光纖到戶作為接入網(wǎng)部分最具優(yōu)勢(shì)的解決方案,在國(guó)內(nèi)外受到極大的關(guān)注。本文針對(duì)光纖到戶復(fù)雜的接入環(huán)境,及對(duì)無源設(shè)備的苛刻要求,介紹了光纖到戶的拓?fù)涠x、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),使人們可以根據(jù)不同的需求選擇不同的方案。
光纖到戶的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為兩種主要結(jié)構(gòu):光纖分布式結(jié)構(gòu)HOME RUN FIBER和星形結(jié)構(gòu)STAR Architectures,而星形結(jié)構(gòu)有可以根據(jù)其分光節(jié)點(diǎn)是否為有源設(shè)備可分為有源星形和無源星形;單從成本和技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易程度來考慮,目前為運(yùn)營(yíng)商所關(guān)注和采用的主要為無源星形結(jié)構(gòu),即PON結(jié)構(gòu)。
盡管普通的PON結(jié)構(gòu)定義為星形結(jié)構(gòu)(如在ITU-T rec. G.983 and G.984 series or the IEEE 802.3ah標(biāo)準(zhǔn)中所定義),但PON結(jié)構(gòu)允許執(zhí)行不同網(wǎng)絡(luò)接入方案,如下圖所示,無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)普通的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包含一下四個(gè)關(guān)鍵場(chǎng)所和三部分光纜
中心轉(zhuǎn)換點(diǎn):通常為中心局、由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器或遠(yuǎn)程終端,它位于城域網(wǎng)環(huán)上或通過其它方式鏈接到“中心“的鏈路上,它可以服務(wù)數(shù)千用戶為其提供接入服務(wù)
干線光纜:起源于中心轉(zhuǎn)換點(diǎn),連接到本地接入點(diǎn),鏈路通常使用帶狀光纜。
本地集中點(diǎn):位于住宅區(qū)或商業(yè)區(qū)入口處,服務(wù)很多用戶,通常為一個(gè)包含無源設(shè)備的機(jī)柜,本地集中點(diǎn)可以被設(shè)計(jì)最少服務(wù)192個(gè)客戶,在高密度住宅區(qū),最多可以服務(wù)576位客戶,其主要決定因素有:可利用空間,用戶密度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理性。
分配光纜:起源于本地集中點(diǎn),連接到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。
網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn):位置最接近用戶,通常為一個(gè)終端或底座式機(jī)柜連接分配和接入光纜,典型的應(yīng)用為服務(wù)4-8個(gè)客戶,盡管它最多可以到24位用戶,似乎看起來由一個(gè)點(diǎn)服務(wù)更多的用戶,通過減少終端可以節(jié)省費(fèi)用,但事實(shí)上卻收效甚微,因?yàn)橐褂酶L(zhǎng)的接入光纜需要引上引下,在接入用戶之前需要架空或管道鋪設(shè),要耗費(fèi)很多的硬件花費(fèi),并使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。
接入光纜:源于網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn),分別獨(dú)立的光纜連接到每個(gè)用戶的光網(wǎng)絡(luò)接口,接入光纜可以從1芯到12芯,但是典型的應(yīng)用是住宅用戶使用為1到2芯,商業(yè)用戶為6-12芯。
用戶端:通常是一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)接口器件,可能還會(huì)包含電子設(shè)備,并同室內(nèi)布線相連,或者在此僅作為一個(gè)無源網(wǎng)絡(luò)的劃分點(diǎn),直接連接到室內(nèi)纜。
包含以上關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)又可以組成以下三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
1) 中心局端分光HOMERUN結(jié)構(gòu)
中心分光HOMERUN結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的TELCO模式結(jié)構(gòu)一樣,每個(gè)用戶均有專用的光路由用戶端連接到局端,每個(gè)用戶的專用光路在網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)通過連接或者熔接的方式連接到分配光纜,分配光纜在本地接入點(diǎn)通過連接或熔接連接到干線光纜,干線光纜可以用同樣的方式連接到中心交換點(diǎn),在這種結(jié)構(gòu)中本地集中點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)僅作為網(wǎng)絡(luò)合并點(diǎn),在這里低芯數(shù)的光纜合并到大芯數(shù)光纜里。
中心分光結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)-在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是考慮網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的適應(yīng)性、靈活形和透明度
* 每個(gè)用戶有其專用的光路
* 提供最高的帶寬和適應(yīng)性
* 所有移動(dòng)、增加或改變網(wǎng)絡(luò)布局都可在局端完成無需重新布線
* 由用戶端到局端箱通過簡(jiǎn)單路由一個(gè)調(diào)度束縛便可實(shí)現(xiàn)非類計(jì)價(jià)
* 具有不受限制的升級(jí)空間
中心分光結(jié)構(gòu)的劣勢(shì)-需要巨大的基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用,這種結(jié)構(gòu)的商業(yè)前景并不理想
* 長(zhǎng)距離、高芯數(shù)的干線光纜導(dǎo)致較高的前期投資
* 在局端,因?yàn)楹芏嗟挠脩舳咕侄说墓饫w管理非常復(fù)雜
2) 本地集中點(diǎn)分光結(jié)構(gòu)
本地點(diǎn)集中分光結(jié)構(gòu),即被經(jīng)常提及的中心分光,提供每個(gè)用戶由用戶端到本地集中點(diǎn)的專用光路,每個(gè)用戶的專用光路在網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)及分配光纜都為專用,這些專用光纜被連接到本地集中點(diǎn),在這種結(jié)構(gòu)中,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)僅提供光纖合并功能,本地集中點(diǎn)具有分光功能。下行信號(hào)在這里被分光,上行信號(hào)在這里被合并。
在干線光纜和分配光纜之間使用無源分光器創(chuàng)造點(diǎn)到多點(diǎn)的關(guān)系,最高可以為1 x 32分配比例。如下圖所示,圖示展示了此結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)。本地集中分光結(jié)構(gòu)提供最佳的結(jié)合優(yōu)勢(shì),使它成為最通用的配置結(jié)構(gòu)。
本地集中分光優(yōu)勢(shì)-這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使網(wǎng)絡(luò)在適應(yīng)性,可量測(cè)性,可配置性,靈活性和結(jié)構(gòu)的透明性等方面更有優(yōu)勢(shì)。
* 該設(shè)計(jì)可適當(dāng)節(jié)省干線光纜的前期投資
* 分配區(qū)域作為網(wǎng)絡(luò)中最復(fù)雜的部分被設(shè)計(jì)為100%獲取比例
* 簡(jiǎn)單的物理網(wǎng)絡(luò)路由路線-如果需要增加額外的光纖,我們只要在干線部分做簡(jiǎn)單的增加,即點(diǎn)到點(diǎn)的任務(wù)
* 本地集中點(diǎn)可以提供超額的網(wǎng)絡(luò)管理功能
* 容易改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)增強(qiáng)其適應(yīng)性-如果將來服務(wù)需要開通其它窗口,只需要在本地集中點(diǎn)做改變,例如將有源的分光器件改為波長(zhǎng)分光器件(DWDM)
* 單一的網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)對(duì)移動(dòng),增加或改變網(wǎng)絡(luò)布局時(shí),只需要對(duì)單點(diǎn)的整體移動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)。
* 充分使用無源分光器件-所有的分光器都位于中心點(diǎn),可盡量減少器件接口的不使用率
* 非常通用的結(jié)構(gòu)-本地集中分光點(diǎn)可以存放有源設(shè)備實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)
本地集中的劣勢(shì)是需要在本地集中點(diǎn)進(jìn)行連接和管理用戶,造成管理難度加大,成本增加
3)分布式分光結(jié)構(gòu)
分布式分光結(jié)構(gòu)利用分光器在網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)和本地集中點(diǎn)進(jìn)行分光。在這種結(jié)構(gòu)中,客戶僅有的專用光路是由用戶端到網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的引入光纜。每個(gè)用戶的專用引入光纜連接到網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的分光器(通常是1 x 4 或1 x 8分光比率)。一條小芯數(shù)的分配光纜將網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的分光器連接到本地集中點(diǎn)的分光器,這種層疊式分光的方法在干線光纜和分配光纜中制造了一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)。
它可以同時(shí)減少干線光纜和分配光纜的投資
整體的分光比率為本地集中點(diǎn)的比率乘于網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的比率(例如:本地集中點(diǎn)的比率為1 x 8,網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的比率為1 x 4 ,所以整體的分光比率為1 x 32 )。
分布式分光結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)-這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)式最小的前期投資。
* 該設(shè)計(jì)通過減少在干線光纜和分配光纜方面的花費(fèi)減少了前期投資
* 分光器的兩級(jí)分光可以產(chǎn)生杠桿的累積作為
分布式分光結(jié)構(gòu)的劣勢(shì)-這種結(jié)構(gòu)在下列方面的表現(xiàn)并不完美
* 沒有單點(diǎn)的中心管理,移動(dòng),增加或改變網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要整體的成倍移動(dòng)系統(tǒng)
* 不能充分的利用分光器的分光比率-前期需要詳細(xì)計(jì)劃每個(gè)分光器的使用情況,并為將來的應(yīng)為預(yù)留
* 可能會(huì)影響將來的適應(yīng)性-升級(jí)為采用波分復(fù)用技術(shù)的PON結(jié)構(gòu)將會(huì)很復(fù)雜
* 帶寬受到限制-僅有的用戶專用光路為用戶引入光纜段
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