浅析通信工程光纤接入网技术及应用

浅析通信工程光纤接入网技术及应用

李小锁李绍增

山东省邮电工程有限公司山东济南250000

摘要：随着国家经济的迅速提升和通信技术的突飞猛进，信息通信业务向IP化、宽带化、综合化和智能化方向迅速发展，如何满足用户需求、将多样化的信息通信业务高效灵活地接入到核心网，是业界普遍关注、迫切需要解决的问题，因此接入网尤其是光纤接入网成为通信网络应用和建设的热点。尤其是当前5G通信网络的逐步建设，必将对各行各业的升级、改造、发展起到极大的助推作用。本文将从实际出发，结合一定的理论研究和发展趋势多角度阐述和研究通信工程光纤接入网技术及相关应用，助力网络强国建设。

关键词：光纤接入网；技术；应用

引言

当前，我国通信技术取得了可喜的发展成果，光纤接入网作为当前通信网络的先进技术，在网络建设中得到广泛的应用。从实际情况可知，信息通信技术的发展已有了很大的进步，光纤接入网的应用使通信网络得到进一步的发展，满足了广大群众及各行各业对网络的更大需求。本文主要对光纤接入网技术的应用现状和趋势进行分析。

1光纤接入网相关概念

1.1接入网(AN)

接入网是指业务节点接口和相关用户的网络接口之间的一系列传送实体（如线路设施和设备），为了传送通信业务提供所需传送承载能力的实施系统。接入网是现代通信网的重要组成部分，直接面向用户，数量较多、规模庞大，成本敏感；业务类型多样化、数据化；业务特性体现不对称性和突发性；接入手段多样化。接入网支持的接入业务，按照业务本身的特性可分为语音类业务、数据类业务、图像通信类业务和多媒体业务；按照传输速率可分为窄带业务和宽带业务。接入网根据所采用的传输介质，可以分为有线接入网和无线接入网；按照传输的信号形式，可以分为数字接入网和模拟接入网；按照接入业务的速率，可以分为窄带接入网和宽带接入网。

1.2光纤接入网(OAN)

光纤接入网是指在接入网中采用光纤作为主要传输介质来实现信息传送的网络形式，主要包含4种基本功能模块：光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)、光分配网络(ODN)/光配线终端(ODT)、AN系统管理功能模块。光纤接入网根据承载的业务带宽不同，可以划分为窄带和宽带两种；根据传输设施中是否采用有源器件，可以划分为有源光网络(AON)和无源光网络(PON)。随着“宽带中国”战略的实施，光纤接入(FTTx)已启动大规模建设，PON因具有较好的经济性、组网灵活、安装维护方便、抗干扰能力强等优点，成为实施“宽带提速”和“光进铜退”工程的技术基础。

2光纤接入网技术分析

2.1光纤接入网的拓扑结构

以应用范围更广的无源光网络(PON)为例，光纤接入网的基本拓扑结构主要有星形、树形和总线型。星形结构包括单星形结构和双星形结构。单星形结构是指用户端的每一个ONU、分别通过一根或一对光纤与OLT相连，形成以OLT为中心向四周辐射的连接结构，网络覆盖范围大，保密性能好，易于升级；但光缆需要量大，光纤和光源无法共享，所以成本较高。双星形结构是单星形结构的改进，适合网径更大的范围，而且具有维护费用低、易于扩容升级、业务变化灵活等优点，是目前采用比较广泛的一种拓扑结构。树形结构是星形结构的扩展，线路维护容易，不存在雷电及电磁干扰，可靠性高，但光信号的传输距离会受到限制。总线型结构通常采用非均匀分光的OBD沿线状排列。OBD从光总线中分出OLT传输的光信号，将每个ONU传出的光信号插入到光总线。均匀的分光器给总线只引入少量的损耗，并且只从光总线中分出少量的光功率。由于光纤线路存在损耗，使在靠近OLT和远离OLT接收到的光信号强度有较大差别，因此，对ONU中光接收机的动态范围要求较高。总线型结构适合于沿街道、公路线状分布的用户环境。在实际建设光纤接入网时，采用哪一种拓扑结构，要综合考虑当地的地理环境、用户群分布情况、经济情况等因素。

2.2光纤接入网的复用技术

同样以PON为例，光纤接入网的复用技术主要包括光空分复用(OSDM)、光波分复用(OWDM)、时间压缩复用(TCM)和光副载波复用(OSCM)。其中应用最多的是OWDM。OWDM是将两个方向的信号分别调制在不同波长上，然后利用一根光纤传输，即可实现单纤双向传输的目的。光波分复用的优点是双向传输使用一根光纤，可以节约光纤、光纤放大器、再生器和光终端设备。但缺点是单纤双向WDM需要在两端设置波分复用器件来区分双向信号，从而引入至少6dB损耗，而且利用光纤放大器实现双工传输时会有来自反射和散射的多径干扰。多址接入技术主要有光时分多址(OTDMA)、光波分多址(OWDMA)、光码分多址(OCDMA)和光副载波多址(OSCMA)。目前光纤接入网一般采用OTDMA接入方式。光时分多址接入方式是指将上行传输时间分为若干时隙，在每个时隙只安排一个ONU发送的信息，各ONU按OLT规定的时间顺序依次以分组的方式向OLT发送。为了避免与OLT距离不同的ONU所发送的上行信号在OBD(分光器)处合成时发生重叠，OLT要有测距功能，不断测量每一个ONU与OLT之间的传输时延，指挥每一个ONU调整发送时间使之不致产生信号重叠。

2.3“5G”场景光纤接入网技术

5G将是一个多业务多技术融合的网络，通过技术演进和创新，满足未来包含广泛数据和连接的各种业务的快速发展需要，提升用户体验。在5G发展的同时，光纤接入网技术也在持续推进。光纤接入网与5G有各自不同的特点和适用场景，光纤接入能够对5G网络提供承载，二者协同互补，提供高速率和广覆盖。5G场景下的光纤接入网技术呈现出软件功能化、互联网化、极简化和服务化的趋势。

3光纤接入网技术应用

3.1光纤接入网的应用类型

按照光纤接入网的参考配置，根据光网络单元设置的位置不同，光纤接入网可分成不同的应用类型，主要包括光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光纤到家(FTTH)或光纤到办公室(FTTO)等。在FTTC结构中，ONU设置在路边的人孔或电线杆上的分线盒处，即DP点。从ONU到各用户之间的部分仍用铜双绞线对。若要传送宽带图像业务，则除距离很短的情况之外，这一部分可能会需要同轴电缆。FTTC结构主要适用于点到点或点到多点的树形分支拓扑结构，用户为居民住宅用户和小企事业用户。FTTB也可以看作是FTTC的一种变形，不同处在于将ONU直接放到楼内（通常为居民住宅公寓或小企事业单位办公楼），再经多对双绞铜线将业务分送给各个用户。在FTTC结构中，如果将设置在路边的ONU换成无源光分路器，然后将ONU移到用户房间内即为FTTH结构。如果将ONU放置在大企事业用户的大楼终端设备处并能提供一定范围的灵活的业务，则构成所谓的FTTO结构。

3.2光纤接入网应用互联网

对于当前的消费互联网及将来的工业互联网发展而言，应用于其中的信息通信技术必须是安全、准确和快捷的。光纤接入网技术的应用不仅提高了互联网信息传送的高效性，而且还提升了准确性；在满足人们信息传送需求的同时，还极大地改变了人们的生活方式。

3.3光纤接入网与5G应用场景

“4G改变生活、5G改变社会”，持续推进的光纤接入网技术也将助力5G更大的覆盖范围、更高的数据速率和更低的延迟，并应用于物联网、车联网、云VR/AR、AI辅助、智慧能源、智慧医疗（如远程诊断）、超高清4K/8K视频和全景直播、机器人/无人机控制（如专业巡检和安防）等多种场景，推动社会不断进步。

结语

通信工程光纤接入网技术的发展和应用,不但能有效的提升家庭和政企等客户服务品质,同时也能大幅度的提升通信行业管理水平。伴随着当前精品4G网络日趋成熟，5G网络扎实推进,信息通信技术迅猛发展,不但能够更好的满足通信行业发展要求,还能迎合社会发展趋势,助推传统产业转型升级，给社会创造更高的价值。

参考文献

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