【正文】 網(wǎng)絡(luò)層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務(wù)種類豐富，運(yùn)維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對(duì)集中的小面積密集用戶地區(qū)。通常的光纖接入的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有點(diǎn)到點(diǎn)(PZP)方式和點(diǎn)到多點(diǎn)(PZMP)兩種方式。因此這種點(diǎn)到點(diǎn)的光纖接入方式在實(shí)際中應(yīng)用并不多。相對(duì)于點(diǎn)到點(diǎn)光纖接入方式，點(diǎn)到多點(diǎn)接入的優(yōu)點(diǎn)非常明顯：第一，由于多個(gè)用戶共享一根光纖的帶寬資源，用戶成本相對(duì)較低，而且可以充分利用光纖的帶寬資源；第二，對(duì)于開展點(diǎn)到多點(diǎn)的多播、組播業(yè)務(wù)相對(duì)簡單，適合開展視頻廣播和流媒體業(yè)務(wù)；第三，減小中心交換局一側(cè)的光纖接頭數(shù)目，安裝和維護(hù)簡單，易于實(shí)現(xiàn)用戶網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化規(guī)劃。(2)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(b)所示。在這種方式中需要N個(gè)12的光分離器來實(shí)現(xiàn)P2MP傳輸，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)靈活，但是光分離器的數(shù)目較多。1999年ITU—(ONT)管理和控制接口規(guī)范，該建議主要從網(wǎng)絡(luò)管理和信息模型上對(duì)APON系統(tǒng)進(jìn)行定義，以確保不同廠家的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互操作。隨著Internet的高速發(fā)展，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求不斷提高，各種新的寬帶接入技術(shù)已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。目前GPON尚處于試驗(yàn)應(yīng)用階段。第3章 光發(fā)送與光接收無線光接入光發(fā)送和探測(cè)技術(shù)和光纖通信區(qū)別，是針對(duì)大氣信道的特征而采用的一些特殊處理技術(shù)。由拋物面初級(jí)反射鏡和雙曲線次級(jí)反射鏡組成。在進(jìn)行天線的幾何設(shè)計(jì)時(shí)，一般先給定拋物面D、f，再確定拋物面半角Ψ0， （31）雙曲面的四個(gè)參量LV、ф0、fc、d可以任選兩個(gè)參量，從而確定其他參數(shù)。假設(shè)有球面波光場(chǎng)的光源置于雙曲面的實(shí)焦點(diǎn)F′上，經(jīng)過雙曲面和拋物面反射后，發(fā)送出光場(chǎng)將具有平面波特性。在天線設(shè)計(jì)過程中必須考慮如下要求：l）高的光學(xué)質(zhì)量；2）低的遮擋率；3）光學(xué)透鏡的高透射率及主、次反射鏡的高反射率；4）低的散射光效應(yīng)；5）材料的熱膨脹系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，重量輕，使用壽命長。采用多孔徑發(fā)送，以在整體上增加總的發(fā)送光功率；多孔徑接收，一方面增加了光的接收面積，可以減少湍流的影響，另外多孔徑效應(yīng)也可以進(jìn)一步降低接收光強(qiáng)的方差。強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)的光發(fā)送機(jī)一般由光源、驅(qū)動(dòng)電路、自動(dòng)功率控制和自動(dòng)溫度控制電路、報(bào)警保護(hù)電路組成。光源發(fā)射出光脈沖信號(hào)，既可以通過光耦合器耦合后由光纖傳輸?shù)桨l(fā)射天線的饋源位置上，也可將激光器直接置于發(fā)射天線的饋源位置上。和光纖通信一樣，在進(jìn)行光發(fā)送機(jī)光源的選取時(shí)，必須綜合考慮傳輸波長、系統(tǒng)帶寬、功率預(yù)算等因素，并結(jié)合各種光源特性進(jìn)行選取。參考LED和LD一些典型參數(shù)特性，結(jié)合無線光接入系統(tǒng)的參數(shù)要求，可以選擇工作波長在850nm、1550nm的單模半導(dǎo)體激光器作為光源，其材料可以是GaAlAs或者GaInAsP，結(jié)構(gòu)為掩埋異質(zhì)結(jié)構(gòu)。光接收機(jī)的作用就是檢測(cè)經(jīng)過傳輸?shù)奈⑷跣盘?hào)，并放大、整形、再生成原傳輸信號(hào)，它的主要器件是利用光電效應(yīng)把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光電探測(cè)器。同樣，如圖中所示，接收天線收集到的光信號(hào)既可以直接由光探測(cè)器接收，也可以通過多模光纖耦合到光探測(cè)器上，采用多模光纖是由于多模光纖具有更大的數(shù)值孔徑，可以更有效的將光信號(hào)耦合到探測(cè)器。Si光電二極管具有很高的靈敏度，—，—，但是Ge光電二極管的暗電流較大；。APD光電二極管由于存在一個(gè)雪崩增益過程，使得輸出的電流的平均值比未增值的電流放大了M倍，其響應(yīng)度也放大了M倍。Rs是二極管的連續(xù)阻抗，通常RsR1。通常量子效率、響應(yīng)度、暗電流、響應(yīng)速度、結(jié)電容，是我們選擇的光電二極管的重要參數(shù)。為了使帶寬較大，R應(yīng)當(dāng)較小。目前有幾種前置放大器可以彌補(bǔ)這種缺點(diǎn)，分別是集成前置放大器、跨越阻抗前置放大器、低阻抗前置放大器、高阻抗前置放大器。，跨越阻抗前置放大器提供了高靈敏度/寬頻帶的特性,它的動(dòng)態(tài)范圍較大。高阻前置放大器的特性是低噪聲、小帶寬（最大為500MHz）。集成前置放大器主要缺點(diǎn)是，在數(shù)字系統(tǒng)中，如果有一系列的“1”，那么集成塊建立起一個(gè)可以評(píng)估的DC分量時(shí)，接收機(jī)將達(dá)到飽和，且集成前置放大器寬帶應(yīng)用要求等同化、動(dòng)態(tài)范圍受限。光通信技術(shù)一直都是整個(gè)通信領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)之一。銅是不可再生的戰(zhàn)略性資源，銅纜的價(jià)格在很長的時(shí)間里不可能有所回落。另外，由于銅纜價(jià)格的上漲，銅纜被盜割或遭災(zāi)損的風(fēng)險(xiǎn)大，且銅纜大修、更新等維護(hù)成本也加大，這些問題直接制約著下一代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。針對(duì)現(xiàn)有的寬帶網(wǎng)絡(luò)銅纜接入方式存在無法滿足業(yè)務(wù)開展要求、大量占用管孔資源、銅價(jià)格上漲導(dǎo)致投資建設(shè)成本增大，維護(hù)成本增大等弊端，中國網(wǎng)通、中國電信等電信業(yè)務(wù)主流運(yùn)營商紛紛提出了根據(jù)不同環(huán)境和條件下利用光纜替換原有銅纜的“光進(jìn)銅退”接入技術(shù)方案。因?yàn)橥ㄐ啪€路一旦建成后，如要調(diào)整，則代價(jià)巨大。從建設(shè)成本考慮，根據(jù)關(guān)于最經(jīng)濟(jì)接入距離的分析。對(duì)于穩(wěn)定城區(qū)，應(yīng)以最經(jīng)濟(jì)局點(diǎn)分析方法為主來確定接入局點(diǎn)的數(shù)量和容量，但應(yīng)考慮已有局房的使用和銅纜網(wǎng)的現(xiàn)狀，減少網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整工作量。，應(yīng)本著“先遠(yuǎn)后近、先急后緩、先城市后農(nóng)村”的原則。，應(yīng)盡量避免僅為寬帶提速而規(guī)劃純粹的寬帶接入局點(diǎn)。，實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)在接入層的融合，簡化接入層網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)“光進(jìn)銅退”。如在接入層引入AG(接入網(wǎng)關(guān))、IAD(綜合接入設(shè)備)和SIP(會(huì)話初始協(xié)議)終端后，無論是接入線路還是接入設(shè)備都是融合的，不再需要擴(kuò)容TDM(時(shí)分復(fù)用)交換機(jī)，語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同時(shí)承載在IP分組網(wǎng)上，對(duì)簡化接入層和承載網(wǎng)絡(luò)、減少其建設(shè)成本和維護(hù)成本是大有好處的。如果PON設(shè)備的測(cè)試結(jié)果比較滿意，并且商務(wù)條件也較可行的話，則可以適度引入FTTH技術(shù)。目前商務(wù)樓宇的解決方案中語音和數(shù)據(jù)是分離的:語音由TDM交換機(jī)提供，由雙絞線電纜接入；數(shù)據(jù)采用點(diǎn)到點(diǎn)(P2P)光纖方式接入，每個(gè)大客戶至少需要2芯光纖。如果采用LAN方式，因五類線的距離不能超過100m，就需要在別墅區(qū)內(nèi)設(shè)置很多的Lanswitch，端口實(shí)占率就很低，而且安裝交換機(jī)的室外型機(jī)箱也非常昂貴，也不便于協(xié)調(diào)安裝地點(diǎn)，還要敷設(shè)電纜來解決傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)，總體投資很大。3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，由于基站覆蓋范圍小、密度大，城區(qū)基站的距離只有400~500m，也需要大量的機(jī)房，比接入局所要密得多。4 3“光進(jìn)銅退”采用的主要技術(shù)和相關(guān)設(shè)備 EPON技術(shù)PON在光纖接入方式中相對(duì)成本低，能平滑升級(jí)、帶寬高、覆蓋范圍大、節(jié)省光纖資源、傳輸距離遠(yuǎn)、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，它打破了傳統(tǒng)點(diǎn)到點(diǎn)的解決方法，是解決寬帶接入的一種既經(jīng)濟(jì)、又面向未來多業(yè)務(wù)的用戶接入技術(shù)，因而將是未來的發(fā)展方向。EPON采用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無源光纖傳輸方式，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務(wù)。另外還可以疊加1550nm波長的CATV通道。承載的業(yè)務(wù)包括IP業(yè)務(wù)，時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)和有線電視業(yè)務(wù)，其中時(shí)分復(fù)用業(yè)務(wù)包括語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)(64Kbps數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù))。在下行方向，它提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。利用TDMA技術(shù)，多個(gè)ONU的信號(hào)在經(jīng)過不同長度的光纖傳輸后，進(jìn)入光分配器的共用光纖，占據(jù)分配給它的指定時(shí)隙，以避免發(fā)生相互碰撞干擾。OLT到ONU之問可實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。(3)POS(Passive Optical Splitter光分離器)/ODN(Optical Distribution Node光分配節(jié)點(diǎn))POS/ODN是無源光纖分支器，足一個(gè)連接OLT和ONU的無源設(shè)備。一般一個(gè)POS的分線率為132或64，并可以以進(jìn)行多級(jí)連接。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到NGN時(shí)，UASO00可以通過FE接口連接到NGN網(wǎng)，直接演進(jìn)為AG。2. IAD作為NGN網(wǎng)絡(luò)中的小容量接入設(shè)備，可提供基于寬帶的語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。如果把無線光接入放到整個(gè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中，就要考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟约盁o線光接入終端間互聯(lián)以及與其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)。而微波傳輸鏈路雖然有其固有弱點(diǎn)，但是微波衰減最嚴(yán)重的天氣狀況是大雨，而在大霧情況下衰減相對(duì)較?。还鈧鬏斣诖箪F狀況下衰減最嚴(yán)重，而在大雨?duì)顩r下又相較較小。TMN的結(jié)構(gòu)、TMN與電信網(wǎng)、。 TMN與電信網(wǎng)的關(guān)系 接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)由于接入網(wǎng)中設(shè)備的特點(diǎn)與接入特性和傳輸技術(shù)密切相關(guān)，所以其網(wǎng)管系統(tǒng)中的運(yùn)行系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)可以分為4個(gè)部分：端口及核心功能運(yùn)行、系統(tǒng)功能實(shí)體、傳送功能運(yùn)行系統(tǒng)功能實(shí)體、調(diào)度管理功能實(shí)體。例如，當(dāng)接入網(wǎng)設(shè)備告警，WOSF和PCEOSF都不能單獨(dú)確定故障發(fā)生的位置時(shí)，就需要COOSF來進(jìn)行進(jìn)一步的分析和調(diào)度處理。這樣開發(fā)周期短，能較快的提供接入網(wǎng)發(fā)展所急需的接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)。其技術(shù)水平從低級(jí)到高級(jí)，不斷發(fā)展，管理手段是從簡單到復(fù)雜，不斷完善。FTTH是接入網(wǎng)的長期發(fā)展目標(biāo)，各個(gè)國家都有其明確的發(fā)展目的，但由于成本、用戶要求和市場(chǎng)等方面的原因，F(xiàn)TTH仍然是一個(gè)長期的任務(wù)。光纖接入技術(shù)與其他接入技術(shù)相比，最大優(yōu)勢(shì)在于可用帶寬寬，而且還有巨大潛力可以開發(fā)，、傳輸距離長、抗干擾能力強(qiáng)、SDH和APON設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化程度都比較高，有利于降低生產(chǎn)和運(yùn)行維護(hù)成本。 （2）光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。（4）光纖接入網(wǎng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，有完善的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，能適應(yīng)將來寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的需要，打破“瓶頸”，使信息高速公路暢通無阻。另外，與無線接入網(wǎng)相比，光纖接入網(wǎng)還需要管道資源。無線光通信作為一種新興的接入方案，有廣泛的應(yīng)用前景。在論文完成之際，本人在此向所有關(guān)心我的老師和同學(xué)致以最真誠的感謝!首先要感謝張會(huì)生教授，張老師平易近人，知識(shí)淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，豐富了專業(yè)知識(shí)，令我受益匪淺。對(duì)于你們，我充滿無限的感激。采用光纖接入網(wǎng)是光纖通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，盡管目前各國發(fā)展光纖接入網(wǎng)的步驟各不相同，包括采用有源光網(wǎng)絡(luò)AON和無源光網(wǎng)絡(luò)PON的光纖接入方式，以實(shí)現(xiàn)FTTC、FTTB，為最終實(shí)現(xiàn)FTTH打下基礎(chǔ)。近年來，交換層、傳送層設(shè)備已逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、寬帶化，但接入層因其所占電信網(wǎng)絡(luò)投資比重大、接入手段單一落后、入戶帶寬及城市管道限制等因素，已成為現(xiàn)代電信網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。在此向他們表示衷心的感謝。相信通過不斷的努力，光纖通信接入網(wǎng)技術(shù)將會(huì)有更好的發(fā)展?，F(xiàn)在，影響光纖接入網(wǎng)發(fā)展的主要原因不是技術(shù)，而是成本，到目前為止，光纖接入網(wǎng)的成本仍然太高。最大的問題是成本還比較高。此外，光纖不受電磁干擾，保證了信號(hào)傳輸質(zhì)量，用光纜代替銅纜，可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。人們對(duì)通信業(yè)務(wù)的需求越來越高，除了打電話、看電視以外，還希望有高速計(jì)算機(jī)通信、家庭購物、家庭銀行、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻點(diǎn)播（VOD）以及高清晰度電視（HDTV）等。預(yù)計(jì)幾年后，F(xiàn)TTH網(wǎng)海將會(huì)有更大的發(fā)展。目前，光纖傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)發(fā)展很快，多數(shù)已處于實(shí)用化。 光接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)在接入網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)管理過程中，離不開接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)的工作，同時(shí)也需要其他網(wǎng)管系統(tǒng)，特別是交換機(jī)網(wǎng)管系統(tǒng)的協(xié)同工作。目前，急需的接入網(wǎng)網(wǎng)管是對(duì)接入設(shè)備網(wǎng)元層的管理，包括配置管理、性能測(cè)試和監(jiān)視、故障集中告警、故障定位等。由于PCFOSF和WOSF是兩個(gè)獨(dú)立的管理功能，且與接入技術(shù)密切相關(guān)，它們的協(xié)調(diào)是通過COOSF來完成的。電信管理網(wǎng)與它所管理的電信網(wǎng)是緊密耦合的，但在概念上又是一個(gè)分離的網(wǎng)絡(luò)，它在若干點(diǎn)與電信網(wǎng)相接。同樣，光纖傳輸系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)遇到城市施工改造的破壞中斷，無線光傳輸速率也足可以作為光纖傳輸?shù)膫溆面溌贰Ｔ跓o線光接入系統(tǒng)中用得較多的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、環(huán)型和網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)。IAD設(shè)備小、端口少的特點(diǎn)使其更適合靠近用戶端，只要可以接入Internet的地方都可以接入，通過城域網(wǎng)接入軟交換，可以方便地為用戶提供普通電話服務(wù)，可以為用戶提供CENTREX、IPCENTREX等業(yè)務(wù)。由于攻擊可以通過模擬NGN允許的協(xié)議及消息格式進(jìn)行，對(duì)于此類攻擊，NGN網(wǎng)絡(luò)將無法防御。1. AGAG可以提供內(nèi)部V5接口實(shí)現(xiàn)原網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，也可以通過光纖接入多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)。無源分光器的部署相當(dāng)靈活。3)提供多業(yè)務(wù)接口，對(duì)用戶的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，并在OLT配備的發(fā)送窗日中向上行方向發(fā)送。OLT作為EPON的核心，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：1) 向ONU以廣播方式發(fā)送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)；2) 發(fā)起并控制測(cè)距過程，并記錄測(cè)距信息；3) 發(fā)起并控制ONU功率；4) 為ONU分配帶寬；5) 支持EPON的統(tǒng)一網(wǎng)管，OLT是主要的控制中心，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的五大功能。，每個(gè)包攜帶一個(gè)具有傳輸?shù)侥康牡豋NU標(biāo)識(shí)符的信頭。一套典型的EPON系統(tǒng)由光線路終端OLT、ONU/ONT和PNS/ODN組成。EPON在保留傳統(tǒng)以太網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上定義了新的應(yīng)用于EPON系統(tǒng)的物理層(主要是光接口)規(guī)范、MAC多點(diǎn)控制協(xié)議(MPCP)以及運(yùn)營維護(hù)和管理(OAM)機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)在點(diǎn)到多點(diǎn)無源光網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)幀的時(shí)分多址接入。以下就對(duì)EPON技術(shù)進(jìn)行簡要的介紹。這其中，GPON還有待ITU—T的批準(zhǔn)和批量產(chǎn)品的證實(shí)?！肮膺M(jìn)銅退”不僅是寬帶提速的要求，也是降低建設(shè)成本、提高投資效益的要求。，提高機(jī)房的利用率。而采用FTTH的話，只需要很少量的光纖進(jìn)入樓宇即可解決，建設(shè)成本較低。日前，國內(nèi)的電信業(yè)務(wù)主流運(yùn)營商擁有大量的銅纜資源，且ADSL、VDSL等基于銅纜的寬帶接入技術(shù)也能滿足普通用戶5年內(nèi)對(duì)帶寬的需求，因此銅纜資源不能廢棄，而是應(yīng)該努力延長其使用壽命，F(xiàn)TTH不宜大規(guī)模的宣傳推廣。(光纖到戶)技術(shù)。對(duì)于LAN接入方式，更是兩套獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，既要敷設(shè)五類線、光纜、安裝LAN交換機(jī)來解決寬帶業(yè)務(wù)，還要布放電纜來解決語音接入。純粹的寬帶接入點(diǎn)僅適用于窄帶業(yè)務(wù)飽和且城市改造穩(wěn)定的區(qū)域，其容量和覆蓋范圍不宜過大，否則會(huì)導(dǎo)致銅纜投資的加大。由于用戶對(duì)帶寬需求的發(fā)展是有過程的，每年的投資計(jì)劃也是有限的，新設(shè)局點(diǎn)和銅纜網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整，應(yīng)按照由遠(yuǎn)到近的順序，先解決距離原接入局點(diǎn)較遠(yuǎn)的用戶。農(nóng)村接入局點(diǎn)的規(guī)劃，應(yīng)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位進(jìn)行，用戶不宜跨鄉(xiāng)鎮(zhèn)接入，這樣規(guī)劃時(shí)較為容易，也滿足維護(hù)體制需要。，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩硖卣髑闆r和機(jī)房位置的可選擇性，進(jìn)行接入局點(diǎn)的規(guī)劃。如主要運(yùn)用ADSL2＋來解決寬帶接入。“光進(jìn)銅退”技術(shù)實(shí)施要求電信業(yè)務(wù)主流運(yùn)營中國網(wǎng)通集團(tuán)根據(jù)目前的用戶對(duì)寬帶需要、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源情況、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況等，制定了對(duì)“光進(jìn)銅退”技術(shù)的實(shí)施要求，具體為：，用戶對(duì)寬帶的需