光通信相关概念

光纤到户FTTH(Fiber To The Home)

概念:

是指将光网络单元(ONU)安装在用户处(家庭/企业)。

采用一纤三波长的通道处理方式,将一根光纤分成三个不同的波长信道,分别传输语音、数据和有线电视信号。

技术特点:

1-提供更大的带宽;(->可以长距离运用;支持的协议灵活)

2-增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性;(透明传输是指不管所传输数据是什么样的比特组合,都能在链路上传送,且传入和传出的数据长度与内容完全一致 -> eg.寄快递,直接写地址交给快递公司,对方就能收到快递。中途经过的站点、邮递员我都不知道,因此对我来说邮递的过程是透明的。)

3-降低了对环境条件和供电的要求;(因为没有有源设备)

4-简化了维护和安装。(->无需建设中心机房,没有有源设备)

分类:

包括两种类型的系统

1-有源光网络AON(Active Optical Network)

2-无源光网络PON(Passive Optical Network)

 

有源光网络AON(Active Optical Network)

概念:

有源光网络是点对多点(P2MP)的光通信系统,每个用户都会有自己的光纤线路。其是将ONU(Optical Network Unit)串联在光纤网络中,每个ONU收到的信号是经上级ONU光-电-光变换后的信号。

由ONU、光远程终端OLT(Optical Line Terminal)和光纤传输线路组成。

其涵盖电力交换设备,例如路由器或者交换机聚合器,以管理用户的信号分配和方向信号。(每个用户至少要有一个)

结构:

OLT(光线路终端)----放大器/中继器----多个平行ONU(光网络单元)

光通信相关概念_第1张图片

(图片来源:无源光网络(PON) VS有源光网络(AON)-FS社区 https://www.feisu.com/bbs/t-791.html)

特点:

1-需要建造专门的场地和机房,远端供电问题不好解决,日常维护工作量大;

2-部署成本比无源光网络高;

3-覆盖距离比PON的要远;

 

时分多址TDMA(Time Division Multiple Access)

概念:

把时间分割成互不重叠的时段/帧,再将帧分割成互不重叠的时隙/信道与用户具有一一对应关系,一句时隙区分来自不同地址的用户信号,从而完成多址连接。允许多个用户在不同的时间片(时隙)来使用相同的频率。

 

光配线网ODN(Optical Distribution Network)

主要作用:

是将一个OLT和多个ONU连接起来,提供光信号的双向传输。

多个ODN可以通过光纤放大器结合起来延长传输距离和扩大服务用户的数目。

 

光远程终端OLT(Optical Line Terminal)

概念:

也被称为光线路终端,充当无源光网络端点的硬件设备。

其包含中央处理单元(CPU)、无源光网卡、网关路由器(GWR)和语音网关(VGW)上行链路卡。

其具有特定的标准,因此可以和来自不同制造商的ONT一起使用。

功能:

1-将以太网数据发送给ONU,发起并控制测距过程,并记录测距信息。(传输所支持的最大距离是20KM)

浮动方向:

1-上游:分配不同类型的数据和来自用户的语音流量;

2-下游:从城域网或长途网络获取数据,语音和视频流量,并将其发送到所有ONT模块。

 

无源光网络PON(Passive Optical Network)

概念:

是指光配线网ODN(Optical Distribution Network),点到多点的网络,下行采用广播方式、上行采用时分多址TDMA(Time Division Multiple Access)方式,可以灵活的组成多种拓扑结构。其网络结构中没有任何有源电子元件。

光通信相关概念_第2张图片

(图片来源:无源光网络(PON) VS有源光网络(AON)-FS社区 https://www.feisu.com/bbs/t-791.html)

分类(按照二层技术):

1-宽带无源光网络BPON(Broadband Passive Optical Network)

2-吉比特无源光网络GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network)

3-以太网无源光网络EPON(Ethernet Passive Optical Network)

……

特点:

1-纯介质网络,彻底避免了电磁干扰和雷电影响;

2-无源光网体积小,设备简单,安装维护费用低,投资相对较小;

3-无源光设备组网灵活,支持多种网络拓扑结构;

4-安装方便,日常维护工作量小;

 

以太网无源光网络EPON(Ethernet Passive Optical Network)

概念:

在物理层采用PON技术,在数据链路层使用以太网协议,利用PON的拓扑结构实现以太网接入。

其在下行方向,拥有共享媒质的连接性。以太网数据报经过1:N个无光源分路器传送到每个ONU。(N的典型取值在4-64之间,由可用的光功率预算所限制)。

在上行方向其行为特性就如同点到点网络——由于无光源合路器的方向特性,任何一个ONU发出的数据报只能到达OLT,而不能到达其他的ONU。

特点:

1-节省光纤资源;

2-对网络协议透明;

 

吉比特无源光网络GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network)

概念:

在GPON制式中,传输数据以125us为一帧,一帧也可以理解为一个数据块。

过程:

光线路终端OLT -> 分光器Splitter(有光功率损耗) -> 光网络单元ONU(全部数据) -> 光远程终端ONT(根据ONT ID来区分数据,过滤数据,把属于自己的数据传输到ONT)

协议:

1-ITU-T G.984.1:主要定义了GPON的整体网络框架,一些基本的网络参数,诸如最大传输数据,最大传输距离差等以及GPON的保护方式;

2-ITU-T G.984.2:主要定义了光接口的一些参数标准,比如发光功率、过载光功率、灵敏度等等,主要是要求所有的GPON设备在物理层上均按照这个标准中的规定值来实现

3-ITU-T G.984.3:定义了整个GPON网络传输的帧结构,包括了如何成帧,ONU如何注册,DBA如何实现等等,是GPON中的核心内容;

4-ITU-T G.984.4:定义了OMCI的消息结构。OLT是通过984.4协议来管理和维护终端ONT,这个管理消息就是OMCI(光网络单元管理控制接口,ONU Management and Control Interface)。因为这个消息的存在,我们GPON中的终端ONT是不需要登录ONT进行配置的,所有关于ONT的配置都是OLT下发给ONT的,而这个下发配置或者ONT上报配置的内容都是通过OMCI来上报的。这个协议正正实现了在终端上的0配置,有利于GPON网络的大规模应用。

 

分光器Splliter

作用:分配

光通信相关概念_第3张图片

(图片来源:分光器的基本常识_【快资讯】
https://www.360kuai.com/pc/9525dfa27cd2a52ab?cota=4&tj_url=so_rec&sign=360_57c3bbd1&refer_scene=so_1)

光通信相关概念_第4张图片

(图片来源:分光器的基本常识_【快资讯】
https://www.360kuai.com/pc/9525dfa27cd2a52ab?cota=4&tj_url=so_rec&sign=360_57c3bbd1&refer_scene=so_1)

 

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