【正文】 光接收機(jī)前端等效電路圖這里Ra、Ca分別代表放大器的電阻和電容。為了使帶寬較大，R應(yīng)當(dāng)較小。但減小R就可能引入附加噪聲。所以必須在選擇合適的R，使接收機(jī)性能最佳。前置放大器的設(shè)計(jì)要求在帶寬和靈敏度之間折衷。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。，集成前置放大器是在運(yùn)放后增加了一個(gè)小時(shí)間常數(shù)的微分器， 集成前置放大電路的等價(jià)電路圖這是針對(duì)大的電阻R造成的帶寬很窄的情況下，有必要補(bǔ)償高頻衰減，相對(duì)低頻的導(dǎo)入高頻。同時(shí)微分器的引入單調(diào)的增加了插入損耗，同時(shí)頻率降低至R2C2所決定的頻率，必須在微分器前加上一個(gè)放大器來恢復(fù)低頻信號(hào)的損耗。集成前置放大器雖然對(duì)大R引起的帶寬降低有所改善，但是還得在接收電路中引入均衡電路，才會(huì)有較大改善。，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。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(kuò)大了A倍。有：輸入阻抗： Rin=RF/A （36）接收機(jī)帶寬： （37）Cf是放大器的雜散電容 跨越阻抗前置放大電路的等價(jià)電路圖至于低阻抗前置放大器，同其他類型的前置放大器相比，它是比較容易實(shí)現(xiàn)的，在比特率大于1Gb/s的高速光通信系統(tǒng)中（例如STM－16和STM－64），低阻抗的放大器是唯一的選擇。但是它的噪聲相對(duì)較大，且輸出電平低于其他前置放大器。高阻前置放大器的特性是低噪聲、小帶寬（最大為500MHz）。比較適用于外層自由空間光通信系統(tǒng)。同時(shí)由于高阻抗前置放大器的RC之積較小，會(huì)引起信號(hào)失真，所以它需要一個(gè)均衡器，增加了電路的難度。總之，幾種前置放大器各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。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。 前置放大器的典型數(shù)據(jù)比較前置放大器負(fù)載電阻信號(hào)帶寬噪聲電流低阻抗50Ω10GHz1mA高阻抗1MΩ500MHz1nA跨越阻抗1KΩ1GHz1uA對(duì)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(yuǎn)程、中等比特率的鏈路中，一個(gè)高阻抗的前置放大器可能是最佳選擇。從上表可以看出，跨越阻抗前置放大器具有相對(duì)低的噪聲和相對(duì)高的帶寬，且動(dòng)態(tài)范圍較大，特別適用于無線光接入系統(tǒng)。第4章 接入網(wǎng)升級(jí)技術(shù)研究目前，伴隨著整個(gè)電信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，從固定到無線，從窄帶到寬帶，從話音業(yè)務(wù)到多媒體業(yè)務(wù)，應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)的各種技術(shù)層出不斷。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。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(yuǎn)、帶寬高、安全保密性高、建設(shè)維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，使之成為接入網(wǎng)建設(shè)新的亮點(diǎn)。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)是在PSTN網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，用戶接入以銅纜為主。目前，銅纜由于受主要原材料—電解銅價(jià)格的大幅上漲的影響，其價(jià)格比年高出。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。而同時(shí)，接入設(shè)備的采購價(jià)格在不斷下降，如己從三年前的每線1000多元降至不到300元。光纖光纜的價(jià)格也在不斷走低。從降低建設(shè)成本的角度考慮，也應(yīng)多用光纜、少建設(shè)銅纜。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。全球電信運(yùn)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(yùn)營商的業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)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。在多業(yè)務(wù)提供上，無論是海外的運(yùn)營商還是國內(nèi)的運(yùn)營商，無一例外地將眼光投入到網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV，Internet Protocol Television)業(yè)務(wù)上，而基于現(xiàn)有的編碼技術(shù)，IPTV業(yè)務(wù)特別是HDTV(High Definition Television)需要10M以上帶寬，所以寬帶提速是運(yùn)營商必然的戰(zhàn)略行動(dòng)，不提速就無法開展帶寬更高的寬帶業(yè)務(wù)、無法實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。而無論采用哪種最新的DSL技術(shù)：ADSLZ＋還是VDSL2以及未來可能出現(xiàn)的更高速DSL技術(shù)，一個(gè)基本的規(guī)律是必須縮短銅纜長度才能提供更大的帶寬，因此全球主流運(yùn)營商包括國內(nèi)的固網(wǎng)運(yùn)營商在內(nèi)，都在計(jì)劃或已開始實(shí)施DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)物理位置下移的戰(zhàn)略。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?！肮膺M(jìn)銅退”即FTTx，是寬帶發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)和選擇?！肮膺M(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)寬帶的需求，結(jié)合建設(shè)成本情況來確定“光進(jìn)銅退”的程度，即確定銅纜的接入距離。預(yù)測(cè)用戶對(duì)帶寬的需求，要有一定的超前性，能夠滿足5年甚至更長時(shí)間內(nèi)的發(fā)展要求較為合適。因?yàn)橥ㄐ啪€路一旦建成后，如要調(diào)整，則代價(jià)巨大。根據(jù)目前發(fā)展趨勢(shì)的推斷，大多數(shù)人認(rèn)為5年內(nèi)用戶對(duì)帶寬的需求將達(dá)到10Mbit/s。如主要運(yùn)用ADSL2＋來解決寬帶接入。對(duì)于農(nóng)村用戶，其帶寬需求要小于城市用戶。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。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(jià)情況的不同，其最經(jīng)濟(jì)接入距離會(huì)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(diǎn)容量。，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。對(duì)于新城區(qū)，應(yīng)根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃如各地塊的用途等內(nèi)容，預(yù)測(cè)用戶分布和密度，在滿足帶寬需求的前提下，運(yùn)用城區(qū)最經(jīng)濟(jì)局點(diǎn)分析方法來計(jì)算該地區(qū)的最經(jīng)濟(jì)銅纜距離，進(jìn)而確定接入局點(diǎn)的容量、位置、組網(wǎng)和上行光纜路由等。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。對(duì)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(diǎn)設(shè)置分析方法來規(guī)劃接入局點(diǎn)。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。但接入局點(diǎn)的傳輸組網(wǎng)可打破行政區(qū)域界限，可跨鄉(xiāng)鎮(zhèn)組網(wǎng)。，應(yīng)本著“先遠(yuǎn)后近、先急后緩、先城市后農(nóng)村”的原則。為滿足寬帶提速的需要，要建很多的接入局點(diǎn)，同時(shí)原有的局點(diǎn)覆蓋范圍也要調(diào)整，以保證用戶能夠就近接入。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。新設(shè)局點(diǎn)的覆蓋區(qū)域應(yīng)清晰、明確，考慮到接入設(shè)備的利用率，涉及到新建局點(diǎn)的銅纜線路調(diào)整、原有用戶的割接可分步進(jìn)行。，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)。純粹的寬帶接入點(diǎn)，和窄帶接入點(diǎn)物理分開，不利于今后寬、窄帶業(yè)務(wù)的靈活放號(hào)和網(wǎng)絡(luò)融合，會(huì)使交接箱跳線復(fù)雜，支撐系統(tǒng)實(shí)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(hù)工作量。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。接入設(shè)備應(yīng)以能夠向AG(接入網(wǎng)關(guān))平滑過渡的寬窄帶綜合接入設(shè)備為主。，實(shí)現(xiàn)語音和數(shù)據(jù)在接入層的融合，簡(jiǎn)化接入層網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)“光進(jìn)銅退”。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(shí)過渡產(chǎn)品，它并沒有真正實(shí)現(xiàn)接入層面的融合。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。以上兩種方式，語音和寬帶接入都是分開建設(shè)，建設(shè)成本(CAPEX—Capital Expenditures)和運(yùn)營成本(OPEX—Operating Expense)都是巨大的。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(jiǎn)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。對(duì)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(kuò)容TDM交換機(jī)了。(光纖到戶)技術(shù)。FTTH是寬帶接入的最終理想方式，PON(無源光網(wǎng)絡(luò))采用分光比可超過1:32的分光器，并且是單纖雙向工作模式，可以節(jié)約大量的主干光纜和光收發(fā)模塊，可向用戶提供數(shù)十兆～數(shù)百兆bit的帶寬，可實(shí)現(xiàn)“三網(wǎng)合一”，比FTTLAN有很多優(yōu)勢(shì)。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)。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。今后幾年內(nèi)PON的應(yīng)用應(yīng)定位于新建的商務(wù)樓宇、高檔別墅和有高帶寬需求的住宅小區(qū)。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。這需要大量的電纜和光纜敷設(shè)進(jìn)樓宇。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。別墅區(qū)，由于住宅密度低，用戶對(duì)帶寬的需求較高，開發(fā)商也注重利用FTTH提升開發(fā)項(xiàng)目的品質(zhì)。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。FTTH的傳輸距離可達(dá)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。，提高機(jī)房的利用率?！肮膺M(jìn)銅退”意味著接入層設(shè)備進(jìn)一步向用戶靠近，這就需要更多的機(jī)房。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。因此，可將位置適宜的基站機(jī)房同時(shí)作為接入機(jī)房，對(duì)于這樣的基站機(jī)房應(yīng)考慮足夠的面積。“光進(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。接入網(wǎng)的“光進(jìn)銅退”首先是要有合理、完善的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)綜合考慮技術(shù)的先進(jìn)性和成本的最優(yōu)性，只有這樣才能保證網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)的健康發(fā)展。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。目前用于寬帶接入的PON技術(shù)主要有：APON、EPON、GPON。這其中，GPON還有待ITU—T的批準(zhǔn)和批量產(chǎn)品的證實(shí)。而相對(duì)于APON來說，Ethernet PON最大的優(yōu)越性在于允許運(yùn)營商放棄復(fù)雜昂貴的ATM和SONET器件，從而使網(wǎng)絡(luò)大為簡(jiǎn)化。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)。目前，IP/Ethernet應(yīng)用占到整個(gè)局域網(wǎng)通信的95%以上，EPON由于使用上述經(jīng)濟(jì)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。以下就對(duì)EPON技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。 EPON上行信息流分布EPON下行采用廣播方式（需要加密），使用1490nm波長。另外還可以疊加1550nm波長的CATV通道。 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(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)P2MP的高速以太網(wǎng)光纖接入。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。EPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以支持FTTH、FTTB、FTTC等多種方式。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))。EPON必須支持IP業(yè)務(wù)，而時(shí)分復(fù)用和有線電視業(yè)務(wù)則可選支持。一套典型的EPON系統(tǒng)由光線路終端OLT、ONU/ONT和PNS/ODN組成。 EPON系統(tǒng)圖(1) OLT(Optical Line Terminal)OLT放在中心機(jī)房(CO，Central Office)，它可以是一個(gè)L2交換機(jī)或者U路由器。在下行方向，它提供面向無源光纖網(wǎng)絡(luò)的光纖接口。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(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的TDM話音的接入。，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。此外，有些包可能要傳輸給所有的ONU，或者指定的一組ONU，當(dāng)數(shù)據(jù)到達(dá)ONU時(shí)，它接收屬于自己的數(shù)據(jù)包，丟棄其他的數(shù)據(jù)包。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