光接入網絡(OAN,Optical Access Networks)是接入網絡(AN)的一種型式,可以簡單理解為在接入網中實現了光纖傳輸。因為接入網(AN)可以通過不同的傳輸媒質來實現,即可以是有線媒質也可以是無線媒質,有線媒質可以采用銅線,當然也可以采用光纖,此時可稱之為接入網的光纖化。由于通信技術和通信業務的發展,使得光接入網絡(OAN)目前得到了極大的普及與應用。
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一、概述
1、光接入網的定義
關于光接入網絡(OAN)的定義,在我國通信行業標準YDN 061-1997《接入網技術體制(暫行規定)》、YD/T 1034《接入網名詞術語》和YD/T 1619《寬帶光接入網總貌》中都有給出,具體詳見下表1-1中,各標準中的具體表述雖不相同,但可以有助于對光接入網絡(OAN)概念的理解。
表1-1:光接入網絡(OAN)的定義
2、關于寬帶OAN與窄帶OAN
在YD/T 1619標準中給出的是寬帶光接入網(BOAN)的定義。事實上,隨著接入網(AN)的光纖化,使得接入網所提供與承載的電信業務必然可以寬帶化。那么此時的光接入網必然是寬帶光接入網。在這里,所指寬帶電信業務和窄帶電信業務,兩者的不同主要是指承載業務的方式不同,前者是指采用分組方式,后者是指采用傳統的TDM方式,兩者的業務類型可見下表1-2中。當然,寬帶光接入網(BOAN)可同時提供寬帶和窄帶電信業務。因此下述所介紹的OAN應是指BOAN。
表1-2:OAN所承載的寬帶與窄帶電信業務
3、光接入網的功能結構
對于光接入網的功能結構,應包括到的是其在通信網的中位置與界定、功能模型、參考配置模型等。因為光接入網是接入網的一種實現形式,這些功能結構應與接入網(AN)相一致。在YDN 061-1997《接入網技術體制(暫行規定)》中已經對接入網的這些功能結構給出了規定。而YD/T 1619《寬帶光接入網總貌》中結合光接入網的特征,給出了寬帶光接入網在電信網絡的位置(YD/T 1619的圖1)、寬帶光接入網的界定(YD/T 1619的圖2)和寬帶光接入網的功能參考配置(YD/T 1619的圖3)。若要詳細了解的請查閱YD/T 1619標準原文,即見下附件。
附件:YD/T 1619-2007《寬帶光接入網總貌》
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二、OAN的組成
1、功能部件
按照光接入網中的功能,光接入網系統的功能部件應包括:光線路終端(OLT,Optical Line Terminal)、分配網(DN,Distribution Network)、光網絡終端(ONT,Optical Network Terminal)三大部分所組成,如下圖2-1-1所示。在YD/T 1619標準中,給出的OAN的功能參考模型如下圖2-1-2。由這兩個圖可以看出OAN系統的基本組成、基本配置與基本功能。
圖2-1-1:OAN系統的功能部件組成
圖2-1-2:OAN系統的功能參考配置
2、部件的功能
在OAN中,OLT提供核心網側的接口,并且連接一個或多個DN;DN是OLT和ONU之間的光分配網絡;ONU/ONT提供用戶側接口,并且連接一個或多個DN。OLT設置在SNI側(即在通信局內),ONU/ONT設置在UNI側(即終端用戶端)。DN可使用無源網絡(PON)或有源網絡(AON),PON和AON的區別在于光信號的分配方式是基于有源的電子設備,還是基于無源的光器件。無源DN具有環境適應能力強,無需供電和維護等特點,在工程實際中得到了普及與應用,此時也稱為智能光分配網絡(ODN)。但是在采用無源光分配器的情況下,傳輸距離會受到光功率預算等的限制。下附錄2-2給出了PON與AON的簡易比較分析,僅供參考。
附錄2-2:無源光網絡(PON)與有源光網絡(AON)的簡易比較分析
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ONU與ONT之間的區別在于,其UNI側的接口不同,ONT可以直接與用戶終端相連,ONU需要增加適配功能(AF)才能與用戶終端相連,如適配功能(AF)可以適配于xDSL接口、以太網接口等。
在YD/T 1619中,對OLT、DN和ONU/ONT的功能有詳細的描述。
3、OAN的接口類型
結合于2-1-1可知,OAN的界面接口主要有:業務節點接口(SNI)、用戶網絡接口(UNI)和網絡管理接口(NMI)。根據YD/T 1619標準規定,這三類接口依照提供不同寬帶業務的需要所具有的接口類型與種類詳見下表2-3中,
表2-3:OAN的接口類型
三、OAN的組網技術
1、OAN實現技術
在YD/T 1619標準中規定,對于BOAN,從OLT到ONU/ONT之間的光纖上所采用的傳輸技術可以是下表3-1所示的7種類型,但不限于。而其中PON技術得到了普遍的應用。
表3-1:BOAN的實現技術
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2、OAN的基本類型
在YDN 061-1997中,依據光網絡單元(ONU)在光接入網(OAN)中所處的具體位置不同,可以將OAN分為三種不同應用的基本類型:光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)和光纖到戶(FTTH)。FTTC是將ONU設置在路邊的或交接箱處(此時也稱之為光纖到交接箱(FTTCab)),此時的ONU到用戶終端采用其它傳輸媒介(如銅線、無線等)。FTTB是將ONU放置在用戶建筑內,使ONU更靠近用戶端,但ONU到用戶終端仍采用諸如銅線等。FTTH使將ONU直接放置在用戶家中,此時的接入網為全程光網絡。此情形下若將ONU放置在辦公用戶的辦公室內,可稱之為光纖到辦公室(FTTO)。
上述基本類型可以統稱FTTx,它們的主要差別表現在光纖化程度上,依次FTTH/O、FTTB、FTTC、FTTCab要高,其中,FTTH/FTTO以實現傳輸的全程光纖化。下圖3-2給出了FTTx的整體物理配置圖。在YD/T 1619中對各種FTTx的具體特征、物理配置模型和適用的技術等要求有詳細的描述。
圖3-2:FTTx的整體物理配置圖
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3、OAN的雙向傳輸技術
由上述可知,光接入網絡(OAN)是一種基于無源器件的光網絡(PON),構成點到多點(P2MP)的網絡拓撲結構,可以使多用戶(即多ONU/ONT)共享一個光分配網絡(ODN),通過一個光線路終端(OLT)接于核心網的業務節點。因此,在OAN中,必須要實現各用戶上下行的信號互不影響的雙向傳輸問題。
在光接入網(OAN)中,下行信號都采用時分復用方式(TDM)。由于在ODN中全是無源器件,整個無源分配網(不包含WDM分路器件時)只對信號進行衰減,而不對信號進行分離和過濾,因而信號在ODN上的傳輸是透明的、廣播式的,每個ONU都能收到所有下行信號,每個ONU必須而且也只能解復用出那些屬于自己的時隙信號。對于上行信號的傳輸采用時分多址(TDMA)技術的,各個ONU上行信號通過占有不同的時隙,從而在時域上劃分開來。上行信號的傳送,與選用的具體技術有很大關系,雙向傳輸技術常用的有以下4種:空分復用(SDM)技術、時間壓縮復用(TCM)技術、波分復用(WDM)技術和子載波復用(SCM)技術。下附錄3-3對這4種常用的雙向傳輸技術進行了簡單的介紹。
附錄3-3:OAN常用的雙向傳輸技術簡介
4、OAN的物理拓撲類型
OAN的物理拓撲類型根據不同的應用類型,可以從光路銅線段兩個方面考慮。對于光路部分,即OLT到ONU/ONT,包括的主要拓撲類型有:星型、樹型和環形,及這幾種的有限結合的拓撲類型。光網絡節點到用戶終端設備之間金屬線段的物理拓撲主要采用星型和樹型兩種拓撲類型。在YD/T 1619中對OAN的各種物理拓撲類型給出了結構圖和相應的要求。
四、OAN的性能參數要求
ITU-T G.982建議書及我國通信行業標準YDN 061等標準對OAN的系統規范給出相關要求;YD/T 1619對OAN的性能參數要求(包括網絡性能參數要求和業務性能參數要求)提出了要求。
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