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一寸光阴一寸金,寸金难买寸光阴。—中国谚语
一个本地接入网系统可以是点到点系统,也可以是点到多点系统;可以是有源的,也可以是无源的。图11.2.1表示光接入网(OAN)的典型结构,可适用于光纤到家(FTTH)、光纤到楼/路边(FTTB/C)和光纤到交接间(FTTCab)。
图11.2.1 光接入网结构
FTTB和FTTH的不同仅在于业务传输的目的地不同,前者业务到大楼,后者业务到家。与此对应,到楼的终端叫ONU,到家的终端叫ONT。它们都是光纤的终节点,为了叙述的方便,之后统称为ONU。通常ONU比ONT服务的用户更多,适合于FTTB,而ONT适合于FTTH。
在FTTH系统中,没有户外设备,使网络结构及运行更简单;因为它只需对光纤系统进行维护,所以维修容易,并且光纤系统比混合光纤/同轴电缆系统更可靠;随着接入网光电器件技术的进步和批量化生产,将加速终端成本和每条线路费用的降低。所以FTTH是接入网未来的发展趋势。
根据ITU-TG.982建议,PON接入网的参考结构如图11.2.2所示。该系统由OLT、ONU、无源光分配网络(ODN)、光缆和系统管理单元组成。ODN将OLT光发射机的光功率均匀地分配给与此相连的所有ONU,这些ONU共享一根光纤的容量。为了保密和安全,对下行信号进行搅动加密和口令认证,在上行方向采用测距技术以避免碰撞。
光分配网络(ODN)在一个OLT和一个或多个ONU之间提供一条或多条光传输通道。参考点S和R分别表示光发射点和光接收点,S和R间的光通道在同一个波长窗口中。光在ODN中传输的两个方向是下行方向和上行方向。下行方向信号从OLT到ONU传输,与ODN的接口是S/R;上行方向信号从ONU到OLT传输,与ODN的接口是R/S。在下行方向,OLT把从业务节点接口(SNI)来的业务经过ODN广播式发送给与此相连的所有ONU。在上行方向,系统采用TDMA技术使ONU无碰撞地发送信息给OLT。
图11.2.2 PON接入网的参考结构
OLT由ODN接口单元、ATM复用交叉单元、业务单元和公共单元组成,如图11.2.3所示。
ODN接口单元完成物理层功能和汇聚子层(TC)功能,主要包括光/电和电/光变换、速率耦合/解耦、测距、信元定界和帧同步、时隙和带宽分配、口令识别、扰码和解扰码、搅动和搅动键更新、信头误码控制(HEC)和比特交错校验(BIP8)、比特误码率(BER)计算和运行维护与管理(OA&M)等,特别是在OLT上行方向要完成突发同步和数据恢复等功能。在具有动态带宽分配功能的系统中,ODN还完成动态授权分配功能。为了实现OLT和ODN间的保护切换,OLT通常配备有备份的ODN接口。
图11.2.3 OLT构成框图
ATM复用交叉单元完成多种业务在ATM层的交叉连接功能、传输复用/解复用功能、流量管理和整形功能、运行维护和管理(OAM)等功能。在下行ATM净荷中插入信头构成ATM信元,并从上行ATM信元中提取ATM净荷。
业务单元完成业务接口功能,如采用基于SDH接口,除完成电/光或光/电转换外,在下行方向,从输入的SDH信息流中提取时钟和恢复数据,用信元定界方式从SDH帧中提取ATM信元,滤除空闲信元(即速率解耦),通过ATM通用测试运行物理接口(UTOPIA)输出到ATM复用交叉单元;在上行方向,把ATM信元和空闲信元(如有必要)插入SDH帧的净荷中(即速率耦合),并插入各种SDH开销,以便组成SDH帧。另外业务单元还应具有信令处理的能力。
2.OLT工作原理在下行方向,接收来自业务端的数字流,经速率解耦去掉空闲信元,提取出ATM信元,根据其虚通道标识符/虚信道标识符(VPI/VCI)交叉连接到相应的通路,重新组成ATM信元,然后对其净荷进行搅动加密。下行传输复用采用时分复用(TDM)方式,每发送27个ATM信元就插入1个物理层OAM(PLOAM)信元,由此形成PON的下行传输帧,经扰码后送给光发送模块,进行电/光变换,以广播方式传送给所有与之相连的ONU。