基于光纤的接入网络——FTTH网络

最近光通讯很火，了解一下光路网络的概念。

先了解一下光纤到户，17年左右流行光纤入户，以前都是铜线呢，现在基本上普及光纤，光猫了。光纤到户网络（FTTH，fibre to thehome），是由一个基于光纤的接入网络，将大量的终端用户连接在一个网络中间点上，也就是通常所说的接入点或入网点（POP，point ofpresence）。每个接入点都包含应用和服务必需的电子传输设备，并以光纤连接到用户。每个地区的接入点，又会连接到更大级别地区或整个城市的光纤网络中。

接入网络连接着以下内容：

l固定的无线网络天线，如无线局域网（WLAN）或无线城域网（WiMAX）

l手机网络基站

l家庭（SFU，single familyunits）和多住宅单元（MDU，multi-dwelling units）用户

l大型建筑的网络，如学校、医院、写字楼

l安全与监控设施，如监控摄像头，安全警报器以及控制设备

FTTH网络可以作为更大的接入网络的一部分。

2.1. FTTH网络环境

靠近用户端的光纤的布设可能会需要光纤的基础设施经由公共或私人的土地和财产。

图1：FTTH网络环境

外界环境可以概括的分为以下几类：

l城市

l开放型住宅

l郊区

l建筑类型和密度：单户或多户

不仅仅是外界环境对用户的密度有影响，国情也必须纳入考虑。

场所的自然环境也是影响网络设计和建设的关键因素。有以下几类情况：

Greenfield：新建的建筑，网络可与建筑同时建设

Brownfield：已有的建筑，但现有的网络基础设施较差

Overbuild：可并入已有的基础设施中

对基础设施部署方案有影响的因素是：

lFTTH场地

lFTTH网络规模

l初始基础设施建设的成本（CAPEX，投资成本）

l网络运营和维护的成本（OPEX，运营成本）

l网络架构，如无源光网络（PON）或有源以太网

l当地环境，如：人力成本，权利制约（流量限制）等等

光纤部署的方案和技术取决于投资成本和运营成本，以及网络的可靠性。这些成本可以通过选择最合适积极的解决方案结合最合适的基础设施部署方案来优化。部署的方案有如下选择：（将在后面的章节中详细讨论）

l常规的地下管道和光缆

l吹气细管和光缆

l直埋光缆

l架空电缆

l “破路权”“other right of way” solutions

对于FTTH网络的主要功能需求有：

l向用户提供高带宽的服务和内容

l灵活的网络构架以满足未来需求

l主设备经由光纤直接连接到每个终端，为未来的服务需求确保最大的可用容量

l对未来网络升级和扩建的支持

l部署时对环境最小程度的破坏，以获取网络所有者的支持，并使用户受益。

2.2. FTTH架构

为了选择互连的无源和有源的基础设施,明确区分部署光纤采用的拓扑结构（无源）和在光纤上传输数据的技术（有源），是很重要的。两种广泛应用的拓扑结构分别是：点对多点，常用于无源光网络（PON）；点对点，典型的应用是以太网传输技术。

图2：无源光纤网络                          图3：有源以太网络

点对点的拓扑结构提供了在接入点（POP）和用户之间的专属光纤。每个用户都拥有通过专属光纤的直接的网络连接。大多数现有的点对点FTTH部署采用以太网技术，可与其他传输方案整合提供商业应用（如，光纤通道，SDH同步数字体系/SONET同步光纤网络）。这种拓扑结构也可以通过在接入点增加无源光分路器的办法，嵌套无源光网络。

采用无源光分路器的点对多点的拓扑结构，可以与标准的无源光网络结合布设，使得多用户通过时分协议来共享光纤支路。GPON（Gigabit PON）是如今欧洲技术的领跑者；而EPON（Ethernet PON）则是在亚洲最流行的技术。

使用以太网交换机，有源以太网技术也可以用于实现点对多点的拓扑结构。

2.3. 不同光纤的端接点

不同的接入网络架构可以被应用：

光纤到户FTTH：每个用户通过专属光纤连接到接入点装置的端口，或连接到光分路器，再经由连接到接入点的共享光纤支路和100BASE-BX10或1000BASE-BX10（光电转换？）传输连接到以太网（点对点）或GPON/EPON（点对多点）

光纤到楼FTTB：楼中的每个光缆中断盒（通常在地下室）通过专属的光纤连接到接入点装置的端口上，或接通过分光器经由共享光纤支路连接到接入点。这种情况下，用户到大楼交换机的连接并不使用光纤，而可以采用铜轴电缆，并可以包含一些垂直布线电缆。

有些情况下，大楼的交换机并不是直接各自连接到接入点，而是链状或是环状的互连，以充分利用已有的光纤。这种方法也可以节省接入点的光纤和端口。如果想要不通过交换机，用户直接或通过分光器直接连接到接入点，则回到了FTTH的情况。

光纤到路边FTTC：交换机/DSL接入多路复用器（DSLAM）被安装在路边，通过单个或一对光纤与接入点相连，经由千兆比特级以太网或10千兆比特级以太网汇集了整个社区的网络流量。路边交换机中并不使用光纤，而是100BASE-BX10，1000BASE-BX10或VDSL2的铜基。这种网络构架有时被称为“有源以太网”，因为它需要有源的组件来组成。

这份文档中将集中讨论FTTH/B的部署。从长远角度考虑，FTTH/B由于其近似无限的扩展能力，是最优的网络构架。

图4：不同类型的FTTx网络

编辑：黄飞