【正文】 文郵政混合式公文郵政可視圖文32Mbit/s32Mbit/s2 Mbit/s2 Mbit/s2 Mbit/s32Mbit/s34Mbit/s80Mbit/s4 Mbit/s2 Mbit/s1 Mbit/s12Mbit/s12Mbit/s1 Mbit/s1 Mbit/s1 Mbit/s12Mbit/s10Mbit/s10Mbit/s2 Mbit/s交互式業(yè)務(wù)文檔轉(zhuǎn)移CAD/CAM1 Mbit/s10 Mbit/s1 Mbit/s檢 索業(yè) 務(wù)音響檢索圖像檢索數(shù)據(jù)檢索混合檢索34 Mbit/s1 Mbit/s2 Mbit/s10 Mbit/s閉路分配業(yè)務(wù)閉路音響分配閉路圖像分配閉路公文分配34 Mbit/s2 Mbit/s Mbit/s10 Mbit/s Mbit/s廣播式分配業(yè)務(wù)廣播式音響分配廣播式圖像分配34 Mbit/s Mbit/s10 Mbit/s可見，接入網(wǎng)承擔(dān)的業(yè)務(wù)范圍很廣泛，是實現(xiàn)多媒體通信的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)之一，是實現(xiàn)未來信息高速公路的基本設(shè)施和重要網(wǎng)絡(luò)。接入網(wǎng)技術(shù)種類繁多，根據(jù)傳輸媒質(zhì)的不同可將其分為銅線接入、光纖接入和無線接入三大類。光纖接入網(wǎng)是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體。無線接入技術(shù)可以分為移動接入和固定接入兩大類。全光接入網(wǎng)技術(shù)，即光纖到桌面、光纖到家，隨著用戶對帶寬需求的不斷增加，將得到不斷的發(fā)展。其提供的業(yè)務(wù)范圍從具有交互性的圖像分配業(yè)務(wù)到數(shù)據(jù)傳送、局域網(wǎng)互聯(lián)、透明的虛通道等。但從發(fā)展來看，光纖接入，特別是寬帶光接入輔以無線接入手段將占主導(dǎo)地位。本文從整個系統(tǒng)的角度，闡述了光接入網(wǎng)定義，分析光接入網(wǎng)的特性和原理；介紹光纖接入網(wǎng)的主要技術(shù)以及各種復(fù)用方式，闡述光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和接入網(wǎng)網(wǎng)管功能。第三章是無線光接入系統(tǒng)光發(fā)送和接收單位，先介紹無線光接入系統(tǒng)中卡塞格倫天線結(jié)構(gòu)和理論，再介紹無線光接入的光收發(fā)送單元結(jié)構(gòu)，以及光源、探測器的選取，前置放大電路特點，無線光接收機的噪聲機制和一些性能指標(biāo)性能，最后從整個系統(tǒng)的角度對無線光傳輸進行功率預(yù)算。第2章 光接入技術(shù)光纖通信是利用半導(dǎo)體激光器（Laser Diode，LD）或半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）作為光源器件，把電信號轉(zhuǎn)換成光信號并將其耦合進石英（或塑料）光纖中進行傳輸，在接收端使用半導(dǎo)體檢測器件（檢波器），如雪崩光電二極管（APD）或光電二極管（PIN）等，將光信號再還原為電信號的一種通信方式。① 頻率資源豐富，通信容量大。⑤ 光纜耐腐爛，重量輕，體積小。③ 由于數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)采用PCM技術(shù)，因而可以方便地利用終端設(shè)備上的計算機實現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)測與監(jiān)控。⑦ 波分復(fù)用技術(shù)使得光纖通信的容量大幅度提高而不用增加光纖芯數(shù)。多數(shù)情況下，OAN和FITL可以換用。美國運營商Verizon將FTTB及FTTH合稱光纖到駐地(FTTP，F(xiàn)iber To The Premise)。光纖到遠端模塊(FTTR，F(xiàn)iber To The Remote module)是FTTC的一種變型，將ONU的位置移到遠離用戶的遠端(RT)處，可服務(wù)更多的用戶(多于256個)，從而降低成本，一般提供2Mbit/s以下的窄帶業(yè)務(wù)。FTTB的光纖化程度比FTTC更進一步。因為主要用戶是大企事業(yè)用戶，業(yè)務(wù)量需求比較大，一般采用點到點或環(huán)形結(jié)構(gòu)。3） 對既有銅纜可以繼續(xù)利用。2） 良好的網(wǎng)絡(luò)管理和QoS。2） 維護分撒，工作量大，維護費用較高。3） 造價和維護成本較高。適用場景1） 新建中低檔住宅小區(qū)、農(nóng)村行政村接入局點。若光配線網(wǎng)(ODN)全部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡(luò)。光纖接入網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，是指傳輸線路和節(jié)點的幾何排列圖形，它表示了網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的相互位置與相互連接的布局情況。（a）點到點光網(wǎng)絡(luò) （b）小區(qū)交換式網(wǎng)絡(luò) （c）點到多點無源光網(wǎng)絡(luò) FTTx的實施方案在點到點(PZP)的接入方式中，交換局為每個用戶分配一根光纖，(a)所示。(b)是點到點接入方式的改進，中心局交換機和用戶交換機之間通過光纖連接，用戶交換機為每個用戶提供點到點的光纖接入，(a)中的點到點光纖接入，這種改進方式可以節(jié)約光纖資源。正是由于這些優(yōu)點，PON已經(jīng)成為光纖接入的主流技術(shù)。每個ONU和環(huán)型光纖通過22的光分離器相連。在實際的應(yīng)用中，考慮到光分離器的成本、多用戶接入控制復(fù)雜性和光分離器帶來的噪聲，應(yīng)盡量減少光分離器的數(shù)目，因此樹型拓撲的PON應(yīng)用最為廣泛。ITU(the International Telemunications Union)和FSAN(Full Service Access Network)聯(lián)盟采納了ATM標(biāo)準(zhǔn)，把它作為在PON第二層的幀封裝標(biāo)準(zhǔn)，能為商業(yè)用戶、家庭用戶提供包括IP數(shù)據(jù)、視頻、音頻等綜合業(yè)務(wù)，形成了APON的標(biāo)準(zhǔn)(文檔號ITU—TRecG983)。在這種背景下，IEEE于2000年底成立了EFM工作組(Ethernet in the First Mile study Group)，試圖引入一種新的接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Ethernet PON (Ethernet passive Optical Network，即EPON)。 光接入網(wǎng)中的復(fù)用方式 光纖最重要的一個特點是它可以傳輸很高速率的數(shù)字信號，容量很大。主意包括天線、背景光噪聲處理、光源和光探測器的選取，以及光發(fā)射機和光接收機內(nèi)部電路特殊處理?？ㄈ駛愄炀€主反射面是旋轉(zhuǎn)拋物面，張角為ψ0；副反射面為旋轉(zhuǎn)雙曲面，張角為φ0；發(fā)送源通常置于主副反射面間旋轉(zhuǎn)雙曲面的實焦點F′上。給定D、F，可以用下式近似確定最小遮擋率的雙曲面直徑dmin （32）K取2，或者有dmin （33）；且： （34）根據(jù)上述公式就可以對卡塞格倫天線進行幾何設(shè)計。同理，平面波光場經(jīng)過大氣信道傳輸后，由接收天線的拋物面收集，再經(jīng)雙曲面反射將會聚在雙曲面的實焦點F′上，具有球面波的特性。多孔徑天線能減小大氣湍流的影響，在發(fā)送端采用光纖和光纖分支器將光源發(fā)出的信號連接到發(fā)送孔徑的饋源位置處，從光源到每個孔徑采用等長光纖連接，三個孔徑必須通過調(diào)整使整束發(fā)送光偏移角在1mrad左右的范圍內(nèi)?？傊?，多孔徑天線是一種改進的卡塞格倫天線，它有利于消除大氣湍流射衰減的影響、改善系統(tǒng)通信性能。，采用調(diào)制方式是數(shù)字調(diào)制，如果采用模擬調(diào)制，就要去掉編碼部分電路。和光纖通信光發(fā)射機相比，無線光接入系統(tǒng)在光發(fā)射機前端添加了光發(fā)送天線。光纖通信中最常用的光源是半導(dǎo)體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED），發(fā)光二極管在數(shù)字通信中通常應(yīng)用于傳輸帶寬在140Mb/s的系統(tǒng)中，就常用LED作為光源。－8mw之間；調(diào)制頻率可以達到2－3GHz。對光電檢測器要求靈敏度高、響應(yīng)度快、噪聲小、成本低和可靠性高。光探測器和前置放大器組成光接收機的前端，選擇合適的光探測器、設(shè)計和選擇不同類型的前置放大電路在光接收機中是至關(guān)重要的，光接收機的參數(shù)主要由前端決定。因此，如果無線光接入系統(tǒng)采用短的工作波長，就可以采用Si或者Ge材料的光電二極管，如果采用1550nm的工作波長，一般選用InP上沉積InGaAs的材料。但是，雪崩碰撞的隨機過程增加了器件的噪聲，并花費更多的時間，從而導(dǎo)致帶寬減小。要增加帶寬，就應(yīng)該使R1和Cd最小。無線光接入系統(tǒng)中PIN和APD都可以采用，采APD成本較高，通常在高速率、大容量的系統(tǒng)中采用。但減小R就可能引入附加噪聲。，集成前置放大器是在運放后增加了一個小時間常數(shù)的微分器， 集成前置放大電路的等價電路圖這是針對大的電阻R造成的帶寬很窄的情況下，有必要補償高頻衰減，相對低頻的導(dǎo)入高頻。如圖所示，RF仍然很大，但是副反饋使輸入阻抗減小了A倍，帶寬相應(yīng)也比同阻抗的高阻抗放大器擴大了A倍。比較適用于外層自由空間光通信系統(tǒng)。 前置放大器的典型數(shù)據(jù)比較前置放大器負載電阻信號帶寬噪聲電流低阻抗50Ω10GHz1mA高阻抗1MΩ500MHz1nA跨越阻抗1KΩ1GHz1uA對前置放大器的選擇取決于預(yù)期應(yīng)用要求，高速傳輸鏈路需要使用50Ω的放大器，但在遠程、中等比特率的鏈路中，一個高阻抗的前置放大器可能是最佳選擇。同樣，隨著寬帶用戶的快速增長，在接入網(wǎng)絡(luò)層面，較之傳統(tǒng)的銅線接入技術(shù)，光接入技術(shù)有著覆蓋范圍廣、傳輸距離遠、帶寬高、安全保密性高、建設(shè)維護成本低等優(yōu)點，使之成為接入網(wǎng)建設(shè)新的亮點。而同時，接入設(shè)備的采購價格在不斷下降，如己從三年前的每線1000多元降至不到300元。全球電信運營商在轉(zhuǎn)型過程中，提供多業(yè)務(wù)是重要的戰(zhàn)略之一，多種業(yè)務(wù)捆綁不僅能提升運營商的業(yè)務(wù)競爭力、增加每用戶平均收入(ARPU，Average Revenue Per User)，還能提升用戶忠誠度、降低用戶離網(wǎng)率?！肮膺M銅退”即FTTx，是寬帶發(fā)展的一個必然趨勢和選擇。根據(jù)目前發(fā)展趨勢的推斷，大多數(shù)人認為5年內(nèi)用戶對帶寬的需求將達到10Mbit/s。當(dāng)然，由于各城市以及城市中不同區(qū)域的用戶密度和造價情況的不同，其最經(jīng)濟接入距離會有較大的差別，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r來確定銅纜距離范圍和接入局點容量。對于農(nóng)村地區(qū)和其他用戶分布不連續(xù)的地區(qū)，應(yīng)采用農(nóng)村地區(qū)局點設(shè)置分析方法來規(guī)劃接入局點。為滿足寬帶提速的需要，要建很多的接入局點，同時原有的局點覆蓋范圍也要調(diào)整，以保證用戶能夠就近接入。純粹的寬帶接入點，和窄帶接入點物理分開，不利于今后寬、窄帶業(yè)務(wù)的靈活放號和網(wǎng)絡(luò)融合，會使交接箱跳線復(fù)雜，支撐系統(tǒng)實現(xiàn)困難，需要增加光纜和主干電纜線路投資，加大設(shè)備和線路的維護工作量。目前，在接入層中，基于雙絞線的接入技術(shù)，語音和寬帶接入是分開的只是通信線路是通過復(fù)用技術(shù)共享的，寬窄帶綜合接入設(shè)備也只是臨時過渡產(chǎn)品，它并沒有真正實現(xiàn)接入層面的融合。對于有LAN接入需求的住宅小區(qū)，可以通過LAD、SIP終端的方式提供語音業(yè)務(wù)，就不需要再敷設(shè)電纜線路、擴容TDM交換機了。目前在FTTH技術(shù)中，EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))最為成熟，商用化程度較高，GPON(新一代寬帶無源光網(wǎng)絡(luò))已經(jīng)有國際標(biāo)準(zhǔn)。這需要大量的電纜和光纜敷設(shè)進樓宇。FTTH的傳輸距離可達20km，只需要將分光器安裝在光纜接頭盒或光纜交接箱中，放在別墅區(qū)內(nèi)即可，可以省去電纜投資。因此，可將位置適宜的基站機房同時作為接入機房，對于這樣的基站機房應(yīng)考慮足夠的面積。目前用于寬帶接入的PON技術(shù)主要有：APON、EPON、GPON。目前，IP/Ethernet應(yīng)用占到整個局域網(wǎng)通信的95%以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟而高效的結(jié)構(gòu)，成為連接接入網(wǎng)最終用戶的一種有效的通信方法。 EPON下行信息分布EPON技術(shù)將以太網(wǎng)技術(shù)和PON技術(shù)相結(jié)合，其目標(biāo)是以簡單的方式實現(xiàn)P2MP的高速以太網(wǎng)光纖接入。EPON必須支持IP業(yè)務(wù)，而時分復(fù)用和有線電視業(yè)務(wù)則可選支持。在上行方向，OLT提供了GE(Gigabit Ethernet)接口、10BaesT、l00BaseT、10GbaseX等接口標(biāo)準(zhǔn)，OLT通過支持EI接口來實現(xiàn)傳統(tǒng)的TDM話音的接入。如下圖所示。ONU/ONT的主要功能：1)選擇接受OLT發(fā)送的廣播數(shù)據(jù)；2)響應(yīng)OLT發(fā)出的測距及功率控制命令，并做出相應(yīng)的調(diào)整。它的功能是分發(fā)下行數(shù)據(jù)和集中上行數(shù)據(jù)。 接入網(wǎng)關(guān)AG、綜合接入設(shè)備IADAG、IAD均為基于NGN軟交換網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的接入層設(shè)備。 AG接入方式AG設(shè)備為NGN承載網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備，將AG放置在用戶端，會存在通過用戶端的以太網(wǎng)交換機端口攻擊核心設(shè)備的安全隱患。適用于需求量為幾線至幾十線的大客戶或高端客戶的接入。對于接入網(wǎng)，其物理拓撲結(jié)構(gòu)除了點對點結(jié)構(gòu)外，還分為星型、總線型、樹型和環(huán)行拓撲結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)又有許多種不同具體邏輯拓撲結(jié)構(gòu)以及幾種物理結(jié)構(gòu)相互組合又形成不同的邏輯拓撲結(jié)構(gòu)。這就為微波鏈路和無線光鏈路相互作為通信的備用鏈路提供依據(jù)。圖中虛線框內(nèi)的就是TMN，它由一個數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、電信網(wǎng)設(shè)備的一部分、電信網(wǎng)運營控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理工作站組成。PCFOSF對AN中UPF、SPF和CF進行管理，TFOSF對AN中的TF進行管理，其功能和TF使用的具體技術(shù)有關(guān)。 接入網(wǎng)及網(wǎng)管系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu) 接入網(wǎng)網(wǎng)管向TMN的過渡TMN的建設(shè)時一個循序漸進的過程，要從接入網(wǎng)的實際情況和所實施的管理需求出來，來考慮如何將基于TMN的標(biāo)準(zhǔn)實施到實際的接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)中。由于接入網(wǎng)技術(shù)還在不斷發(fā)展和完善，且對TMN的理解也在不斷深化，因此接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)應(yīng)采用版本化管理的方法，以確?？蓴U展性和網(wǎng)管系統(tǒng)的可持續(xù)性建設(shè)。第6章 全文總結(jié)光纖在接入網(wǎng)傳輸媒介中占有主導(dǎo)位置，特別是當(dāng)寬帶成為業(yè)務(wù)瓶頸的時候，光纖接入是指局端與用戶之間以光纖作為傳輸媒介。不過很多有識之士把FTTH視為光通信市場復(fù)蘇的重要轉(zhuǎn)折點。通過本文的工作，與其他接入技術(shù)相比，光纖接入網(wǎng)具有如下優(yōu)點：（1）光纖接入網(wǎng)能滿足用戶對各種業(yè)務(wù)的需求。光纖損耗低、頻帶寬，解除了銅線徑小的限制。當(dāng)然，與其它接入網(wǎng)技術(shù)相比，光纖接入網(wǎng)也存在一定的劣勢。這也是很多新興運營商看好光纖接入技術(shù)，但又不得不選擇無線接入技術(shù)的原因。充分利用光傳輸高速率的特性，未來世界將是一個光的立體交叉網(wǎng)絡(luò)，人們可以充分利用光的高速率來改善自己生活中的信息交流、娛樂等