有線通信的光纖接入網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用

陳杰將

（湖南省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

0 引 言

目前，光纖接入網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在部分設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，能夠克服銅線電纜的相關(guān)限制因素，滿(mǎn)足用戶(hù)的各種業(yè)務(wù)需求。從三網(wǎng)融合發(fā)展的大數(shù)據(jù)環(huán)境來(lái)看，國(guó)家對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)的支持是光纖接入網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的前提。光纖網(wǎng)絡(luò)能給網(wǎng)絡(luò)使用者帶來(lái)更多的選擇，減少了不必要的技術(shù)投資，同時(shí)也能滿(mǎn)足更多網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的需要[1]。

1 傳統(tǒng)有線通信接入網(wǎng)技術(shù)存在的問(wèn)題

在傳統(tǒng)的有線通信中，常以金屬作為導(dǎo)電元件。通過(guò)對(duì)比不同金屬的導(dǎo)電性能、成本，最終選用銅作為有線通信的主要原材料。由于銅價(jià)不斷上漲，有線接入的成本費(fèi)用不斷增加，光是原材料就需要花費(fèi)大量的資金。此外，銅是一種特殊的金屬，其特殊的化學(xué)性質(zhì)造成維修成本相對(duì)較高，工作人員需要經(jīng)常對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，確保其安全[2]。

隨著計(jì)算機(jī)的廣泛使用，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯闹匾M成部分，為了保證網(wǎng)絡(luò)的品質(zhì)，對(duì)通信技術(shù)也提出了更高的要求。從當(dāng)前的狀況來(lái)看，隨著網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的增長(zhǎng)，將會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。為了更好地滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，需要科學(xué)、合理的應(yīng)用銅、銀線等接入材料。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，銅線的長(zhǎng)短會(huì)對(duì)通信造成不利影響，如高層用戶(hù)因?yàn)楦叨冗^(guò)高、銅線延伸過(guò)長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量變差。電信企業(yè)要從源頭上進(jìn)行把控，尋找更好的材質(zhì)和接入方法，才能更好地滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)的要求。

2 光纖接入網(wǎng)

光纖接入技術(shù)是將光纖作為一種新型原材料的接入技術(shù)，分為總線型、星型以及環(huán)型3種類(lèi)型，應(yīng)根據(jù)具體情況采取不同類(lèi)型的接入技術(shù)[3]。與傳統(tǒng)的訪問(wèn)方式相比，光纖接入具有快速、穩(wěn)定、安全等特點(diǎn)。與高品質(zhì)的銅、銀等金屬材料相比，光纖造價(jià)更低，不需要太多的人力來(lái)維持，可以節(jié)省人力，從而提升用戶(hù)體驗(yàn)。該技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，在信息傳輸中取得了很好的成效。同時(shí)，技術(shù)人員也可以利用光纖網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)管功能，從而確保信息的傳輸質(zhì)量[4]。光纖接入網(wǎng)并非完美無(wú)缺，實(shí)踐中還存在不少問(wèn)題。除了成本因素之外，限制光纖接入網(wǎng)絡(luò)的因素還有多種，包括市場(chǎng)需求、運(yùn)營(yíng)體制等，因此還需要進(jìn)一步研究光纖接入網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)。

3 有線通信中的光纖接入網(wǎng)技術(shù)

3.1 光纖接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用類(lèi)型

（1）有源光網(wǎng)絡(luò)（Active Optical Network，AON）。AON接入系統(tǒng)可以劃分為依托準(zhǔn)同步數(shù)字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy，PDH）的AON系統(tǒng)和依托同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）的AON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)2種。有源光網(wǎng)的連接一般以SDH、PDH為基礎(chǔ)完成有源光傳輸裝置與遠(yuǎn)部裝置、局端裝置的相互連通，具有效率高、安全可靠、自愈防護(hù)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

（2）無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（Passive Optical Network，PON）。與AON相比，PON使用的是無(wú)源光器件，在整個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)線路中并不會(huì)出現(xiàn)電源性電子元器件，主要通過(guò)光分路器件等無(wú)源器件搭建。無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的性能不如有源光網(wǎng)絡(luò)，但具有成本低廉、維修便捷等特點(diǎn)，這些優(yōu)勢(shì)使其在市場(chǎng)中也具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力[5]。此外，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)屬于純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)雷電和設(shè)備噪聲的抵抗能力也較為出色。

3.2 有線通信中光纖接入步驟

在光纖接入期間，想要確保其接入后的使用狀況良好，不會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)的延時(shí)，應(yīng)在光纖接入前進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃，所有設(shè)備需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，確保接入時(shí)不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題。在實(shí)際的接入作業(yè)中，應(yīng)按實(shí)際情況設(shè)計(jì)圖紙，并按計(jì)劃進(jìn)行線路布設(shè)，最后才能進(jìn)行設(shè)備安裝。在安裝過(guò)程中，操作員應(yīng)在側(cè)門(mén)預(yù)留一些位置，以便下一條線路的接入。在連接的過(guò)程中，一定要注意不能因太過(guò)急躁而造成不必要的失誤，要求熟練掌握安裝技巧，這樣才能更好地處理各種問(wèn)題[6]。在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行檢驗(yàn)，確保光纖接入網(wǎng)絡(luò)能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

4 實(shí)例分析有線通信中光纖接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程概況

A小區(qū)坐落在某市高新開(kāi)發(fā)區(qū)，小區(qū)內(nèi)的樓盤(pán)分布較為規(guī)范，其中一期共有6幢居民樓，2幢為23層樓，4幢為18層樓，共計(jì)726戶(hù)。根據(jù)《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50180—2018），該小區(qū)用戶(hù)數(shù)量處于中等水平，對(duì)通信技術(shù)的需求主要集中在普通電話(huà)、寬帶和其他增值業(yè)務(wù)上。在以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（Ethernet Passive Optical Network，EPON）中，光纖到戶(hù)（Fiber To The Home，F(xiàn)TTH）是一種很好的解決方案，可以滿(mǎn)足小區(qū)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的通信要求。

4.2 組網(wǎng)設(shè)計(jì)

在FTTH網(wǎng)的建設(shè)中，光配線網(wǎng)（Optical Distribution Network，ODN）的投資費(fèi)用占總網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的一半。較大的分路比會(huì)造成光模塊成本大幅上升，因此必須合理設(shè)計(jì)EPON系統(tǒng)的分路比，以此降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。為了確保帶寬可以滿(mǎn)足小區(qū)用戶(hù)的寬帶網(wǎng)絡(luò)要求，需要在小區(qū)的光接箱中安裝光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）設(shè)備，分光比設(shè)計(jì)標(biāo)值采取1∶128，方便以后增設(shè)設(shè)備。此外，在樓層弱電間光纖配線架（Optical Distribution Frame，ODF）機(jī)柜上設(shè)置光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）裝置，通過(guò)超五類(lèi)線的有效連接，達(dá)到FTTH訪問(wèn)的目的。為了保證FTTH接入的正確性，必須在FTTH綜合信息箱或光纖插口盒中留出一段距離，以便在網(wǎng)絡(luò)入戶(hù)時(shí)將其當(dāng)作終端來(lái)使用。

4.3 設(shè)備和器材的合理選擇

4.3.1 局端OLT設(shè)備

局端OLT設(shè)備在EPON光纖接入網(wǎng)中可以有效訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的高層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，聚集ONU數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以與終端ONU設(shè)備進(jìn)行相互整合，并將數(shù)據(jù)安全地傳輸?shù)缴蠈泳W(wǎng)絡(luò)。基于上述優(yōu)勢(shì)，在選用OLT器件時(shí)不僅要考慮器件功能與接入服務(wù)總量的關(guān)系，還要充分考慮設(shè)備上的接口數(shù)量、型號(hào)規(guī)格、設(shè)備容量及軟件配置等[7]。在A小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中，以華為OLTMA5680T設(shè)備為主，它能提供EPON/吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（Gigabit Capable PON，GPON）服務(wù)，充分滿(mǎn)足小區(qū)用戶(hù)對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的需要。

4.3.2 終端ONU設(shè)備

EPON光纖接入網(wǎng)采用ONU可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的接入，向用戶(hù)提供千兆以太網(wǎng)接口（Gigabit Ethernet，GE）、快速以太網(wǎng)接口（Fast Ethernet，F(xiàn)E）、E1接口、有線電視（Cable Television，CATV）接口等業(yè)務(wù)接口以及網(wǎng)絡(luò)核心功能、業(yè)務(wù)功能、公共服務(wù)功能。與此同時(shí)，終端ONU設(shè)備與局端OLT設(shè)備的結(jié)合使用不僅可以為用戶(hù)提供EPON/GPON的接入業(yè)務(wù)，還可以很好地滿(mǎn)足FTTH/FTTO的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求[8]。根據(jù)實(shí)際的接入情況對(duì)ONU設(shè)備的接口和端口進(jìn)行選擇，確保ONU器件能夠與晶體層OLT器件互聯(lián)。

4.4 光纜和光纖

根據(jù)主干線建設(shè)的需要，A小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)工程采用配線光纜和用戶(hù)引入光纜，其中配線光纜要注重芯數(shù)的設(shè)計(jì)，以此滿(mǎn)足各類(lèi)業(yè)務(wù)的需求。在電纜的結(jié)構(gòu)上，盡可能選用松套層絞結(jié)構(gòu)的GYTA光纜，使套管工作更加順暢。住宅小區(qū)在進(jìn)行綜合布線時(shí)，應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)使用需求，在書(shū)房、臥室等場(chǎng)景選擇既定的位置安裝網(wǎng)線信息盒，以便后期的網(wǎng)絡(luò)使用。對(duì)于光纖而言，可以選擇G.652B單模光纖，如圖1所示[9]。

圖1 G.652B單模光纖

4.5 光纜敷設(shè)要求

（1）在固定光纜時(shí)，應(yīng)使用特殊的吊鉤或戶(hù)外電纜電纜，以確保光纜的順直、平滑，并在靠近桿部預(yù)留一定的空隙。

（2）在高壓線路下敷設(shè)電纜時(shí)，應(yīng)注意電纜的交叉角應(yīng)盡可能超過(guò)45°。當(dāng)電纜與農(nóng)用電力線路交叉時(shí)，應(yīng)在電纜外側(cè)安裝三線防護(hù)裝置[10]。

（3）當(dāng)電纜敷設(shè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制一次拉線的長(zhǎng)度，不能超過(guò)1 km。如果超過(guò)1 km，就應(yīng)采取“8”形或其他形式，保證其拉力不超過(guò)允許的最大限度。此外，將電纜安裝到支架上，將剩余長(zhǎng)度用圓環(huán)固定在支架的入孔處，盡量確保其布置的合理性和正確性[11]。

（4）為了保證光纖電纜敷設(shè)的安全性，靠近電力設(shè)備的地方必須對(duì)電纜接頭進(jìn)行搭接和絕緣處理，將電纜內(nèi)部的金屬芯進(jìn)行接地，從而最大程度上保護(hù)作業(yè)人員的生命安全。

4.6 IP地址規(guī)劃

在因特網(wǎng)上，每個(gè)主計(jì)算機(jī)都包含一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為主體的IP地址和以主服務(wù)器為中心的IP地址，共分為A、B、C、D、E這5種類(lèi)型，能夠滿(mǎn)足不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求[12]。在蜂窩通信的光纖接入網(wǎng)絡(luò)中，IP地址的應(yīng)用最為廣泛，其中B類(lèi)IP和C類(lèi)IP的起始地址設(shè)計(jì)分別為128.0.0.0-191.255.255.255和192.0.0.0-223.255.255.255。

5 結(jié) 論

光纖接入網(wǎng)技術(shù)在有線通信中發(fā)揮了重要的傳輸作用，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵，其具有傳輸距離遠(yuǎn)、信息量大、信號(hào)強(qiáng)度高以及抗電磁干擾等特點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的通信需求，在有線通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用，未來(lái)仍需繼續(xù)深入探究。