā)給具有此ID的ONT/ONU。因?yàn)樗袛?shù)據(jù)以廣播形式發(fā)送，所以每個(gè)ONT/ONU都將收到全部信息，ONU/ONT根據(jù)此標(biāo)識(shí)接收屬于自己的信息包，并將其他信息丟棄。為保證安全性，所有ONT/ONU接入時(shí)，系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行認(rèn)證，該認(rèn)證信息具有唯一性，系統(tǒng)只允許接入通過(guò)認(rèn)證，具有合法認(rèn)證信息的ONU/ONT；同時(shí)，對(duì)于給定的ONT/ONU的數(shù)據(jù)幀，其他ONT/ONU雖然在物理層面上可接收到，但接收到以后首先比較幀頭信息，若與自身ID相符，則接收，否則，立刻丟棄；此外，PON系統(tǒng)還從以太網(wǎng)層面利用VLAN隔離，每個(gè)ONT/ONU都被劃分為不同的VLAN ID，且每個(gè)ONT/ONU到OLT的數(shù)據(jù)都啟用了數(shù)據(jù)加密。在上行方向，采用時(shí)分多址技術(shù)，在同一光纖中，采用1310nm波長(zhǎng)傳輸數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)。每個(gè)ONT/ONU在不同的時(shí)間段發(fā)送數(shù)據(jù)，在光分路器中以物理光能量的方式將來(lái)自不同光纖不同時(shí)隙的數(shù)據(jù)復(fù)用到同一光纖中。為保證不同ONT/ONU中的數(shù)據(jù)在耦合到同一光纖時(shí)互不干擾，要求所有ONT/ONU和OLT之間保持嚴(yán)格同步，每個(gè)ONT/ONU只能在ONT授權(quán)給它的時(shí)間段內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。PON網(wǎng)絡(luò)的突出優(yōu)點(diǎn)是消除了戶(hù)外的有源設(shè)備，所有的信號(hào)處理功能均在交換機(jī)和用戶(hù)宅內(nèi)設(shè)備完成。 FTTH中應(yīng)用到的主要設(shè)備 局端OLTOLT的功能組成可以分為三部分：業(yè)務(wù)部分、核心部分和公共部分。其中核心部分功能包括匯聚分發(fā)和業(yè)務(wù)處理功能以及ODN適配功能，匯聚分發(fā)和業(yè)務(wù)處理功能完成對(duì)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型的信息進(jìn)行處理，包括復(fù)用/解復(fù)用、業(yè)務(wù)質(zhì)量控制、帶寬管理、用戶(hù)隔離和業(yè)務(wù)隔離、廣播和多播等，在上行方向與業(yè)務(wù)接口功能相連，在下行方向與ODN適配功能相連。ODN適配功能對(duì)ODN接口進(jìn)行分配，一個(gè)OLT可以提供至少一個(gè)ODN接口，并具有一系列物理光接口的適配功能，包括光/電和電/光轉(zhuǎn)換，物理媒質(zhì)訪問(wèn)控制以及定時(shí)同步功能。OLT業(yè)務(wù)部分具有業(yè)務(wù)接口功能，可包括接口適配、接口保護(hù)以及需要時(shí)具有特定業(yè)務(wù)的信令處理和媒質(zhì)傳輸制式的轉(zhuǎn)換功能。OLT公共部分功能包括供電與OAM功能，供電功能將外部供電轉(zhuǎn)換為所需的電源，在必要時(shí)還提供電源保護(hù)功能。OAM功能是提供必要的手段來(lái)處理所有功能塊的操作、管理和維護(hù)功能，并提供與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)相關(guān)的信息。 光分路器分光器的作用是將一根纖芯中的光束，通過(guò)物理通道，廣播到多個(gè)纖芯中，以提高主干光纖的利用效率，減少主干光纖的對(duì)數(shù)。目前有兩種類(lèi)型的光分路器可以滿足分光的需要：一種是利用傳統(tǒng)的拉錐耦合工藝生產(chǎn)的熔融拉錐式光纖分路器，另一種是基于光學(xué)集成技術(shù)生產(chǎn)的平面光波導(dǎo)分路器。熔融拉錐技術(shù)是將兩根或多根光纖捆在一起，然后在拉錐機(jī)上熔融拉伸，并實(shí)時(shí)監(jiān)控分光比的變化，分光比達(dá)到要求后結(jié)束熔融拉伸，其中一端保留一根光纖作為輸入端，另一端作為多路輸出端，目前成熟的拉錐工藝一次只能拉1x4以下的分光器，1x4以上的期間則是用多個(gè)1x2連接在一起，再整體封裝在分路盒中。這類(lèi)器件的主要優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)工藝成熟、原料及成本低廉且分光比可根據(jù)要求實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以制作出不等分的分路器。但這類(lèi)器件的損耗對(duì)光