基于光纖的接入網(wǎng)絡(luò)——FTTH網(wǎng)絡(luò)

最近光通訊很火，了解一下光路網(wǎng)絡(luò)的概念。

先了解一下光纖到戶，17年左右流行光纖入戶，以前都是銅線呢，現(xiàn)在基本上普及光纖，光貓了。光纖到戶網(wǎng)絡(luò)（FTTH，fibre to thehome），是由一個(gè)基于光纖的接入網(wǎng)絡(luò)，將大量的終端用戶連接在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中間點(diǎn)上，也就是通常所說的接入點(diǎn)或入網(wǎng)點(diǎn)（POP，point ofpresence）。每個(gè)接入點(diǎn)都包含應(yīng)用和服務(wù)必需的電子傳輸設(shè)備，并以光纖連接到用戶。每個(gè)地區(qū)的接入點(diǎn)，又會(huì)連接到更大級(jí)別地區(qū)或整個(gè)城市的光纖網(wǎng)絡(luò)中。

接入網(wǎng)絡(luò)連接著以下內(nèi)容：

l固定的無線網(wǎng)絡(luò)天線，如無線局域網(wǎng)（WLAN）或無線城域網(wǎng)（WiMAX）

l手機(jī)網(wǎng)絡(luò)基站

l家庭（SFU，single familyunits）和多住宅單元（MDU，multi-dwelling units）用戶

l大型建筑的網(wǎng)絡(luò)，如學(xué)校、醫(yī)院、寫字樓

l安全與監(jiān)控設(shè)施，如監(jiān)控?cái)z像頭，安全警報(bào)器以及控制設(shè)備

FTTH網(wǎng)絡(luò)可以作為更大的接入網(wǎng)絡(luò)的一部分。

2.1. FTTH網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

靠近用戶端的光纖的布設(shè)可能會(huì)需要光纖的基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)由公共或私人的土地和財(cái)產(chǎn)。

圖1：FTTH網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

外界環(huán)境可以概括的分為以下幾類：

l城市

l開放型住宅

l郊區(qū)

l建筑類型和密度：單戶或多戶

不僅僅是外界環(huán)境對(duì)用戶的密度有影響，國情也必須納入考慮。

場所的自然環(huán)境也是影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和建設(shè)的關(guān)鍵因素。有以下幾類情況：

Greenfield：新建的建筑，網(wǎng)絡(luò)可與建筑同時(shí)建設(shè)

Brownfield：已有的建筑，但現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施較差

Overbuild：可并入已有的基礎(chǔ)設(shè)施中

對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施部署方案有影響的因素是：

lFTTH場地

lFTTH網(wǎng)絡(luò)規(guī)模

l初始基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成本（CAPEX，投資成本）

l網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和維護(hù)的成本（OPEX，運(yùn)營成本）

l網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，如無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）或有源以太網(wǎng)

l當(dāng)?shù)丨h(huán)境，如：人力成本，權(quán)利制約（流量限制）等等

光纖部署的方案和技術(shù)取決于投資成本和運(yùn)營成本，以及網(wǎng)絡(luò)的可靠性。這些成本可以通過選擇最合適積極的解決方案結(jié)合最合適的基礎(chǔ)設(shè)施部署方案來優(yōu)化。部署的方案有如下選擇：（將在后面的章節(jié)中詳細(xì)討論）

l常規(guī)的地下管道和光纜

l吹氣細(xì)管和光纜

l直埋光纜

l架空電纜

l “破路權(quán)”“other right of way” solutions

對(duì)于FTTH網(wǎng)絡(luò)的主要功能需求有：

l向用戶提供高帶寬的服務(wù)和內(nèi)容

l靈活的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架以滿足未來需求

l主設(shè)備經(jīng)由光纖直接連接到每個(gè)終端，為未來的服務(wù)需求確保最大的可用容量

l對(duì)未來網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和擴(kuò)建的支持

l部署時(shí)對(duì)環(huán)境最小程度的破壞，以獲取網(wǎng)絡(luò)所有者的支持，并使用戶受益。

2.2. FTTH架構(gòu)

為了選擇互連的無源和有源的基礎(chǔ)設(shè)施,明確區(qū)分部署光纖采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（無源）和在光纖上傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)（有源），是很重要的。兩種廣泛應(yīng)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分別是：點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，常用于無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）；點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，典型的應(yīng)用是以太網(wǎng)傳輸技術(shù)。

圖2：無源光纖網(wǎng)絡(luò)????????????????????????? 圖3：有源以太網(wǎng)絡(luò)

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供了在接入點(diǎn)（POP）和用戶之間的專屬光纖。每個(gè)用戶都擁有通過專屬光纖的直接的網(wǎng)絡(luò)連接。大多數(shù)現(xiàn)有的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)FTTH部署采用以太網(wǎng)技術(shù)，可與其他傳輸方案整合提供商業(yè)應(yīng)用（如，光纖通道，SDH同步數(shù)字體系/SONET同步光纖網(wǎng)絡(luò)）。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可以通過在接入點(diǎn)增加無源光分路器的辦法，嵌套無源光網(wǎng)絡(luò)。

采用無源光分路器的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以與標(biāo)準(zhǔn)的無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)合布設(shè)，使得多用戶通過時(shí)分協(xié)議來共享光纖支路。GPON（Gigabit PON）是如今歐洲技術(shù)的領(lǐng)跑者；而EPON（Ethernet PON）則是在亞洲最流行的技術(shù)。

使用以太網(wǎng)交換機(jī)，有源以太網(wǎng)技術(shù)也可以用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2.3. 不同光纖的端接點(diǎn)

不同的接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以被應(yīng)用：

光纖到戶FTTH：每個(gè)用戶通過專屬光纖連接到接入點(diǎn)裝置的端口，或連接到光分路器，再經(jīng)由連接到接入點(diǎn)的共享光纖支路和100BASE-BX10或1000BASE-BX10（光電轉(zhuǎn)換？）傳輸連接到以太網(wǎng)（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）或GPON/EPON（點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)）

光纖到樓FTTB：樓中的每個(gè)光纜中斷盒（通常在地下室）通過專屬的光纖連接到接入點(diǎn)裝置的端口上，或接通過分光器經(jīng)由共享光纖支路連接到接入點(diǎn)。這種情況下，用戶到大樓交換機(jī)的連接并不使用光纖，而可以采用銅軸電纜，并可以包含一些垂直布線電纜。

有些情況下，大樓的交換機(jī)并不是直接各自連接到接入點(diǎn)，而是鏈狀或是環(huán)狀的互連，以充分利用已有的光纖。這種方法也可以節(jié)省接入點(diǎn)的光纖和端口。如果想要不通過交換機(jī)，用戶直接或通過分光器直接連接到接入點(diǎn)，則回到了FTTH的情況。

光纖到路邊FTTC：交換機(jī)/DSL接入多路復(fù)用器（DSLAM）被安裝在路邊，通過單個(gè)或一對(duì)光纖與接入點(diǎn)相連，經(jīng)由千兆比特級(jí)以太網(wǎng)或10千兆比特級(jí)以太網(wǎng)匯集了整個(gè)社區(qū)的網(wǎng)絡(luò)流量。路邊交換機(jī)中并不使用光纖，而是100BASE-BX10，1000BASE-BX10或VDSL2的銅基。這種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架有時(shí)被稱為“有源以太網(wǎng)”，因?yàn)樗枰性吹慕M件來組成。

這份文檔中將集中討論FTTH/B的部署。從長遠(yuǎn)角度考慮，F(xiàn)TTH/B由于其近似無限的擴(kuò)展能力，是最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。

圖4：不同類型的FTTx網(wǎng)絡(luò)

編輯：黃飛

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