張福德

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無源光網(wǎng)絡(luò)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用探討

張福德

廈門普訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司，福建 廈門 361000

從接入網(wǎng)發(fā)展的具體情況來看，無源光網(wǎng)絡(luò)必將是發(fā)展的主要方向，因?yàn)槠淠軌虼_保帶寬滿足各項(xiàng)業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，而且成本不高，維護(hù)也相對(duì)簡(jiǎn)單。對(duì)無源光網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用進(jìn)行了探析。

無源光網(wǎng)絡(luò)；接入網(wǎng)；應(yīng)用

引言

當(dāng)前，電信業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展趨勢(shì)，其智能化、數(shù)字化、寬帶化等方面有了切實(shí)的提升。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用得到普及，電信業(yè)務(wù)的需求持續(xù)攀升，接入網(wǎng)帶寬的要求也提高了很多。在我國，有線寬帶是三大運(yùn)營商競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)所在。ADSL技術(shù)雖然仍在使用中，但已很難滿足當(dāng)下多種業(yè)務(wù)的需求。無源光網(wǎng)絡(luò)因?yàn)閹捿^高，覆蓋范圍較大，接口相對(duì)豐富，必然是接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的主要方向。

1 無源光網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及技術(shù)

無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)涵蓋了用戶側(cè)光網(wǎng)絡(luò)單元、光分配網(wǎng)絡(luò)、光線路終端等，呈現(xiàn)出單線雙向特征。光信號(hào)從OLN傳輸?shù)絆UN是下行方向，與之相反的是上行方向。在下行之時(shí)，信號(hào)是從OLT發(fā)出的，并經(jīng)由ODN傳輸?shù)矫總€(gè)ONU；在上行之時(shí)，信號(hào)則是由OUN發(fā)出的，經(jīng)由ODN傳輸?shù)絆LT。

1.1 無源光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

在無源光網(wǎng)絡(luò)中，電子器件、電子電源是不存在的。ODN的構(gòu)成器件均是光分路器之類的無源器件，呈現(xiàn)的特點(diǎn)如下。

首先是成本較低，而且能夠升級(jí)。在接入網(wǎng)中，有源設(shè)備已全部去除，電磁、雷電產(chǎn)生的影響也被消除。這樣一來，線路、外部設(shè)備發(fā)生故障的概率就變得很低，運(yùn)維的成本也減少很多。無源設(shè)備可以極大地降低有源設(shè)備布置帶來的線路成本，也可以解決大量線路交叉帶來的相互干擾問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更高效、更穩(wěn)定的運(yùn)行。其次是業(yè)務(wù)較為透明，帶寬較高，對(duì)于不同制式、不同速率的型號(hào)均是適用的。這一點(diǎn)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸需求不斷增大的客戶而言極為重要，也為無源光網(wǎng)絡(luò)的更廣泛應(yīng)用提供了優(yōu)勢(shì)支持。最后是具有一定的可靠性，而且能夠予以大規(guī)模應(yīng)用[1]。無源光網(wǎng)絡(luò)因?yàn)槭艿礁蓴_的途徑更少，所以傳輸更加穩(wěn)定，受到的干擾少可以讓其更穩(wěn)定、更持續(xù)地傳輸信息，能夠滿足更高質(zhì)量要求的寬帶服務(wù)。

1.2 無源光網(wǎng)絡(luò)重要技術(shù)

對(duì)于無源光網(wǎng)絡(luò)來說，重要技術(shù)主要包括突發(fā)信號(hào)收發(fā)、時(shí)分多址接入控制、動(dòng)態(tài)帶寬分配等技術(shù)。以下針對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行論述。

1.2.1 時(shí)分多址接入控制技術(shù)

在無源光系統(tǒng)中，下行方向?yàn)闀r(shí)分復(fù)用廣播方式。雖然OUN不同，但可以接收全部的信息幀，同時(shí)能夠獲取自己的信息。所以，光信號(hào)在下行方向傳輸時(shí)，是不需要通過OLT來控制的。另外，下行方向傳輸過程中，ODN屬于共享傳輸媒質(zhì)。若想使OUN將信號(hào)傳輸?shù)絆LT，則要控制好上行接入。若想確保不會(huì)產(chǎn)生沖突，OLD則會(huì)測(cè)量每個(gè)ONU間的實(shí)際距離，并確保OUN獲得延時(shí)數(shù)據(jù)。這樣一來，OUN就是對(duì)信號(hào)發(fā)出的具體時(shí)間予以協(xié)調(diào)。

1.2.2 突發(fā)信號(hào)接收技術(shù)

在進(jìn)行上行接入時(shí)，若想確保不會(huì)與另外一些信號(hào)產(chǎn)生沖突，不同OUN就要在已確定的時(shí)間段中完成信號(hào)的發(fā)送。若要保證突發(fā)能夠完成，收發(fā)端則要采用特殊技術(shù)。簡(jiǎn)單來說，就是光突發(fā)發(fā)送電路可以在很多時(shí)間中實(shí)現(xiàn)關(guān)斷、開啟，同時(shí)建立信號(hào)。因此，采用反饋?zhàn)詣?dòng)功率控制并不是十分適合的，最好同時(shí)使用響應(yīng)速度相對(duì)快一些的激光器。每個(gè)用戶的信號(hào)光功率是不同的。從接收端來說，突發(fā)接收電路在獲得新信號(hào)后，還要調(diào)整接收電平，也就是通過TDM-PON系統(tǒng)來進(jìn)行調(diào)整[2]。

1.2.3 動(dòng)態(tài)帶寬分配

所謂動(dòng)態(tài)帶寬分配，即是OLT要依據(jù)OUN的實(shí)際需要，將時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配給OUN。此種分配方式可以使信號(hào)在傳輸時(shí)不會(huì)出現(xiàn)延遲，網(wǎng)絡(luò)所具有的吞吐量也會(huì)大幅提升，業(yè)務(wù)質(zhì)量也會(huì)提高很多。由于無源光網(wǎng)絡(luò)媒質(zhì)是共享的，OUN可以利用媒質(zhì)或是公共信道來與OLT通信，進(jìn)而完成不同業(yè)務(wù)訪問。當(dāng)信號(hào)在上行方向傳輸時(shí)，在同一個(gè)時(shí)間段中，會(huì)出現(xiàn)多個(gè)OUN一起占用信道的情況。這樣一來，信息在傳輸過程中就會(huì)出現(xiàn)沖突，所以上行帶寬的分配一定要合理。一般來說，無源光帶寬的分配主要包括動(dòng)態(tài)分配、靜態(tài)分配這兩個(gè)類型。所謂靜態(tài)分配，即是要依據(jù)OUN預(yù)定帶寬來進(jìn)行初始配置，而且在運(yùn)行時(shí)也沒有變化。當(dāng)然，若想確保信號(hào)傳輸?shù)男阅?，則要依據(jù)OUN峰值速率來分配帶寬，如此就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)帶寬在短時(shí)間內(nèi)全部耗完，而且當(dāng)OUN數(shù)據(jù)沒有依據(jù)峰值速率傳輸時(shí)，帶寬就難以得到充分利用[3]。比如，如果用戶在線的時(shí)間較多，就不能以靜態(tài)方式來分配帶寬，而是要以平均傳輸速率作為標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)信息傳輸量較大時(shí)，會(huì)發(fā)生延時(shí)、丟包的情況，系統(tǒng)中出現(xiàn)比平均傳輸速率小的情況時(shí)，帶寬浪費(fèi)的情況就會(huì)變得嚴(yán)重。所以，通過靜態(tài)方式來分配帶寬并不是十分有效的。動(dòng)態(tài)分配即是要依據(jù)OUN在帶寬方面的實(shí)際需要來完成分配，如此可使得帶寬得到充分利用，延時(shí)的問題也能夠得到化解。

2 無源光網(wǎng)絡(luò)的針對(duì)性應(yīng)用

無源光網(wǎng)絡(luò)在不同的場(chǎng)景中只有進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，才能更好地滿足多樣化的需求。

2.1 商務(wù)寫字樓

商務(wù)寫字樓集中了很多商業(yè)客戶，而且都是高端客戶。商務(wù)寫字樓對(duì)電信業(yè)務(wù)的需求呈現(xiàn)出質(zhì)量高、業(yè)務(wù)多的特征。公司總部在和分支機(jī)構(gòu)溝通信息時(shí)，VPN、數(shù)據(jù)專線以及視頻會(huì)議等業(yè)務(wù)是不可或缺的。呼叫中心之類的客戶則需要的是語音業(yè)務(wù)。帶寬方面的需求則是在100?M以上，有些會(huì)超過1?000?M。因而在實(shí)施之時(shí)，可以采用FTTO方案。

（1）在樓道弱電井當(dāng)中設(shè)置好分光器，進(jìn)而將光纜布放到每個(gè)用戶，確保每個(gè)用戶都能獲得穩(wěn)定的信號(hào)傳輸渠道，保證信號(hào)傳輸質(zhì)量。（2）在戶內(nèi)設(shè)置好OUN，采用的插卡設(shè)備要具備較大的容量、較高的密度，依據(jù)實(shí)際的需求來提供適合的寬帶端口、語音端口，同時(shí)還可適當(dāng)增加板卡，滿足后續(xù)擴(kuò)容方面的需求。（3）對(duì)業(yè)務(wù)需求相對(duì)較高的政企、商企，則要配備好后備電源，避免突發(fā)電力故障導(dǎo)致信號(hào)中斷，從而進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，滿足商務(wù)客戶的更高要求。

2.2 FTTx應(yīng)用模式

2.2.1 FTTH應(yīng)用

FTTH指家庭住宅和通信局端之間的連接全部將光纖作為傳輸媒質(zhì)，并且引入的光纖只供一個(gè)家庭單獨(dú)享有，因此屬于光纖接入網(wǎng)未來發(fā)展的最終形式。在該種情境中ONU又可稱為光網(wǎng)絡(luò)終端，其服務(wù)由于直接面向用戶，因此為了給用戶提供多種所需業(yè)務(wù)，ONT不但需要設(shè)置有多種類型的業(yè)務(wù)接口，例如GE/FE接口外，還應(yīng)具備電視業(yè)務(wù)的RF口、語音通信的POTS口等[4]。

2.2.2 FTTB應(yīng)用

FTTB指光纖到樓宇的應(yīng)用，是當(dāng)前“光進(jìn)銅退”的主要表現(xiàn)形式，即用戶接入點(diǎn)前的銅線電纜由光纖替代。ONU則設(shè)置在傳統(tǒng)分線和位置處。ONU以下的媒質(zhì)多用五類線或雙絞線實(shí)現(xiàn)與用戶的接入。FTTB中的ONU多安裝在公共樓宇中，主要為用戶提供語音和上網(wǎng)業(yè)務(wù)，因此業(yè)務(wù)種類并不多，設(shè)置的端口包括POTS口、DSL口、FE口等。

2.2.3 FTTC應(yīng)用

FTTC應(yīng)用指通過光纖將ONU布置在小區(qū)或路邊的交接箱位置。ONU到OLN之間的連接為ODN進(jìn)而組成純光網(wǎng)絡(luò)，不過用戶至ONU之間利用雙絞線相連。此時(shí)ONU上行方向傳輸GPON或EPON光信號(hào)，下行方向通過VDSL或ADSL技術(shù)滿足用戶窄寬帶的接入需求。

3 結(jié)束語

總之，無源光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將會(huì)使我國的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程邁向新的臺(tái)階。為此，國家相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國家的交流與合作，增加無源光網(wǎng)絡(luò)研究方面的資金投入，不斷提高我國接入網(wǎng)水平，為人們的生產(chǎn)生活提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，同時(shí)也利用更高效、便捷、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

[1]續(xù)茜. 光纖接入網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用探討[J]. 計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2018（3）：126，133.

[2]張鵬，董宏鸞. GPON技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用研究[J].信息與電腦（理論版），2017（12）：174-176.

[3]徐建明. 無源光網(wǎng)絡(luò)在鐵路上的應(yīng)用[J]. 鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2016，13（3）：47-49.

[4]趙繼軍，馮楠，任丹萍. 下一代無源光網(wǎng)絡(luò)節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)[J]. 中興通訊技術(shù)，2014，20（5）：23-28.

Application of Passive Optical Network in Access Network

Zhang Fude

Xiamen Puxun Network Technology Co., Ltd., Fujian Xiamen 361000

From the specific situation of access network development, passive optical network is bound to be the main direction of development, because it can ensure that the bandwidth meet the actual needs of various services, and the cost is not high, and the maintenance is relatively simple. The specific application of passive optical network is analyzed.

passive optical network; access network; application

TN915.63

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