城域光接入网工程设计.doc

1、本科生毕业设计（论文）I摘 要论文的题目是“ 城域光接入网工程设计 ”，是通过光纤通信完成本地用户业务接入，属光纤接入网工程范畴。光纤通信具有传输容量大、传输损耗小、不怕电磁干扰等优点广泛应用于干线传输。在城域网和局域网中，目前光纤通信已发展到路边 FTTC，到大楼FTTB，到用户 FTTH。光纤通信在通信传输系统中占有越来越重要的位置。在世界范围内得到迅猛的发展和广泛地应用，并在人们心中享有很高的声誉。本工程为华光园小区接入工程设计。利用锦州电信城域网光传输环，将ONU（光网络单元）光接入网业务接入中心局 OLT（光线路终端）：锦州中心机房华光园小区接入点。设计目的是为华光园小区安装 153

2、6 个语音信号、80 个 ADSL 用户等，并考虑满足该小区远期业务增长的需求。设计包括综合接入网设备 ONUF02A、传输设备 OptiX155/622H 及其他配套设备的安装设计。设计做到技术先进、经济合理、安全适用，并充分利用原有设施，避免重复建设。关键词：接入网；光缆；SDH 同步数字系列；ONU 光网络单元 本科生毕业设计（论文）IIAbstractThe title of the dissertation is “The Design of Metropolitan Optical Access Network Engineering”, which can make the us

3、er access by using fiber communication. It belongs to the project of Fiber Access Network.Fiber communicating has the character of big capacity of delivering, low delivering cost, not being interrupted by electronics and magnetic field. So this technique is being used widely in main line communicati

4、ng. In citys network and local network, up to now the fiber communicating has developed into FTTC (Fiber to the curb) and FTTB (Fiber to the building) and FTTH (Fiber to the home) .The fountain of fiber communicating is more important. In the world, this technique has been improved and used widely s

5、o it has very good reputation among users.This project for Hua Guangyuan plot turning on engineering design. Jinzhou use of optical telecommunications MAN ring, ONU (optical networking unit) OAN Services Access Centre, OLT (optical line terminal).Jinzhou center engine room - - Hua Guangyuan plot jun

6、ction point.The design goal is the plot installs 1536 voice signals, 80ADSL users for Hua Guangyuan and so on, and considered that satisfies this plot forward service aggregate demand.The design includes optical integrate access network equipment ONUF02A(optical network unit), transmission equipment

7、 OptiX155/622H and other relating equipment to finish the project. The technique of the design must be advance, economical, safe, usable, using old equipments as possibly as and avoiding rebuilding.Key words:Accessing Network；Optical Fiber； SDH Synchronous Digital Hierarchy；ONU Fiber Network Unit本科生

8、毕业设计（论文）III目 录第 1 章 概述 .11.1 光接入网的发展状况与动力 11.2 发展目标与意义 21.3 系统分类与特点 51.4 光接入网的设计考虑 5第 2 章 光接入网 .72.1 光接入网的定义 72.2 光接入网的参考配置和功能结构 72.2.1 光接入网的参考配置 .72.2.2 光接入网的功能结构 .92.3 光接入网的拓扑结构 112.4 SDH 自愈网 142.5 OAN 的应用类型 .142.6 V5 接口 .152.6.1 V5 接口支持的业务 162.6.2 V5 接口的基本功能 172.6.3 V5 接口设备组网 182.6.4 V5 接口存在的问题 1

9、9第 3 章 工程设计 .213.1 工程任务及目的 213.2 光纤及光缆 213.2.1 本工程对光纤的基本要求 .213.2.2 光纤的特性参数 .233.2.3 对光缆的基本要求 .253.3 本工程采用的接口 263.4 时钟同步 273.5 SDH 传输网络的容量确定 283.6 SDH 传输速率 293.7 工程建设方案 303.7.1 接入网建设的原则 .30本科生毕业设计（论文）IV3.7.2 本工程组网方案 .313.8 网络管理系统 323.9 本工程接入网设备简介 343.10 话务量参数的选定 353.11 工程配套设备 36第 4 章 硬件配置及软件实现 .374.

10、1 Optix155/622H 设备 .374.2 ONU 面板 .384.3 OLT 面板 394.4 常用命令 40参考文献 .45致 谢 .46附录 .47附录 .59本科生毕业设计（论文）1第 1 章 概述1.1 光接入网的发展状况与动力早在 20 世纪 80 年代前期，一些发达国家开始研究光纤接入网的有关技术；80 年代末期，光纤接入网的有关技术就趋于成熟，达到实用化程度。20 世纪 90年代初期，一些发达国家在相当多的城市里建起了实用化的光纤接入网；90 年代中期，光纤接入网得到迅速发展，成为通信建设的一个热点。就光纤接入网的技术标准而言，目前已基本形成。1996 年，ITU-T

11、通过了G.982 建议，其目标主要是针对 2Mbit/s 以下速率的窄带光纤接入网(NPON)系统；从 1998 年开始，ITU-T 针对 ATM 宽带无源光纤接入网(APON)，先后通过了G.983.1、G.983.2、G.983.3 建议。另外，IEEE 组织就以太网无源光接入网(EPON)也通过了相关标准。促使光纤接入网迅速发展的动力主要有两个：一是市场需求；二是技术支持。其具体表现可归纳为如下几点：（1）人们对多媒体和宽带新业务的需求不断提高。随着信息化社会的不断发展，人们不再满足于一般的电话和广播电视业务，许多新业务，特别是宽带新业务的市场需求急剧增加。例如，计算机通信、高速数字传真

12、、信息贮存、电子邮件、遥测遥控、股市行情、会议电视、有线电视、高清晰度电视、视频点播以及各种数据检索等等。这些业务不仅种类繁多，而且对传输质量和可靠性的要求较高、而传统的铜线接入网很难以较高的传输质量，支持上述多种新业务，因此不能满足信息业务的市场需求。为了满足信息业务的市场需求，人们必须研究和发展光纤接入网。（2）光纤接入网的技术已经成熟。光通信技术的成熟与发展，使光纤接入网中用到的各种设备与部件，网络设计与施工技术都达到了实用化水平，为光纤接入网的工程实现提供了有力的支持。（3）计算机网络的发展要求用光纤支持局域网（LAN）构建与接入。光纤综合局域网的成熟和发展，有有力地促进了光纤接入网的

13、迅速发展。（4）一些铜线接入网需要改造和更新换代。现有的一些铜线接入网有许多难以克服的缺点和限制因素。例如，传输宽带窄、损耗大、机线陈旧、维护费用高以及地下管道拥挤、扩容困难等。这种现状很难适应当前和今后人们对通信的要求，因此必须加以必要的改造和更新换代。 本科生毕业设计（论文）2（5）光纤接入网的价格在下降。近年来，光缆与光器件的价格持续下降；而铜缆的价格却持续上升。光纤接入网的初装费用已经下降到接近铜线接入网的水平。在传输距离大约为 23km 以上时，光纤接入网的费用已经低于铜线接入网。在这种情况下，采用光纤接入网替代需要改造和更新的铜线接入网，当然是最佳选择。（6）引入光纤接入网是实现全

14、光通信的需要。光纤作为一种传输媒质，它具有极宽的传输带宽（可用带宽达 50THz（1THz= Hz） ）和较小的传输衰减120（工作于 1550nm 波长的单模光纤的最小传输衰减可达 0.2dB/km）,因此，成为现代通信网中长途干线传输和局间中继传输的主要手段。长途有线传输中传统的电通信方式正在逐步向光通信方式过渡。光通信的继续发展，必然向接入网延伸，这是现代通信网实现全光通信的需要。而且，只有引入光纤接入网，才能从根本上解决接入网的“ 瓶颈效应 ”问题，才能真正实现用户端到端的信息高速公路。所以，光纤接入网是接入网发展的必然趋势。目前，限制光纤接入网发展的主要因素是用户的经济承受能力，而不

15、是技术问题。随着社会经济的不断发展，光纤接入网将会不断扩大。尽管铜线接入网在目前接入网中仍然占据着支配地位，但从发展的观点看，光纤接入网最终取代铜线接入网只是时间问题。1.2 发展目标与意义光纤接入网的发展目标，可以归纳为如下几点： 提供从窄带到宽带多种业务； 建设适应未来需要的通信基础设施； 实现灵活的高可靠性的网络结构； 进一步提高网络的使用效率； 降低网络结构的实现成本。引入光纤接入网的重要意义不仅在于可以从根本上解决接入网的“瓶颈效应”问题，而且还将整个电信网的结构发生根本性变化。由于光纤具有传输带宽宽和传输损耗小的突出优点，因此引入光纤接入网可以使接入线路的传输距离大大延长，从而使接

16、入网的覆盖范围扩大，如图 1.1 所示。本科生毕业设计（论文）3图 1.1 光纤接入网与铜线接入网服务区的比较这样，可以减少整个电信网的节点数量，从而使整个电信网的结构更加简化。引入光纤接入网还将利于全光通信网的实现，这将使电信网的结构发生重大变化，使其从繁杂、不灵活、低效与低可靠性的传统网络结构向简化、灵活、高效与高可靠性的现代网络结构演进。图 1.2 示出市内电信网的两种结构模型。图 1.2（a）为市内电信网的传统结构模型，其特点是： 网络节点多，设备繁杂，投资费用高； 节点之间不分层次，采用互联方式； 业务种类少，用户使用宽带窄； 调度不灵活，网络使用效率低； 可靠性差； 维护费用高。本

17、科生毕业设计（论文）4图 1.2 市内电信网的演变图 1.2(b)为引入光纤接入网后市内电信网的现代结构模型，其特点是： 网络节点少，结构简单，投资费用低； 接入网分馈线网和配线网两个层次，其馈线网一般采用环型链路； 业务种类繁多，用户使用带宽宽；本科生毕业设计（论文）5 调度灵活，网络使用效率高； 采用环型网，可靠性高； 网络智能化水平高，维护费用低。电信网的现代结构与传统结构相比，具有三个显著特点：一是用户区的宽带化，可以提供多种新业务，特别是宽带新业务；二是网络的层次化，从端局到远端之间的传输网担负主干线任务，从远端到用户之间的传输网担负支线任务，简化了网络结构，节省了建设投资；三是环型

18、网结构，使网络可靠性显著提高。这种网络结构不仅便于进行业务的灵活调度和网路的灵活组织，使网络资源得到充分共享，是网络效能得到最大发挥，而且也为新业务和新技术的平稳引入提供了基本平台。1.3 系统分类与特点光纤接入网系统可分为两大类，即有源光网络（AON-Active Optical Network）系统与无源光网络 (PON-Passive Optical Network)系统。两者的区别在于光配线网中所采用的分（合）路设备：前者采用 PDH 或 SDH 有源电复用设备作为分（合）路设备；而后者采用简单的无源光分路器作为分（合）设备。AON 系统的主要特点是：存在有源电复用设备造成的传输“ 瓶

19、颈效应”，且系统成本与维护费用高；PON 系统的主要特点则与其相反，即不存在有源电复用设备造成的传输“ 瓶颈效应”，故能充分利用的宽带传输特性，同时具有系统成本与维护费用低、业务透明等一系列优点。与 AON 相比，PON 的发展更为迅速。PON 已由早期的窄带接入 PON (NPON)发展到目前的宽带接入 PON(BPON)。根据所采用的传输技术不同，目前BPON 又出现了 APON 和 EPON 两类：前者采用 ATM 传输技术；后者采用以太网传输技术。1.4 光接入网的设计考虑综上所述，各种网络结构各有其特点，因而在网络结构选择和设计时要综合考虑现有的或规划的远端局站的地理位置、重要性、需

20、要提供的业务（窄带/宽带、单向/ 双向） 、保护要求、经济性以及维护管理考虑等。通常接入网采用 PDH 系统时，双星结构和树形结构是两种最经济的适合小企事业用户和住宅居民用户的结构，而星形则适合于几十线以上的大企事业用户。采用 SDH 系统时，原则上适于任何结构，初期主要应用为双星结构和总线结构，以后将会应用较多的环形结构。实际网络的具体结构则更加多样化。本科生毕业设计（论文）6总之，光纤接入网的设计有个优化问题，这取决于许多经济的和技术上的诸多因素。概括起来有如下几点：1、技术方面的因素1）带宽能力。是窄带业务或是宽带业务，或者是两者兼有。近期（35 年）和中远期（710 年，或更长）有何变

21、化？2）业务范围和可能提出的新业务要求。3）网络维护、管理和安全考虑。4）何种线路、设备及元部件性能最优良。5）何种网络结构能满足技术要求。2、经济方面因素1）何种网络结构共享线路与设备（包括元器件）最显著。2）何种网络布局、节点设置最省投资。3）何种设备、部件最省钱。4）其他，包括施工方法、施工周期、工作寿命以及网络生存能力等。3、地理环境与人口因素1）网络范围内的地理位置。2）网络区域的环境条件，包括气象条件。3）人口分布与发展。4）网络区域内将来可能发生的重大变化，如新人口住宅区、商业区以及新工业区等。4、规划化和标准化因素1）网络接口、各种接口、速率等级等应符合国际标准和国家标准，并在

22、具体做法上规范化。2）选用的线路、设备、零部件等应符合有关规定和标准。以上是选择和实际光纤用户时必须考虑的因素。本科生毕业设计（论文）7第 2 章 光接入网2.1 光接入网的定义一个接入链路定义为一个给定的网络接口(V)和单个用户接口 (T)之间的全部传输手段。由于网络侧和用户侧不同，因此接入链路不对称。光接入网(OAN)定义为共享相同网络侧接口并由光接入传输系统所支持的接入链路群。由一个光线路终端（OLT ） 、至少一个光配线网（ ODN） 、至少一个光网络单元（ONU）及适配设施（AF）组成，可能包含若干与同一 OLT 相连的 ODN。如图 2.1 所示。图 2.1 光接入网的基本框图2.

23、2 光接入网的参考配置和功能结构2.2.1 光接入网的参考配置由光接入网(OAN) 的定义可以看到，一般情况下，OAN 是一个点对多点的光传输系统。从系统配置上可分为无源光网络(PON) 和有源光网络(AON) ，如图 2.2所示。图 2.2 中的英文缩写词含义如下：ODN：光配线网络，它是 OLT 和 ONU 之间的光传输媒质，由无源光器件组成。OLT：光线路终端。它提供 OAN 网络侧接口，并且连接一个或多个 ODN。ONU：光网络单元。它提供 OAN 用户侧接口，并且连接一个 ODN。ODT：光远程终端。由光有源设备组成。AF：适配功能。本科生毕业设计（论文）8UNI：用户网络接口。SN

24、I；业务节点接口。S：光发送参考点。R：光接收参考点。V：与业务节点间的参考点。T：与用户终端间的参考点。a：AF 与 ONU 间的参考点。图 2.2 光接入网的参考配置无源光网络由于在 OLT 和 ONU 之间没有任何有源电子设备，对各种业务呈透明状态，易于升级扩容，便于维护管理。ITU-T 根据技术推动和市场导向的方针，制定 G.982“支持 ISDN 基群速率的光接入网”、正在制定 G.PONB“支持大于ISDN 基群速率的光接入网”等两个建议。该系统由于其低的接入成本，受到很多电信主管部门和运营部门的重视。不足之处是 OLT 与 ONU 之间的距离和容量受到一定的限制。有源光网络中，用

25、有源设备或网络系统（如 SDH 环网）的 ODT 代替无源光网络中的 ODN，传输距离和容量大大增加，易于扩展带宽，网络规划和运行的灵活性大。不足的地方是有源设备需要机房、供电、维护等。两种网络的综合使用，构成能接入不同容量的用户，提供窄带业务员、宽带业务的光接入网。总的来说，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。目前，用户网光纤化主要有两个途径，一是基于现有电话铜缆用户网，引入光纤本科生毕业设计（论文）9和光接入传输系统、改造成光接入网。二是基于有线电视（CATV ）同轴电缆网，引入光纤和光传输系统，改造成光纤、同轴混合网(HFC)，它是 CATV 网和电话

26、网结合的产物，是目前将光纤逐渐推向用户的一种较经济的方式。2.2.2 光接入网的功能结构图 2.2 上半部分从业务节点接口（V 接口）到用户网络接口（ T 接口）称为无源光接入链路。光接入网可以定义为共享同一网络侧接口，且由光接入传输系统支持的一系列接入链路，它由光线路终端（OLT ） 、光配线网（ODN ） 、光网络单元（ONU）及适配功能（AF）组成。用户网络接口（UNI ）与中心局（CO）的不同交换接口相连以支持不同的业务，光线路终端通过光配线网与若干光网络单元相连。光网络单元通过用户网络接口为一个或多个用户服务。在无源光网络中，ODN 为采用无源光分支器件的点到多点结构。下面对几个主要

27、功能结构的作用作一简要介绍。1、光线路终端（OLT ）为光接入网提供至少一个与本地交换机的接口。OLT 可以直接设在本地交换机处，也可以设置在远端，与远端集中器或复用接口，分离交换和非交换业务，管理来自光网络单元的信令和监控信息，为 ONU 及本身提供维护和供给功能。其功能框图如 2.3 所示。图 2.3 OLT 功能框图为了使客户得到更多的选择，华为开发了 SmartAXMA5680T 全光接入平台，该平台可同时支持 GPON、EPON 和 P2P 三种主流的光接入技术，支持GPON、EPON、P2P 业务单板混插，能够灵活适应不同的场景和业务需求，为客户的技术选择和将来的技术升级提供了有力

28、的保障和便利。2、光配线网本科生毕业设计（论文）10为 OLT 和 ONU 提供光传输手段，完成光信号功率的分配。ODN 是由无源光器件（诸如光纤光缆、光连接器、光分路器和波分复用器等）组成的纯无源光配线网，其拓扑结构一般为树形、星型及总线型。其中树形拓扑结构如图 2.4 所示。图 2.4 ODN 结构在 ODN 中用到的主要无源光器件有：光纤、光缆、光连接器、光分路器和光放大器等。目前，华为已为全球多个运营商提供 ODN 咨询、网络规划、网络工程设计和工程实施等方面的服务，积累了丰富的项目实施经验，可为客户提供全面的ODN 解决方案。3、光网络单元（ONU）提供用户侧通往 ODN 的光接口。

29、其网络侧是光接口，而用户侧是电接口，因此光网络单元需要光/电和电/光转换功能，还要完成对语音信号的数/模和模/ 数转换、复用、信令处理和维护管理功能。根据 ONU 在光接入网中所处的位置不同，可以将光接入网划分为三种类型，即光纤到路边(FTTC) 、光纤到大楼(FTTB) 、光纤到办公室(FTTO) 和光纤到家(FTTH) 。ONU 的结构框图如图 2.5 所示。图 2.5 ONU 功能框图本科生毕业设计（论文）114、适配功能（AF）为 ONU 和与用户设备提供适配功能，具体物理实现则既可以包含在 ONU 内，也可以完全独立。以 FTTC 为例，ONU 与基本速率 NT1（相当 AF）在物理

30、上是分开的。当 ONU 与 AF 独立时，则 AF 还要提供在最后一段引入线上的业务传送功能。 图 2.2 中发送参考点 S 是紧靠在发送机（ ONU 或 OLT）光连接器前的光线点；a 参考点是 ONU 与 AF 之间的参考点；V 参考点是用户接入网与业务节点间参考点；T 参考点是用户网络接口参考点；Q3 是网管接口，通过 Q3 接口可与电信管理网(TMN)相连， TMN 实施对 OAN 的操作管理维护 (OAN)功能。有源光网络（AON）的参考配置见图 2.2 中的下半部分，主要由光线路终端(OLT)、光远程终端(ODT)、光网络单元(ONU)、适配功能单元(AF)和光纤传输线路构成。OD

31、T 可以是一个有源复用设备、远端集线器 (HUB)，也可以是一个环网，其主要功能与 OLT 类似，故也称为远端光线路终端(ROLT) 。AON 与 PON 主要区别在 ODT 与 ODN，AON 中的 ODT 包括有源设备或网络系统（如 SDH 环网） ，同时也可以包括 ODN 的功能。一般有源光网络属于一点对多点的光通信系统，其中点对多点的光通信系统仅是一个特例，即只有一对 OLT 和 ONU。例如，ODT 可以包括通用的用户环路光纤传输系统（UDLC，也称为用户环路载波SLC） 、灵活接入的用户环路光纤传输系统(FDLC) 、综合的用户环路光纤传输系统(IDLC)、普通的 PDH 系统、S

32、PDH 系统、PSDH 系统、SDH 网络等等。2.3 光接入网的拓扑结构光纤接入网的拓扑结构是其基础技术之一。所谓拓扑结构泛指网络的布局和形状，进一步可分为物理配置结构和逻辑配置结构。物理配置结构指网络节点、传输链路的布局和几何排列，反应物理形状和物理上的连接性。逻辑配置结构指各信号通道在光纤中使用的方式，反应了网络的逻辑形状和逻辑上的连接性。一个物理配置结构可以同时支持几种不同的逻辑配置结构。通常，逻辑配置结构决定了业务特性（如单向广播还是双向交互型业务） ，而且比较容易修改。物理配置结构决定了给定结构最终可以获得的可靠性，而且难以修改，希望有较长时间的稳定性。网络拓扑结构对网络设计、功能

33、配置、可靠性等有重要影响。本论文着重从物理配置结构的角度介绍各种主要实用光纤接入网结构的特点。1、总线型结构总线型结构有一条共享主干信道。该信道可使用一根双向传输的光纤线路或两根单向传输的光纤线路，线路终点不闭合，各个终端用光耦合器互连到共享信道上，采用时分多路、频分多路等方法使各节点共享同一条信道。从端局发出的本科生毕业设计（论文）12信号为所有用户所接收，每个用户根据所用复用方法挑选出属于自己的信号，因而只要总线带宽足够宽，不仅传送低速双向业务没有问题，而且传送分配型业务也没有问题。这种网络的主要优点是结构简单，增减节点容易，一个节点功能出故障时不会影响其他节点，由于共享主干信道而造价相对

34、较低。但缺点是损耗累积，用户接收机的动态范围要求较高，对主干光纤的依赖性太强，总线本身出故障时网络将受到损害。2、单星形结构该结构是用光纤将位于电信交换局的 OLT 与用户直接相连，基本上都是点对点的连接，与现有铜缆接入网的结构相似。每户都有单独的一对线，直接连到电信局。因此，单星型可与原有铜线网络兼容；用户之间互相独立，保密性好，升级和扩容容易，只要两端的设备一换就可开通新业务，适应性强。缺点是成本太高，每户都需要单独的一对光纤或一根光纤双向波分复用，要通向千家万户，就需要上千芯的光缆，难于处理，而又每户都需要专用的光源和检测器，相当复杂。总之，星形结构优质服务和成本高的特点决定了它十分适合

35、于传输成本相对于交换成本较低的场合，如几十线以上的大型企业事业用户就是这种结构的最佳服务对象，灵活接入复用器也是适合这种应用场合的系统。 3、双星形结构双星形结构是单星形结构的改进结构，适合于网径更大的范围。在每一条线路中设置远端分配单元(RDU)，节点功能越多，则网络性能越佳。远端分配单元主要是将信息分别送入每个用户，并把用户的上行信息集中送入端局。其节点是由无源器件所组成，又称为无源双星形网络，简称双星网络。此时，无源器件用来完成选路、交接和测试功能，例如用星形耦合器，采用波分复用或时分复用来分离不同通路。这种网络有许多优点，是目前采用较多的一种结构。由于 RDU将一些用户信息流复用后在一

36、根光纤中传输，所以能够做到光、电器件和传输媒介的共享，降低了每个用户的成本。此外，维护费用低，使用寿命长，易于扩容升级，业务变换更灵活，能充分利用光纤的带宽。而且容易与 B-ISDN 衔接，所以该结构被广泛应用。4、有源双星形结构它在中心局的 OLT 与用户之间增加了一个有源节点。中心局与有源节点之间共用光纤，利用时分复用(TDM)或频分复用(FDM)传送较大容量的信息，到有源节点处再换成较小容量的信息流，传到千家万户。其优点是灵活性较强，中心局与有源节点间共用光纤，光缆芯数较少，降低了费用。缺点是有源节点部分复杂，成本高，维护不方便；另外，如要引入宽带新业务，将系统升级，则需将所有的光电设备

37、都更换，或采用波分复用叠加的方案，这比较困难。本科生毕业设计（论文）13总之，有源双星形结构是一种经济的演进的网络结构，很适用于传输距离较远，用户密度较高的企事业用户和住宅居民用户区。特别是远端节点采用 SDH复用器的双星结构不仅覆盖距离远，而且容易升级至高带宽，利用 SDH 特点可以灵活地向用户单元分配所需的任意带宽。5、无源多星形结构这种结构保持了双星形结构馈线光纤容量共享的优点，虽然要在一个或多个位置进行无源分路，需要许多光分路耦合器，但此结构在光纤带宽方面的利用则更为有效。若有众多用户被收容在网络内时，网络初建费用将会明显降低。6、树形结构这种网络结构采用了较多的光分路耦合器，即光无源

38、分路器，因而也叫无源光网络，由于在交换箱（相当于远端局）和分线盒等位置采用光分路耦合器进行光功率（即光信号）分配，因此，光纤可以共享。此外，除了端局和用户终端之外不包括任何有源器件，因而，对带宽、波长和传输方法没有任何限制，但是树形结构保密性容易受损，用户侧收发设备较复杂。总之，这种结构十分适合那些目前仅有 4 线以上电话业务需求，而对双向宽带业务需求不迫切或不明朗的小企事业用户和住宅居民用户，特别是新建区。7、环形结构这种结构的所有节点都共用同一条公共链路，形成一个环型封闭回路，节点之间也可以双向传输。其优点是提高了线路设定的自由度和灵活性，环型结构的自愈功能大大提高了网络的可靠性。环型结构

39、的传输速率较高，价格较贵，在目前的接入网中应用不多。以上是光纤接入网的一些典型结构，而在实际的工作中，除了采用上述的网络拓扑结构外，还可使用有源和无源网络并用以及多种拓扑结构相结合，即所谓的混合结构网。这样做主要是根据客观实际需要而定。各种拓扑结构的性能比较：在这一节中我们较详细地介绍了光纤用户网的拓扑结构及主要性能。现在将其中最基本的四种结构，即总线型、星形、环形以及树形进行汇总性比较。并且，除了经济性外，偏重于网络的运转、维护、管理以及在发展过程中的适应性。现将比较结果结构示于表 2.1。表 2.1 各种拓扑结构的性能比较比较内容 总线形 星形 环形 树形成本投资（光缆与 低 最高 低 低

40、续表本科生毕业设计（论文）14电子器件）维护与运行 测试很困难清除故障所需时间长较好测试困难需光功率分配器和光网络单元安全性能 很安全 安全 很安全 很安全可靠性 比较好 最差 很好 比较好用户规模适于中等规模适于大规模适合于有选择性用户适于大规模新业务要求 容易提供 容易提供向每个用户提供较困难向每个用户提供较困难带宽能力 高速数据 基群接入视频 基群接入 基群接入和视频高速2.4 SDH 自愈网最简单的自愈网形式是自动线路保护倒换，基本原理是当出现故障时，自动把信息从工作通道倒换到保护通道，恢复业务的正常传送。其结构有两种保护方式：1+1 和 1+N。a.1+1 保护：1+1 方式采用并发

41、优收，即在发送端永久的把工作段和保护段相连接，而在接收端同时监控工作段和保护段上的信息。正常工作，从工作段下载信号；当出现故障时，从保护段下载信号。b.1+N：N=114。自愈网有一个保护段，N 个工作段（保护段由 N 个工作段公用，当其中任意一个工作段出现故障时，均可确保出现故障的工作段上的信息倒换到保护段。正常工作时，可将保护段用来传输额外业务，但一旦需要保护倒换时，额外的业务将随之丢失。2.5 OAN 的应用类型一般来说，从中心局的交换机输出的电信号，经过位于中心局的光终端设备光线路终端(OLT)变成光信号，经光纤传输后，到达用户附近的光终端设备光网络单元(ONU)，变换成电信号后，传至

42、用户设备。根据光纤向用户延伸的距离，即 ONU 所设置的位置，光纤接入网又有多种应用形式：（1）光纤到家，Fiber to the Home(FTTH)；（2）光纤到路边，Fiber to the Curb (FTTC)；（3）光纤到大楼，Fiber to the Building(FTTB)；本科生毕业设计（论文）15（4）光纤到办公室，Fiber to the Office(FTTO)；（5）光纤到楼层，Fiber to the Floor(FTTF)；（6）光纤到小区，Fiber to the Zone (FTTZ)；（7）光纤到电杆，Fiber to the Pole(FTTP)；（8

43、）光纤到邻里，Fiber to the Neighbourhood(FTTN)；（9）光纤到门，Fiber to the Door(FTTD)；（10）光纤到远端单元，Fiber to the Remote unit(FTTR)；其中最主要的是光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)和光纤到家(FTTH)这三种形式。FTTC 主要是为住宅用户提供服务的， ONU 设置在路边，即用户住宅附近，从 ONU 出来的电信号再传送到各个用户，一般用同轴电缆传送视像业务，用双绞线传送普通电话业务。FTTB 的 ONU 设置在大楼内的配线箱处，主要用于综合性大楼、远程医疗、远程教育及大型娱乐场所，为大

44、中型企事业及商业用户服务，提供高速数据、电子商务、可视图文等宽带业务。FTTH 是将 ONU 放置在用户住宅内，为家庭用户提供各种综合宽带业务，FTTH 是光纤接入网发展的最终目标，但是每一用户都需一对光纤和专用的 ONU，因而成本昂贵，实现起来非常困难。如图 2.6 所示。图 2.6 光接入网的应用类型2.6 V5 接口为了支持不同的业务，接入网可能需要不同的接口，而且其用户侧与交换机侧的接口可能是不对称的。随着光纤和数字用户传输系统的引入，数字业务的要求，AN 必须做到在本地交换机（LE）到用户终端（TE）之间实现透明的数字连本科生毕业设计（论文）16接，这要求本地交换机提供数字用户接入能

45、力，为此开发了本地交换机用户侧接口，通称为 V 接口，在 AN 中，用户侧为 Z 接口和 T 接口，交换机侧的接口为V 接口。它们的位置如图 2.7 所示。图 2.7 V 接口在接入网中的位置V5 接口根据速率的不同，分为 V5.1 接口和 V5.2 接口。V5.1 接口通过制定升级，可变为 V5.2 接口。V5 接口是 AN 与 LE 间的开放接口。V5.1 接口用一条2.048Mbit/s 链路连接 LE 与 AN。他所对应的 AN 不含集中器功能，它支持PSTN（包括单用户和 PABX）接入，ISDN 基本接入（ 2B+D） 。V5.1 在连接小规模的接入网时使用。V5.2 接口由多个（

46、最多 16 个） 2.048Mbit/s 链路支持，它对应的 AN 可含集中器功能，除支持 V5.1 接口的业务外，还可支持 ISDN 基群速率接入，即支持 30 B+D，或支持 ， 和 业务。上述接入类型对应0H12skbitn64的业务可以是按需或租用线路（永久或半永久） 。因此 V5.1 可以看成是 V5.2 的一个子集。一个 AN 可以有多个 V5 接口，每个 V5 接口可以连到一个 LE 或通过重新配置与另一个 LE 并联。属于同一用户的不同用户端可以用同一个或不同的V5 接口来配置，但一个用户端仅由一个 V5 接口所服务。2.6.1 V5 接口支持的业务V5 接口支持的业务包括：（

47、1）电话用户的接入支持一个模拟用户的接入，也支持用户交换机的接入。其中的用户信令可以是双音多频（DTMF）信号或者线路状态信号，并且对用户的附加业务没有影响。在使用用户交换机的情况下，也支持用户直接拨入功能。（2）ISDN 接入用户可以以 S/T 参考点的 2B+D 方式接入，也可以使用 T 参考点的 30B+D方式接入。B 通道的承载业务和补充业务均不受限制，D 通道的分组业务和补充业务也不受限制。（3）专线用于没有带外信令的半永久租用线路或者永久租用线路，可以是模拟用户，也可以是数字用户。半永久租用线路通过 V5 接口，永久租用线路旁通 V5 接口。本科生毕业设计（论文）172.6.2 V

48、5 接口的基本功能图 2.8 给出了 V5 接口的功能描述，它表示了通过 V5 接口需要传递的信息及所实现的控制功能。图 2.8 V5 接口功能描述但在推广应用 V5 接口时应注意如下几个问题：（1）V5.1 接口具有复用功能的特性，适用于数据租用线业务用户较多的地方。（2）V5.2 接口具有集成功能，适合在用户密集的地方采用，对于用户密度低的地方，宜采用 V5.1 接口。（3） 对于全部是模拟电话业务的情况，不一定要采用 V5 接口，但如引入ISDN 业务时，宜采用 V5 接口。（4） V5 接口的选用也要注意 AN 设备和技术，对于固定无线接入设备和HFC 设备，宜采用 V5.2 接口。（

49、5）在引入不同厂商的 V5 接口设备时，必须同时注意解决好 AN 的网管和维护问题，以保证全网的服务质量和服务水平不受影响。总之，V5 接口是国际电联为发展 AN 而专门制定的接口规范，它符合传输网络的表针及 AN 今后的组网发展趋势。实现统一的 V5 接口是实现向用户提供综合接入和引入多厂商竞争的关键。目前国内许多城市都在进行 V5 接口试验，接入方式包括有线和无线。国内一些主要交换机厂家都在积极开发 V5 接口，如：本科生毕业设计（论文）18贝尔的 S-1240 将提供 V5.1 接口；大唐的 SP30 交换机可提供 V5.2 接口；中兴ZXJ10 交换机可提供 V5.1 及 V5.2 接口；华为的 C&C08 交换机可提供 V5.2 接口。2.6.3 V5 接口设备组网通过开放的 V5 接口设备，LE 可以通过 AN 接纳各种接入设备。同一 AN 的多个 V5 接口既可以连接到一个 LE，也可连接到多个 LE；同一 AN 的不同用户端口既可指配给某一个 V5 接口，也可指配给多个 V5 接口。这不仅使得组网方式变得灵活，促使网络向着有线/无线相结合的方向发展，而且提高了网络的安全性与可靠性。目前 V5 接口主要组网方式如图 2.9 和图 2.10 所示。图 2.9 由局端处理的 V5 组网方案本科生毕业设计（论