光纤接入网体系结构

宽带有线电视接入网系统体系结构及关键设备引言宽带有线电视接入网系统是现代家庭和企业接入宽带网络的重要手段，它为用户提供了高速、稳定的网络连接和丰富的媒体服务。

本文将介绍宽带有线电视接入网系统的体系结构以及其中的关键设备。

体系结构宽带有线电视接入网系统的体系结构主要包括三个层次，分别是用户接入层、集中接入层和核心汇聚层。

用户接入层用户接入层是指网络接入点与用户设备之间的连接层。

在宽带有线电视接入网系统中，常用的用户接入技术包括有线电视（CATV）网络、光纤到户（FTTH）网络等。

这些技术可以提供高速的宽带接入能力，满足用户对高清视频、在线游戏等需求。

在用户接入层，常见的关键设备有：1.光猫：光猫是将光纤信号转换为电信号的设备，用于将光纤网络接入到用户端设备（如电视机、电脑等）上。

2.有线电视调制解调器：有线电视调制解调器用于将有线电视信号转换为数字信号，并与用户设备进行连接，是用户接入有线电视网络的核心设备之一。

集中接入层集中接入层是宽带有线电视接入网系统中连接用户接入层和核心汇聚层的层次。

在集中接入层，用户接入设备通过光纤、同轴电缆等传输介质与集中接入设备相连。

在集中接入层，常见的关键设备有：1.传输设备：传输设备用于将用户接入设备传输的信号进行处理和转发，保证信号稳定和可靠传输。

常用的传输设备包括光传送设备、数字传送设备等。

2.聚合设备：聚合设备用于将大量用户接入设备的信号进行聚合处理，减少网络资源的占用。

聚合设备具有较强的处理能力和高速的转发能力，可以同时支持多个用户设备的接入。

核心汇聚层核心汇聚层是宽带有线电视接入网系统的顶层，负责将用户数据和媒体内容汇聚到一起，连接到Internet和其他服务提供商的网络中。

核心汇聚层承载着整个网络的传输和转发任务。

在核心汇聚层，常见的关键设备有：1.交换机：交换机是核心汇聚层的主要设备之一，用于实现数据的传输和交换。

交换机具有较高的带宽和较低的延迟，可以提供高速、稳定的数据传输能力。

关于光纤的基础知识一、光纤接入网的拓朴结构电信网络最基本的拓朴结构有线形、星形和环形，由这3种基本结构组合而成的有双星形。

环形／星形、双环形、树形、网状网等等。

其中线形、星形（包括多星形）、树形、网状网结构是适用于光纤接入网的拓朴结构。

1．线形网络结构上、下业务灵活，可以节省光纤，简化设备，因此有广泛的应用前景。

2星形网络结构无论是其容量还是其业务服务内容都可以根据需要进行扩容、升级；并且，多星形结构馈线部分的复用系数很大，所以，采用星形类结构，可以大大节省光纤数量和建设成本，是光纤投入网发展中最主要的网络拓朴结构。

3．树形网络结构适用于广播式信息传递，其应用有一定的局限性。

但是在有线电视或采用TDMA或CDMA技术的电信光源光网络（PON）中有很大的应用前景。

4网状网结构经济、灵活、维护运行费用低，网络升级方便，在接入网中具有很大的优越性。

二、光纤用户接入系统的组成目前，接入网的用户终端设备都属于电气设备（如计算机。

电话机、传真机、电话机等），所以在局端和用户端之间，以光波作为载波，光纤作为传输媒介时，在两端都要进行光信号与电信号之间的转换。

光通信系统的组成主要有光源、光纤、光检测器。

发端的光源在电信号的作用下，发出与之时应的光信号，完成电／光转换的任务。

常用的光源有半导体激光二极管和半导体发光二极管。

接收端收到从发端经过光纤送来的光载波时，首先由光检测器把收到的光信号转换成对应的电信号，再经过放大均衡，还原成所需要的电信号。

可见，光检测器是光信号接收的关键器件。

在光纤通信中，常用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管。

光纤在信号的传输过程中起着媒介的作用。

光纤按其传输模式可分为单模光纤和多模光纤。

在光纤中只能传送一个模式时称为单模光纤，同时传送多个模式时称为多模光纤。

目前，在光纤通信系统中使用的载波波长有3个：0.85pm、1.31pm、1.55pm。

第1代光纤通信系统使用的是0.85pm波长，多模光纤；第2、3代光纤通信系统使用的是1.31pm 波长，多模光纤和单模光纤；最新的第4代光纤通信系统是用1.55pm波长，单模光纤。

三网融合光纤到户接入系统的设计一、系统概述光纤到户接入系统是一种新型的综合通信接入系统，通过光纤传输技术，同时提供电信、有线电视和宽带网络三个服务。

该系统的核心设备有光纤分光器、光纤配线盒、OLT（光纤线路终端）和ONU（光纤网络单元）等。

二、系统组成部分1.光纤分光器：光纤分光器是将光信号分配到不同的传输通道的设备。

它可以将电信、有线电视和宽带网络的信号分离，并通过相应的传输通道传输。

2.光纤配线盒：光纤配线盒是连接光纤分光器和用户家中的终端设备的关键设备。

它负责将光信号转发到用户终端设备，同时对光信号进行保护和分配。

3.OLT（光纤线路终端）：OLT是整个系统的核心设备，它将宽带光信号转换成分发给用户的数字信号。

OLT负责管理光纤配线盒和ONU之间的通信。

4.ONU（光纤网络单元）：ONU是用户的终端设备，它接收OLT传来的数字信号，并转发给用户家中的电信、有线电视和宽带网络设备。

三、系统设计原则1.系统稳定可靠：为了保证用户的通信质量，系统设计应考虑光纤配线盒、OLT和ONU的可靠性和稳定性，同时应建立相应的备份设备，以便在发生故障时能够及时切换。

2.数据安全性：为了保护用户的数据不受外界侵害，系统设计应考虑建立安全网络，包括系统的防火墙、加密设备和访问控制等。

3.网络性能优化：为了提供高速稳定的网络服务，系统设计应通过合理的网络规划和设备配置，最大程度地优化网络性能。

4.系统扩展性：为了应对用户数量的增加以及新业务的引入，系统设计应具备良好的扩展性，可以方便地添加新的光纤分光器、光纤配线盒、OLT和ONU等设备。

四、系统实施方案1.网络规划：通过调研用户需求和周边网络环境，确定光纤分光器、光纤配线盒、OLT和ONU的布局。

根据用户家庭距离OLT的远近，合理规划光纤的路由，确保信号的传输质量。

2.设备配置：根据网络规划，确定所需的光纤分光器、光纤配线盒、OLT和ONU等设备型号和数量。

根据用户数量和带宽需求，合理配置设备参数，并确保设备之间的兼容性。

第二讲光网络结构体系及分类光网络是一种基于光传输技术的通信网络体系，它利用光信号作为信息的传输媒介，具有高带宽、长距离传输、低功耗等优点，被广泛应用在现代通信领域。

光网络结构体系和分类是指在光网络中，根据不同的架构和应用需求进行分类和组织的方式。

下面将从光网络结构体系和分类两个方面进行阐述。

一、光网络结构体系光网络结构体系通常包括三个层次：光核心网、光接入网和光用户网络。

1.光核心网层：光核心网是光网络的中枢部分，承载着大量的数据传输任务。

它利用光传输技术将数据在不同节点之间进行转发和交换，实现大规模网络的连接和通信。

光核心网通常采用光分组交换技术，将光信号分成一组一组的数据包进行传输，这样可以提高网络的带宽利用率和传输效率。

2.光接入网层：光接入网是将光信号传输到用户终端的网络环节。

它连接光核心网和光用户网络，是光网络和用户之间的桥梁。

光接入网有多种技术架构，包括光纤到户（FTTH）、光纤到楼（FTTB）和光纤到街（FTTC）等。

光接入网可以满足用户对高带宽、高速率传输的需求，实现用户之间的互联互通。

3.光用户网络层：光用户网络是指用户终端设备之间通过光网络进行通信和数据传输的网络层次。

它包括各种终端设备，如个人电脑、手机、智能家居设备等。

光用户网络可以通过光接入网连接到光核心网，实现与其他用户和网络资源的连接和通信。

二、光网络分类根据应用需求和网络规模的不同，光网络可以分为长途光网络和短距离光网络两种分类。

1.长途光网络：长途光网络主要用于实现大范围的传输，通常跨越数百甚至上千公里的距离，用于连接不同城市、国家或洲际之间的通信。

长途光网络通常采用的是光纤传输技术，利用光纤的低损耗和高带宽特性，实现对大量数据的高速传输。

长途光网络通常具有多个节点和交换中心，采用光分组交换技术和多路复用技术，具有高速率、大容量和灵活性的特点。

2.短距离光网络：短距离光网络主要用于局域网（LAN）和数据中心等小范围的通信需求。

接入网--pon技术接入网-PON技术中国电信维护岗位技能认证教材编写小组编制目录第1章 PON拓扑结构 (5)1.1基本拓扑结构 (5)1.2性能比较 (6)第2章 PON的双向传输技术 (8)2. 1 光时分多址（OTDMA） (8)2. 2光波分多址（OWDMA） (8)2. 3光码分多址（OCDMA） (9)2. 4光副载波多址（OSCMA） (9)第3章 PON的双向复用技术 (10)3.1光波分复用（OWDM）技术 (10)3.2光时分复用（OTDM）技术 (11)3.3光码分复用（OCDM）技术 (11)3.4光频分复用（OFDM）技术 (11)3.5光副载波复用（OSCM）技术 (11)3.6光空分复用（OSDM）技术 (12)3.7时间压缩复用（TCM）技术 (12)第4章 PON功能结构 (13)4.1光线路终端（OLT）的功能结构 (13)4.2光网络单元（ONU）的功能结构 (13)4.3光配线网（ODN）的功能结构 (13)4.4操作管理维护功能 (14)4.5光接入网（OAN）基本性能 (14)第5章 PON技术应用 (15)5.1 PON组网应用 (15)5.2 波分复用PON技术应用 (15)5.3 10G PON技术应用 (16)5.4 EPON技术特点及网络结构 (18)5.5 EPON传输原理及帧结构 (20)5.6 EPON光路波长分配 (21)5.7 EPON关键技术 (21)第6章 GPON技术 (24)6.1 两大PON技术：GPON和EPON (24)6.2 GPON与EPON的比较 (24)6.3 为什么选择GPON (26)6.4 GPON网络基本性能参数 (27)6.5 GPON标准协议 (28)6.6 GPON原理 (29)6.7 GPON的基本协议概念- T-CONT (29)6.8 GPON的基本协议概念-DBA (32)6.9 GPON的基本协议概念-Gemport (36)6.10 GPON的基本协议概念-流 (37)6.11 GPON的基本协议概念-Flow control (38)6.12 GPON中的QOS处理 (40)6.13 GPON网络保护方式 (41)第1章 PON拓扑结构1.1基本拓扑结构光接入网（OAN）的拓扑结构取决于光配线网（ODN）的结构。

宽带传输网主要是以SDH为基础的大容量光纤网络，宽带交换网是采用ATM技术的综合业务数字网，宽带接入网主要有光纤接入，铜线接入，混合光纤/铜线接入，无线接入等。

光纤通信系统由电发射端机，光发射端机，光纤，中继放大器，光接收端机和电接收端机组成。

波分复用可使用多路不同波长的光信号在同一光纤上传输，这样既增加了光纤的传输容量，又打破了光纤点到点连接的限制，从而可以用光纤构成网络连接。

波分复用和光孤子技术：光纤的传送容量为100Gbps以上。

光孤子采用很窄的光脉冲，传播以后能达到很小的失真，从而到达很高的传输容量。

宽带网络中的交换技术要求提供高速大容量交换，能支持各种业务，目前最有前途的交换网络是ATM网。

ATM采用面向连接的信号交换形式，达到大容量，多速率交换；通过虚连接和流量控制机制实现统计复用，以较高的网络资源利用率实现各种业务的交换。

ATM且有电路交换和分组交换的优点。

宽带网络对接入技术的要求包括两个方面：网络的宽带化和业务的综合化。

在传输网中，目前采用的是同步数字体系SDH。

SDH主要有以下特点：2 具有全世界统一的网络结点接口，简化了消息互通。

3 具有一套标准化的信息结构等级，这些信息结构叫做同步传输模式。

4 在帧结构中具有丰富的用于维护管理的比特，因而具有强大的网络管理功能。

5 所有网络单元都有标准的光接口，包括同步光缆线路系统，同步复用器，分插复用器和同步数字交叉连接设备等等，因此可以在光路上实现互通。

6 具有一套特殊的复用结构，允许现有的准同步数字体系PDH，同步数字体系SDH和宽带综合业务数字网B-ISDN的消息都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性。

7 大量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和新特性的增加比较方便，适合未来的发展。

SDH信号最基本也是最重要的模块信号是STM-1，其速率为155。

520Mbps。

更高等级的STM-N是将STM-1同步复用而成。

STM-1每秒钟的传输速率为9*270*8*8000=155。

光纤接入设备的网络拓扑与架构设计随着网络技术的迅猛发展，光纤接入设备在现代通信网络中起到了至关重要的作用。

光纤接入设备，也称为OLT（光线路终端），是光纤通信网络的核心设备之一。

在网络拓扑设计和架构方面，光纤接入设备的作用不能被忽视。

本文将介绍光纤接入设备的网络拓扑与架构设计，以帮助读者更好地理解和运用这一关键设备。

网络拓扑是指网络中各个节点之间的连接方式和布局。

在光纤接入设备的网络拓扑设计中，常见的主要拓扑结构有星形拓扑、环形拓扑和网状拓扑。

针对不同的应用场景和需求，可以选择最合适的拓扑结构来构建网络。

首先，星形拓扑是光纤接入设备最常见的一种网络拓扑结构。

在星形拓扑中，光纤接入设备作为核心交换设备，连接到每一个终端设备，形成一个星型结构。

这种设计可以实现光纤接入设备对终端设备的集中管理和控制，减少了信息传输的延迟，并且具有良好的可扩展性和可维护性。

此外，在星形拓扑中，光纤接入设备可以根据需要配置主备份设备，提高网络的可靠性和稳定性。

其次，环形拓扑是另一种常见的光纤接入设备的网络拓扑结构。

在环形拓扑中，光纤接入设备和终端设备通过光纤连接成一个环状链路。

这种结构具有良好的容错性，因为即使一个节点失效，仍然可以保持网络的连通性。

在环形拓扑中，光纤接入设备通常配置双链路或者多链路以提高带宽和可用性。

最后，网状拓扑是一种复杂的网络拓扑结构，不同的光纤接入设备之间相互连接形成一个网状网络。

这种设计可以实现多个光纤接入设备之间的冗余连接和负载均衡，提高了整个网络的可靠性和性能。

网状拓扑在大规模数据中心和企业级网络中广泛应用。

除了网络拓扑之外，光纤接入设备的架构设计也对网络的性能和可靠性起着重要作用。

光纤接入设备的架构可以分为两层和三层架构。

在两层架构中，光纤接入设备分为光传输层和以太网交换层。

光传输层负责将数据从上层网络传输到终端设备，而以太网交换层负责处理数据的交换和转发操作。

这种架构具有简单、高效、低延迟的特点，适用于规模较小的网络。

光纤通信网络架构与性能优化随着信息技术的迅猛发展，通信网络的需求不断增长。

光纤通信网络作为一种高速、大容量的传输方式，在提供卓越的服务质量和满足用户需求方面表现出色。

本文将就光纤通信网络的架构和性能优化进行探讨。

一、光纤通信网络架构1. 整体结构光纤通信网络一般由三部分组成：光线路终端（OLT）、光分纤箱（ODF）以及光网络单元（ONU）。

OLT作为网络的核心，负责将数据从传统的电信信号转换成光信号，并将其传输到光纤中。

ODF则用于分发光纤到各个用户家庭，而ONU则是连接到用户家庭的最后一段光纤，负责将光信号转换为电信号。

2. 网络组网光纤通信网络的组网方式主要有三种：点对点连接、无源光网络（PON）以及自组网光网络（AON）。

点对点连接方式适用于对网络质量和安全性要求较高的场景，但对光纤资源的利用率相对较低。

PON方式则在单个OLT能够连接多个用户的同时，也可以通过分时复用的方式提高光纤资源的利用率。

AON方式则在网络中引入智能路由器，能够根据网络拓扑和设备状态动态管理光纤资源，提高网络的灵活性和可扩展性。

二、光纤通信网络性能优化1. 带宽优化光纤通信网络的架构已经能够提供较高的传输速率，但随着用户需求的不断增长，带宽优化依然是一项重要任务。

为此，可以采取以下措施：- 使用高速传输技术：如采用多光纤传输、波分复用以及高速光模块等技术，提高传输速率。

- 网络拓扑优化：合理规划光纤的走向和长度，采用更优化的网络拓扑结构，减少信号传输的路径和延迟。

- 压缩数据量：通过数据压缩技术，减少数据包的大小，从而提高带宽的利用率。

2. 信号质量优化光纤通信网络的信号质量对于数据传输的稳定性和可靠性至关重要。

以下是一些提高信号质量的方法：- 减少信号衰减：光纤通信中光信号受到衰减的影响，可以通过改善光纤的材料和结构设计，减少信号的衰减，提高信号质量。

- 抗干扰能力提升：加强光纤通信系统对外部干扰的抵抗能力，如减少电磁辐射干扰、防止光纤受到机械振动等。

中国电信FTTH网络架构图说到FTTH，首先就必须谈到光纤接入。

光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。

光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。

光纤用户网的主要技术是光波传输技术。

目前光纤传输的复用技术发展相当快，多数已处于实用化。

根据光纤深入用户的程度，可分为FTTC、FTTZ、FTTO、FTTF、FTTH 等。

FTTH(Fiber To The Home )，顾名思义就是一根光纤直接到家庭。

具体说，FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处，是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型。

FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。

优点:FTTH的优势主要是有5点：第一，它是无源网络，从局端到用户，中间基本上可以做到无源；第二，它的带宽是比较宽的，长距离正好符合运营商的大规模运用方式；第三，因为它是在光纤上承载的业务，所以并没有什么问题；第四，由于它的带宽比较宽，支持的协议比较灵活；第五，随着技术的发展，包括点对点、1.25G和FTTH的方式都制定了比较完善的功能。

在光接入家族，还有FTTB(Fiber To The Building)光纤到大楼，FTTC(Fiber To The Curb)光纤到路边，FTTSA(Fiber To The Service Area)光纤到服务区等等。

将光纤直接接至用户家，其带宽、波长和传输技术种类都没有限制，适于引入各种新业务，是最理想的业务透明网络，是接入网发展的最终方式。

虽然现在移动通信发展速度惊人，但因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求性能相对占优的固定终端，也就是希望实现光纤到户。

光纤到户的魅力在于它具有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。

FTTH组网结构FTTH（Fiber to the Home）是指光纤到户的技术，指的是光纤通信技术将光纤网络直接连接到用户住宅。

FTTH网络结构是一种快速、高带宽、稳定可靠的网络接入方式，被广泛应用于现代化城市的宽带网络建设。

FTTH组网结构通常包括三个主要的部分：接入网、汇聚网和核心网。

接入网是光纤网络与用户之间的最后一段链接，汇聚网则是将各个接入网汇聚起来形成一个网络整体，核心网则是连接不同地区的汇聚网以提供互联互通的功能。

下面将对这三个部分进行详细讨论。

接入网是用户与宽带接入设备之间的一段网络，主要包括CPE （Customer Premises Equipment）设备、光纤跳纤、分光器等。

CPE设备是连接用户终端设备（如电脑、电视等）与光纤网络的桥梁，通常包括光猫和路由器等。

光纤跳纤是将光纤网络与用户终端设备之间互连的线缆，分光器则是将一根光纤分为多根光纤的设备，用于满足家庭多台设备同时接入网络的需求。

汇聚网是将各个接入网汇聚起来形成一个网络整体的部分，主要包括OLT（Optical Line Terminal）设备、光分纤箱、光纤缆等。

OLT设备用于将不同接入网的数据汇聚起来，然后传输到核心网中。

光分纤箱则是用来将光纤跳纤汇聚起来，光纤缆则是用来传输数据的基本介质。

核心网是连接不同地区的汇聚网以提供互联互通的功能，主要包括光纤交换机、主干光纤等。

光纤交换机用于将汇聚网中的数据进行交换，以实现不同汇聚网之间的连接。

主干光纤则是用来连接不同核心网的介质，用于实现不同地区的网络互联互通。

FTTH组网结构的主要特点是全光纤传输，具有带宽大、传输速度快、抗干扰能力强等优点。

通过光纤传输，可以实现高清视频、在线游戏、视频会议等高带宽需求的应用，提供更好的网络体验和服务质量。

此外，光纤传输还具有低延迟和低损耗等特点，可以提供更稳定可靠的网络连接。

总之，FTTH组网结构是一种高效、高带宽、稳定可靠的网络接入方式。

摘录于: 光纤接入网计划设计手册人民邮电出版社1.1接入网1.1.1、接入网定位:电信网能够分为3大部分: 关键网、城域网/当地网、接入网和用户驻地网（可选）。

接入网（AN）由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间一系列传送实体（如线路设施和传输设施）组成, 是为传送电信业务提供所需传送承载能力实施系统。

接入网能够经过管理接口进行配置和管理。

图1.1显示是接入网在整个网络结构中地位。

接入网物理参考模型如图1.2所表示, 其中灵活点（FP）和配线点（DP）是两个关键信号分路点, 大致对应传统铜线用户线交接箱和分线盒。

实际物理配置能够有多种不一样程度简化: 最简单情况就是用户直接与局端相连, 适适用于局端周围用户接入; 对于离局端有一定距离用户, 则应采取FP、DP配线后接入。

图1.3显示是接入网体系结构图。

接入网能够由3个接口界定, 即网络侧经由SNI与业务节点相连, 用户侧由UNI与用户相连, 管理方面则经Q接口与TMN（电信管理网）相连。

业务节点是提供业务实体, 业务节点（SN）类型多个多样, 有当地交换机（PSTN、ISDN、B-ISDN、PSDN等）、租用线业务节点（点路方法、ATM方法、分组方法）、IP 路由器、有线电视业务节点（CATV发端）及信息业务节点（VOD）等。

业务节点接口（SNI）是接入网和业务节点之间接口。

经过业务节点与关键网链接, SNI 能够经过透明传送渠道实现远端连接。

在实际网路中, 有很多类型接口位于SNI, 通常都是部分已经标准化接口, 包含传统V5接口（基于2Mbit/s标准化综合SNI, 支持一般电话、ISDN和专线业务）、VB5接口（基于ATM宽带SNI）以及SDH和以太网等多个类型接口。

用户网络接口（UNI）支持用户终端或者是用户驻地网及其业务接入。

UNI包含模拟UNI-Z接口（传统交换机模拟用户线接口, AN中由接入网设备提供）, 数字UNI-U接口（ISDN BA中数字用户线接口）, 以及其她多个数据、10/100Base-T、1000 Base-X等接口。