【文章內(nèi)容簡介】 分配型的網(wǎng)絡(luò)。 24 HFC 結(jié)構(gòu) 拓撲結(jié)構(gòu) ：干線網(wǎng)星型結(jié)構(gòu)，配線網(wǎng)樹型結(jié)構(gòu)。 同軸電纜 模擬和數(shù)字視像 前端 光纖 節(jié)點 同軸電纜 同軸電纜 250～ 500 戶 引入線 同軸電纜 供電 線路延伸器 分支器 視像 數(shù)據(jù) 話音 前端 光纖 節(jié)點 寬帶網(wǎng)關(guān) 光纖 節(jié)點 光纖 節(jié)點 250～ 500 戶 250～ 500 戶 干線網(wǎng) 配線網(wǎng) 25 引入線：對應(yīng)各種業(yè)務(wù)。 HFC 的頻譜分配方案 HFC 采用副載波頻分復用方式，各種圖像、數(shù)據(jù)和語音信號通過調(diào)制解調(diào)器同時在同軸電纜上傳輸。建議的頻譜方案有多種，其中之一如下圖。 HFC 的特點 優(yōu)點： （ 1）成本較低。與 FTTC 相比，僅線路設(shè)備低 20～ 30％。 （ 2） HFC 頻帶較寬，能適應(yīng)未來一段15 0 60 路模擬 CATV 指導 PCN PCN 200 路數(shù)據(jù)通信 VOD 或 CATV 信號 其他雙向通信業(yè)務(wù) 50MHz 50MHz （dB） （ MHz） 5 30 42 50 550 750 1000 圖 一種典型的頻譜分配建議 26 時間內(nèi)的業(yè)務(wù)需求，并能向光纖接入網(wǎng)發(fā)展。 （ 3） HFC 適合當前模擬制式為主體的視像業(yè)務(wù)及設(shè)備市場，用戶使用方便。 （ 4）與現(xiàn)有銅線接入網(wǎng)相比，運營、維護、管理費用較低。 不足之處： (1)成本雖然低于光纖接入網(wǎng)，但要取代現(xiàn)存的銅線環(huán)境投入將很大。 （ 2）建設(shè)周期長； （ 3）拓撲結(jié)構(gòu)須進一步改進，以提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，一個光電節(jié)點為 500 用戶服務(wù)，出問題影響面大。 （ 4）電話信道有限，擴容難。 HFC 網(wǎng)絡(luò)對 Cable Modem 的要求 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 用戶設(shè)備 廣 域網(wǎng) WAN PSTN HFC 網(wǎng) 本地 服務(wù)器 局端交 換機或 傳輸適 配器 電話回傳 訪問集線器 安全性與 訪問控制器 CMTS CableModem CMTS 網(wǎng)絡(luò)接口 CMTS RF 接口 操作支持 系統(tǒng)接口 OSS Cable Modem 電話回傳接口 電話線 CableModem RF 接口 與用戶接口 DS1or DS3 圖 HFC 的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 安全系統(tǒng)接口 27 影響 Cable Modem 發(fā)展的因素 第四章 光纖接入技術(shù) 緒 光纖接入網(wǎng)概念 光纖接入網(wǎng) （ OAN）是采用光纖傳輸技術(shù)的接入網(wǎng)，泛指本地交換機或遠端模塊與用戶之間采用光纖通信或部分采用光纖通信的系統(tǒng)。 OAN 分為 有源光網(wǎng)絡(luò) （ AON）和 無源光網(wǎng)絡(luò) （ PON）兩類。 OAN 的參考配置和應(yīng)用類型 ITU－ T 建議 提出了一個與業(yè)務(wù)和應(yīng)用無關(guān)的光纖接入網(wǎng)功能參考配置，如圖所示。 28 O NUO NUO DN O LTAFS N功 能S /R R /SV 參 考點S NIT 參 考點U NIa 參 考點用戶側(cè) 網(wǎng)絡(luò)側(cè)A N 系 統(tǒng) 管 理 功 能Q3圖2 －1 光 纖接入網(wǎng)功能參考配置示例 根據(jù) ONU 在光纖接入網(wǎng)中的位置，OAN 可以被劃分為如圖 2－ 2 所示的三種基本應(yīng)用類型。 交換機 O N UO L TO N U電話O N U電話電話光纜分路器分路器配線FPDP用戶F T T HF T T CF T T B銅纜引入線圖2 －2 光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用類型 OAN 業(yè)務(wù)支持能力 PON 接入技術(shù) PON 拓撲結(jié)構(gòu) 基本拓撲結(jié)構(gòu) 29 1．單星型結(jié)構(gòu) 2．樹型結(jié)構(gòu) 3．總線結(jié)構(gòu) 4．環(huán)型結(jié)構(gòu) PON 關(guān)鍵技術(shù) 一． PON的雙向傳輸技術(shù) 各 ONU至 OLT的上行信號采用 OTDMA（光時分多址）、 OWDMA（光波分多址） 、 OCDMA（光碼分多址）、 OSCMA（光副載 波多址）等多址接入技術(shù)。 1．光時分多址（ OTDMA） OTDMA （ Optical Time Division Multiple Access） 方式是指將 上行 傳輸時間分為若干時隙，在每個時隙只安排一個ONU，以分組的方式向 OLT 發(fā)送分組信息，各 ONU 按 OLT 規(guī)定的順序依次向上游發(fā)送。存在對各 ONU 測距問題， 即進行嚴格的發(fā)送定時 ， 解決碰撞 的問題；各 ONU 與 OLT 間距離不一樣，它們各自傳輸?shù)纳闲写a流衰減也不一樣，到達 OLT時的各分組信號輻度不同，在 OLT 端只能采用 突發(fā)模式的光接收機 ，根 30 據(jù)每一分組開始的幾比特信號 幅度的大小建立合理的判決門限，以正確接收該分組信號。各 ONU 從 OLT 發(fā)送的下行信號獲取定時信息，并在 OLT 規(guī)定的時隙內(nèi)發(fā)送上行分組信號，故到達 OLT 的各上行分組信號在頻率上是同步的。由于傳輸距離不同，到達 OLT時的相位差也就不同，故在 OLT 端必須采用快速比特同步電路 ，在每一分組開始幾個比特的時間范圍內(nèi)迅速建立比特同步。 2．光波分多址（ OWDMA） 采用光波分多址（ Optical Wavelength Division Multiple Access， OWDMA）接入技術(shù)，將各 ONU 的上行傳輸信號分別調(diào)制為不同波長的光信號，送至 ODN 后耦合到饋線光纖（合波），到達 OLT 后利用光分波器分別取出屬于各 ONU 的不同波長的光信號，再分別通過光電探測器解調(diào)為電信號。 3．光碼分多址（ OCDMA） OCDMA （ Optical Code Division Multiple Access）是指給每一個 ONU 分配一個多址碼，各 ONU 的上行信碼與相應(yīng)多址碼進行模二加后將其調(diào)制為同一波長的信 31 號，各路上行光信號經(jīng) ODN 合路送饋線光纖到達 OLT，在 OLT 端經(jīng)探測器檢測出電信號后，再分別與相同 ONU 端同步的相應(yīng)的多址碼進行模二加，分別恢 復各 ONU 傳輸來的信碼。由于多址碼的速率遠大于信碼速率，故CDMA 系統(tǒng)實際上是一種擴頻通信系統(tǒng)。 OCDMA 系統(tǒng)用戶地址分配靈活，抗干擾性能強，由于每個 ONU 都有自己獨特的多址碼，故它有十分優(yōu)越的保密性能。 OCDMA 不像 OTDMA 那樣劃分時隙，也不像 OWDMA 那樣劃分頻隙， ONU 可以更靈活地隨機接入，而不需要與別的 ONU 同步，但 OCDMA 系統(tǒng)容量不大。 4．光副載波多址（ OSCMA） OSCMA（ Optical Subcarrier Multiple Access）采用模擬調(diào)制技術(shù)，將各個 ONU 的上行信號分 別用不同的調(diào)制頻率調(diào)制到不同的射頻段，然后用此模擬射頻信號分別調(diào)制各 ONU 的激光器（ laser Device， LD），把波長相同的各模擬光信號傳輸至 ODN合路點后再耦合到同一饋線光纖到達 OLT，在 OLT端經(jīng)光電探測器后輸出的電信號通過不同 32 的濾波器和鑒相器分別得到各 ONU的上行信號。 二． PON 的雙向復用技術(shù) 光復用技術(shù) ：光波分復用（ OWDM 或 WDM）技術(shù)、光時分復用（ OTDM 或 TDM）技術(shù)、光碼分復用（ OCDM 或 CDMA）技術(shù)、光頻分復用（ OFDM 或 FDM）技術(shù)、光空分復用（ OSDM或 SDM）技術(shù)、光副載波 復用（ OSCM）技術(shù)。其中光波分復用技術(shù)、頻分復用技術(shù)、碼分復用技術(shù)和時分復用技術(shù)以及它們的混合應(yīng)用技術(shù)被認為是最具潛力的光復用技術(shù)。 多路復用技術(shù)與多址接入技術(shù)區(qū)別 ：多路復用技術(shù)中所有用戶共用一個復用器；在多址接入技術(shù)中，由于各用戶所處的位置距離較遠，所以用戶側(cè)沒有復用器。 1．光波分復用（ OWDM）技術(shù) 在 PON系統(tǒng)中采用 WDM方式進行雙向傳輸，即上行和下行信號被調(diào)制為不同波長光信號在同一根饋線光纖上傳輸。 光波分復用技術(shù)是指將多個不同波長的信息光載波復接到同一光纖中傳輸，來提高光纖傳輸容量的技術(shù)。根據(jù) 被復用的光波 33 長間隔的不同，光波分復用系統(tǒng)又有 WDM 系統(tǒng)（波長間隔 50～ 100nm）、 DWDM（ Dense WDM）系統(tǒng)（波長間隔 1～ 10nm）和 OFDM 系統(tǒng)（波長間隔小于 1nm）之分。 ITUT 參考標準。 2．光時分復用（ OTDM）技術(shù) 基本工作方式是讓各路信號在信道上占用不同的時間間隔，也就是把時間分成均勻間隔，將各路信號的傳輸時間分配在不同的時間間隔內(nèi)進行傳輸，以達到互相分開，互不干擾的目的。 在光信號上進行的 時分復用 是指在發(fā)送端，來自各支路的電信號分別經(jīng)過一個相同 波長的激光器轉(zhuǎn)變?yōu)橹饭庑盘枺髦返墓庑盘柗謩e經(jīng)過延時調(diào)整后，經(jīng)合路器合成一路高速光復用信號并饋入光纖；在接收WDM WDM 光源 λ n 光源 λ 1 光檢測 光檢測 ┇ ┇ 光檢測 光源 λ n′ 光源 λ 1′ ┇ ┇ λ 1┅λ n λ 1′┅λ n′ 光檢測 信道 S1 信道 Sn 信道 S1′ 信道 Sn′ 信道 S1 信道 Sn 信道 S1′ 信道 Sn′ λ 1 λ n λ 1′ λ n′ λ 1 λ n λ 1′ λ n′ 圖 WDM 工作原理圖 34 端，收到的光復用信號首先經(jīng)過光分路器分解為支路光信號，各支路的光信號再分送到各支路的光接收機轉(zhuǎn)換為各支路電信號。這種方式的復用速率比電的 TDM 高，一般達100Gbit/s。 3．光碼分復用（ OCDM）技術(shù) 光碼分復用技術(shù)在原理上與電碼分復用技術(shù)相似。它是給系統(tǒng)中的每個用戶分配一個唯一的光正交碼的碼字作為該用戶的地址碼。在發(fā)送端，對要發(fā)送的數(shù)據(jù)的地址碼進行正交編碼，然后進行信道復用。在接收端，用與發(fā) 送端相同的地址碼進行正交解碼。 4．光頻分復用（ OFDM）技術(shù) OWDM 和 OFDM 技術(shù)都是在光層按其波長將可傳輸帶寬范圍分割成若干光載波通道。OFDM 與 OWDM 本質(zhì)上沒有什么太大的區(qū)別，因為電磁波基本參數(shù)頻率、波長與速度三者 星形耦合器 光 源 光 編 碼 器 光 解 碼 器 光 電 檢 測 圖 OCDM 典型系統(tǒng)框圖 35 間存在著“速度＝頻率波長”的固有關(guān)系。 5．光副載波復用（ OSCM）技術(shù) OSCM 技術(shù)不同于 OWDM 和 OFDM 技術(shù)，OWDM 和 OFDM 都是指在光波層進行復用。其實， OSCM 與電子學的 SCM 復用方法相似，區(qū)別僅在于最后的載波是用光波而已。簡單地說， OSCM 是電的頻分復用技術(shù)與光的調(diào)制技術(shù)