侵权投诉
订阅
纠错
加入自媒体

一文详解光纤接入(FTTx )丨点到点的FTTx解决方案

2021-02-08 11:07
光通讯纵横
关注

Fiber-to-the-x (FTTx光纤接入

FTTx(Fiber To The X:光纤接入)是新一代的光纤用户接入网,用于连接电信运营商和终端用户。

FTTx的网络可以是有源光纤网络,也可以是无源光网络。用于有源光纤网络的成本相对较高,实际上在用户接入网中应用很少,所以目前通常所指的FFTx网络应用的都是无源光纤网络。

根据光纤到用户的距离来分类,

可分成光纤到交换箱(Fiber To The Cabinet; FTTCab)

光纤到路边(Fiber To The Curb; FTTC)

光纤到大楼(Fiber To The Building; FTTB)

光纤到户(Fiber To The Home; FTTH)4种服务形态。

如果再细分——


FTTx,x指的是到万物,它可以是——

x = H    for home FTTH (光纤到户);

x =P     for premisesFTTP (光纤到驻地);

x =C    for curb FTTC (光纤到路边/小);

x = N   for node or neighborhood FTTN  (光纤到结点);

x =O   for officeFTTO (光纤到办公室);

x =SA  for service areaFTTSA  (光纤到服务区);

x =B    for Building (光纤到建筑物);

上述服务可统称FTTx。


光纤到家庭(FTTH)是20年来人们不断追求的梦想和探索的技术方向,但由于成本、技术、需求等方面的障碍,至今还没有得到大规模推广与发展。正因为如此,很多有识之士把FTTx(特别是光纤到家、光纤到驻地)视为光通信市场复苏的重要转折点。并且预计今后几年,FTTH网将会有更大的发展。

美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地(Fiber To The Premise; FTTP)。


1.1.FTTC

FTTC为目前最主要的服务形式,主要是为住宅区的用户作服务,将ONU设备放置于路边机箱,利用ONU出来的同轴电缆传送CATV信号或双绞线传送电话及上网服务。FTTC的传输速率为155Mb/s。FTTC与交换局之间的接口采用ITU-T制定的接口标准V5。


1.2.FTTB

FTTB依服务对象区分有两种,一种是公寓大厦的用户服务,另一种是商业大楼的公司行号服务,两种皆将ONU设置在大楼的地下室配线箱处,只是公寓大厦的ONU是FTTC的延伸,而商业大楼是为了中大型企业单位,必须提高传输的速率,以提供高速的数据、电子商务、视频会议等宽带服务。


1.3.FTTH

至于FTTH,ITU认为从光纤端头的光电转换器(或称为媒体转换器MC)到用户桌面不超过100米的情况才是FTTH。FTTH将光纤的距离延伸到终端用户家里,使得家庭内能提供各种不同的宽带服务,如VOD、在家购物、在家上课等,提供更多的商机。若搭配WLAN技术,将使得宽带与移动结合,则可以达到未来宽带数字家庭的远景。


1.4.FTTP

FTTP(fiber to the premise,光纤到用户所在地),北美术语,FTTP将光缆一直扩展到家庭或企业。由于光纤可提供比最后一公里使用的双绞线或同轴电缆更多的带宽,因此运营商利用它来提供语音、视频和数据服务。FTTP具有25M到50Mbps或更高的速度,相比之下,其他类型的宽带服务的最大速度约为5M到6Mbps。此外FTTP还支持全对称服务。


1.5.FTTZ

FTTZ(Fiber To The Zone),是指光纤到小区。FTTx技术主要用于接入网络光纤化,范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备,局端设备为光线路终端(Optical Line Terminal; OLT)、用户端设备为光网络单元(Optical Network Unit; ONU)或光网络终端(Optical Network Terminal; ONT)。

光纤连接ONU主要有两种方式,一种是点对点形式拓扑(Point to Point; P2P)

从中心局到每个用户都用一根光纤;另外一种是使用点对多点形式拓扑方式(Point to Multi-Point; P2MP)的无源光网络(Passive Optical Network; PON),其拓扑结构如图2所示。

对于具有N个终端用户的距离为M km的无保护FTTx系统,如果采用点到点的方案,需要2N个光收发器和NM km的光纤。但如果采用点到多点的方案,则需要N十1个光收发器、一个或多个(视N的大小)光分路器、和大约M km的光纤。

在这一点上,采用点到多点的方案,大大地降低了光收发器的数量和光纤用量,并降低了中心局所需的机架空间,有着明显的成本优势。


⒉1.点到点的FTTx解决方案

点对点直接光纤连接具有容易管理、没有复杂的上行同步技术和终端自动识别等优点。另外上行的全部带宽可被一个终端所用,这非常有利于带宽的扩展。但是这些优点并不能抵消它在器件和光纤成本方面的劣势。

Ethernet + Media Converter就是一种过渡性的点对点FTTH方案,此种方案使用媒体转换器(Media Converter;MC)方式将电信号转换成光信号进行长距离的传输。其中MC是一个单纯的光电/电光转换器,它并不对信号包做加工,因此成本低廉。

这种方案的好处是对于已有的电的Ethernet设备只需要加上MC即可。MC方式的拓扑结构如图3所示。不必更换支持光纤传输的网卡,只需要加上MC,这样用户可以减少升级的成本,是点对点FTTH方案过渡期间网络的解决方案。由于其技术架构相当简单、便宜并直接结合以太网络而一度成为日本FTTH的主流。


⒉2.点到多点的FTTx解决方案

在光接入网中,如果光配线网(ODN)全部由无源器件组成,不包括任何有源节点,则这种光接人网就是PON。PON的架构主要是将从光纤线路终端设备OLT下行的光信号,通过一根光纤经由无源器件Splitter(光分路器),将光信号分路广播给各用户终端设备ONU/T,这样就大幅减少网络机房及设备维护的成本,更节省了大量光缆资源等建置成本,PON因而成为FTTH最新热门技术。


2.3.PON接入网技术

PON作为一种接入网技术,定位在常说的"最后一公里",也就是在服务提供商、电信局端和商业用户或家庭用户之间的解决方案。

随着宽带应用越来越多,尤其是视频和端到端应用的兴起,人们对带宽的需求越来越强烈。在北美,每个用户的带宽需求在5年内将达到20~50Mb/s,而在10年内将达到70Mb/s。在如此高的带宽需求下,传统的技术将无法胜任,而PON技术却可以大显身手。


1987年英国电信公司的研究人员最早提出了PON的概念。

下面对几种分别进行介绍:

APON是在1995年提出的,当时,ATM被期望为在局域网(LAN)、城域网(MAN)和主干网占据主要地位。各大电信设备制造商也研发出了APON产品,由于APON只能为用户端提供ATM服务,2001年底FSAN更新网页把APON改名为BPON,即"宽带PON", APON标准衍变成为能够提供其他宽带服务(如Ethernet接入、视频广播和高速专线等)的BPON标准。

在局域网领域,Ethernet技术高速发展。Ethernet已经发展成为了一个广为接受的标准,全球有超过400万个以太端口,95%的LAN都是使用Ethernet技术。Ethernet技术发展很快,传输速率从 10 Mbit/s、100Mbit/s到1000Mbit/s、10 Gbit/s甚至40 Gbit/s,呈数量级提高;应用环境也从LAN向MAN、核心网发展。


EPON就是是由IEEE 802.3工作组在2000年11月成立的EFM(Ethernet in the First Mile)研究小组提出的。EPON是几个最佳的技术和网络结构的结合。EPON以Ethernet为载体,采用点到多点结构、无源光纤传输方式。EPON也提供一定的运行维护和管理(OAM)功能。

EPON技术和现有的设备具有很好的兼容性。而且EPON还可以轻松实现带宽到10 Gbit/s的平滑升级。新发展的服务质量(QoS)技术使以太网对语音、数据和图像业务的支持成为可能。这些技术包括全双工支持、优先级(p802.1p)和虚拟局域网(VLAN)。另外,和GPON相比它的传输效率较低。


2001年,FSAN组启动了另外一项标准工作,旨在规范工作速率高于1Gbit/s的PON网络.这项工作被称为Gigabit PON(GPON)。GPON除了支持更高的速率之外,还要以很高的效率支持多种业务,提供丰富的OAM&P功能和良好的扩展性。

大多数先进国家运营商的代表,提出一整套"吉比特业务需求"(GSR)文档,作为提交ITU-T的标准之一;反过来又成为提议和开发GPON解决方案的基础。这说明GPON是一种按照消费者的准确需求设计、由运营商驱动的解决方案,是值得产品用户信赖的。


光纤回路分类

FTTx在传输层的设计中分为三类,分别是Duplex双纤双向回路,Simplex单纤双向回路和Triplex单纤三向回路。

其中双纤回路是在OLT端和ONU端之间使用两路光纤连接,一路为下行(Downstream),信号由OLT端到ONU端;

另一路为上行(Upstream),信号由ONU端到OLT端。Simplex单纤回路又称为Bidirectional,简称BIDI,这种方案只使用一条光纤连接OLT端和ONU端,并利用WDM方式,以不同波长的光信号分别传送上行和下行的信号。

这种利用WDM方式传输的单纤回路和Duplex双纤回路相比可减少一半的光纤使用量,可以降低ONU用户端的成本,但是使用单纤方式时在光收发模块上要引入分光合光单元,架构比使用双纤方式的光收发模块复杂一点。

BIDI上行信号选用1260至1360 nm波段的激光传输,下行则使用1480至1580 nm波段。而在双纤回路中则是上下行都使用1310 nm波段传送信号。

在2004年中国光电产业论坛上,赵梓森院士等多位专家都认为,未来的广电市场将是推动FTTH在中国发展的主力军,因此采用三波长的PON比较方便,其中一个波长(1550nm)传输广播电视,2个波长(1310/1490nm)传输上下行数据,这就需要所谓的Triplex架构。

而Triplexer也就成为FTTH系统需要的一种关键元器件,主要应用在FTTC(光纤到路边)、FTTZ(光纤到小区) FTTB(光纤到大楼或者小区每一个楼层)、FTTH(光纤到家)、FTTD(光纤到桌)中。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号