宽带光纤接入关键技术及发展展望

方弢

【摘要】 随着通信技术和互联网的不断发展，宽带接入己成为拉动固网运营商业务增长的重要因素之一。可以说，谁能妥善地解决好宽带接入技术问题，谁就能在未来的市场竞争中赢得主动。本文主要从宽带光纤接入技术的定义出发，首先介绍了三种常见的宽带光纤接入网的类型，然后重点对宽带光纤接入关键技术进行了分析，最后简要谈谈宽带光纤接入的发展趋势。

【关键词】 宽带光纤 接入 关键技术 发展

进入21世纪以来，随着新技术的不断研究，在通信技术和互联网领域都取得了较快的发展。宽带接入由于其建设的复杂性和接入技术的众多选择性，为产品的研发生产与运营等多方面提供了发展的机会。把握宽带接入的技术和最新发展趋势，对已经进入高速增长的接入网建设至关重要。宽带化、分组化、多样化和光纤化以及多业务网络平台化无疑是接入网发展的大趋势。

一、几种常见的宽带光纤接入网的类型

光纤到户是宽带接入网的终极度目标，它是通过光网络（ON）来实现的。以宽带光纤接入技术的应用研究为主要代表，采用光纤传输技术的接入网我们就称作为光纤接入网，简称OAN，它也可笼统的指那些部分采用光纤通信的系统或采用光纤通信的系统。在宽带接入网技术迅猛发展的今天，光纤接入技术也在不断发展改进之中。光纤接入技术具有：能满足用户对各种通信业务的需求；具备了铜线电缆不可能具有的一些优势如不受电磁干扰，信号传输质量良好，占用空间小；性价比不断提升；能提供数据业务，具有完善的监理体系；信息传播速度快。

随着信息传输向全数字化过渡，光接入方式必然成为宽带接入网的最终解决方法。就目前来说，宽带光纤接入网技术有：有源光接入网（AON）、无源光接入网（PON）以及全光接入网3种基本类型。

1、AON

AON是指采用SDH光纤作为传输平台。AON有两种基本类型即有源光纤双星网以及有源光纤单星网。对于采用点对点的光纤线路传输，在远端节点终接对应的用户单元，再在远端节进行复接，从而使得复用信号得以在网络中心与远端节点间，通过光纤点对点进行传播的网络形式称作有源光纤双星网。有源光纤双星网的优点包括：光纤用户在光源、馈线光缆以及检测器资源的使用上可以共享，这就会使得生产成本降低，增加网络传输的灵活性。

对于那些中央节点采用具有交换控制功能的星形藕合器，并以中央节点为中心的网络我们称作有源光纤单星网。其优点包括：从网络中心到用户之间的传输为点对点传输，具有良好的保密性，同时适应性强，对于扩容和升级也相对容易。

2、 PON

无源光纤接入网是指将光分路器、光波分复用器以及光纤放大器组合在一起构成的接入网，PON也包括两种基本类型即无源光纤双星网以及无源光纤多星网。

采用无源光纤接入网的优点有：首先，能够让更多的用户在设备以及馈线光缆的使用上得以共享，从而会是厂商运营成本降低，并且可以使光纤得到充分的利用。其次，PON的业务是透明的，同时对于宽带业务的升级也是十分方便的，能为用户提供源源不断的业务服务。

目前，无源光纤接入网发展很快，组网方式多种多样。PON主要采用无源光功率分配器（耦合器）将信息送至各用户。由于采用了光功率分配器，使功率降低，因此，较适合于短距离使用。若需传输较长距离，可采用掺铒光纤放大器（EDFA）来增加功率。

3、全光接入网

将光波分复用器、光放大器以及光开关应用在网络控制中心、光分配器以及线路终端，将光无源器件以及光有源器件应用在用户单元内，从而实现用户单元到电信网之间的全光传输。

光接入网的优点包括：能够克服光源器件之间的瓶颈限制，并能够使光纤带宽得到最大程度的利用，对于信息之间传输的效率也大大提高，从某种程度上来看全光接入网是未来实现全光通信最理想的接入网类型。

二、宽带光纤接入关键技术分析

1、采用内置SDH技术

对于有源光纤接入网，我们常常在本地交换机中采用内置式SDH技术，之所以采用内置式SDH技术，主要是由于：①SDH技术的速率等级以及光接口都具有很高的标准，能够实现各个厂家之间的交流以及设备之间的相互沟通，从而提升有源光纤接入网的标准化程度以及兼容性，对于升级扩展也容易实现。②采用SDH技术，能够使有源光纤接入网的操作、维护以及管理变得系统化，能适应未来的需要。③采用SDH技术能使有源光纤接入网性能更加稳定，自我治愈以及保护能力也得以不断完善，有利于宽带光纤接入技术的进一步发展。

2、采用WDM、TDM技术

随着光缆的价格不断降低，以及大线束光缆制造技术的不断改进成熟，与此同时，一大批关键技术如无源光器件、有源光器件、光网络以及WDM和TDM的迅速发展，这都为宽带光纤接入网的关键技术发展提供了必不可少的技术支持。在众多宽带光纤接入网的结构中，无源光纤宽带接入网是一种比较好的接入技术，因为采用PON除了较低的成本价格以外，还易于升级，可以满足用户的升级需要。随着接入网容量不断增加以及网络发展的需要，为了满足适应这一需要，我们可以采用WDM以及TDM等设备将主干层容量扩大，不同的网络节点会有不同的波长与之一一对应，但接入网的结构始终保持不变，从而得以实现 接入网的平稳升级。在这种形势阶段下，目前发展最好的几种技术有：光孤子—TDM、WDM传输技术、Tb/S光纤通信技术、以及光纤放大器技术等。

3、采用全光本地交换积极全光传输网技术

为了优化网络，路由的保护以及自愈以及将昂贵的光电转换设备替换掉，全光本地交换技术应运而生，采用全光本地交换技术可以使未来的网络以高速、经济的方式运行，形成一个统一的用于各种传输业务的光交换平台。采用该技术，除了对于宽带、窄带以及交互式宽带业务都能提供支持以外，还能够将活动的、立体的三维式视频业务呈现给广大用户。在信号传输、收集、交换方面达到快速高效。

对于全光传输网技术中，采用光分路器、光放大器、以及光交叉连接系统等组成了宽带接入网的传输层，采用该技术则为用户提供了一个无源光纤接入网络，在用户终端通过采用光源、检测器、以及光耦合器等技术，从而实现了有线电视业务、电信业务、以及二维视频业务之间的变换，全光传输网络技术具有的优点包括：带宽足够大，网络便捷灵活、并且可靠程度高，网络运行的快慢与传输的数据速率没有直接关系，便于网络升级。

当前，在我国有源无源一体化的研究已经能用于现实的网络中，但尚有很多细节部分不完善，有源无源一体化的实现能够为合理规划接入网的网络分层以及无源光纤接入系统的大规模应用变成了可以实施的可能。在未来，我们应继续不断研究有源无源一体化，处理好有源无源一体化过程中可能出现的问题，综合二者的优势来实现SDH和PON的统一管理以及综合利用，这对于未来光纤接入技术进一步发展无疑起到积极的推动作用，使得光纤接入技术进一步向前发展。

三、发展展望

光纤到户（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。FTTH一直被认为是接入网的明日之星，也是宽带发展的最终理想。因为它能够满足各类用户的多种需求，像高速通信、家庭购物、实时远程教育、视频点播（VOD）、高清晰度电视（HDTV）等等，这些业务都是铜线或双绞线勉力为之才能达到的目标，而对FTTH来说则是轻而易举。

目前，宽带光纤的接入的主干层主要以SDH技术为主，而对于配线层，则主要采用经济灵活的无源光纤接入技术。综合有源光纤、无源光纤技术的优势，进一步推进光纤在传输中的作用，有源无源一体化的研究应用已经成为宽带光纤接入网技术的发展新方向，以此寻求可以解决对于分散用户以及偏远山区接入难题的方案。

近些年来，伴随多媒体以及数据业务的不断发展，对于网络的宽带光纤化趋势已经变得越来越重要，随之而来的对于宽带光纤接入技术的开发研究也已经成为通信专业的热门领域。首先，由于光纤接入技术能够使宽带传输的距离进一步增大，缩小了远端交换模块和本地交换机的规模数量，从而使电信网整体朝着覆盖面积大、节点数量少、网络结构趋于简单的方向演变发展。其次，采用宽带光纤接入技术能够大大减少干线网络级数以及线路的缠绕迂回，从而必然会使数据传输的速度以及通信质量进一步提高，增加用户对使用过程的满意度。再次，由于接入网是直接面对广大用户的，而其中的很多业务不需要经过核心网，只通过接入网就能完成，从而使核心网的压力大大降低。最后，由于网络结构正在不断发生改变，这必然会导致接入网的接入方式随之发生变化，从而推动接入网技术的不断改进与发展。

四、结语

随着网络宽带的不断发展，以及用户对宽带业务的要求越来越高，我们应加大对于宽带接入技术的研发力度，相对于传统宽带接入技术来说，光纤接入在初期投入比传统宽带接入费用高，但综合后期的设备维护管理，以及数据传输的稳定性和用户的满意度来说，光纤接入技术具有很明显的优势，因而光纤接入技术具有更高的效益。从推动FTTH建设对我国信息产业所具有的重要战略意义而言，仅靠网络运营商的主观能动性是远远不够的，更多的是需要政府的大力支持和整个光纤通信的技术领域、生产领域的全力配合。推进FTTH对于我国整个信息产业的发展具有重要的战略意义，政府应该对此给予高度的重视。政策指引、技术驱动和用户需求是驱动FTTH的三大因素。中国的FTTH之路应该是一条政府、企业与运营商三方互动的发展之路。

参 考 文 献

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