光纤接入网规划设计

光纤接入网规划设计

摘要：

关键字：接入网 光纤接入

接入网（AN）是电信的重要组成部分，用户接入网直接连接到千家万户，是整个网络的最低层，也被称为信息高速公路的最后一公里，因此，接入网成为目前人们关注的焦点。目前，接入网正朝着能提供数据、语音、图象的方向发展，做好接入网的规划和建设是当务之急。本文首先介绍了光纤接入网的定义、定界、特点、拓扑结构，然后介绍了它的发展状况，最后通过分析本地区的接入网，做出具体的光纤接入网的规划和设计，并对设计方案的选择、网络的构造、今后的发展做出了分析，并提出了接入网建设中存在的问题及解决方法。

ABSTRACT：

KEYWORDS: access Network(AN),Fibrical Access

Access network(AN)is one important part of telcommunication network.It is directly connect to all the home and laying in the network. So it is called the lastest one kilometer of information infrastruction high way. Therefore,the AN is the focus of all the network. Recently ,the AN is developing in data, voice and video services.Currently, It is very important thing to cope with the plans and constructions of AN. In this paper, I introduce all the technologies of AN, and the plans and construction of fiberic AN.

第一章 概述

自我国1997年1月以来，光纤接入网在全国各地得到了蓬勃发展，全国341个本地网中有320个本地网建设了光纤接入网。光纤接入网的迅猛发展为提高国家信息化水平作出了积极的贡献。光纤接入网在实现国家信息现代化过程中起着越来越重要的作用，是现代通信网不可或缺的组成部分。现代通信网基本实现了基于光纤的骨干网的传输和交换，而接入段仍然是制约现代电信网进一步发展和完善的“瓶颈”，因此，要建设国家信息基础结构（NII），接入网是关键。接入网技术的发展，将导致通信信息网的巨大变化，即语音、数据、图像等各种信息业务综合一起传送，实现资源共享，逐步优化通信网络，大大提高网络效益。

1.1接入网的概念

一、接入网的定义与定界

接入网（AN）是业务接点（如本地交换机、有线电视中心??..）与最终用户之间的连接网络，他是国际电联为了适应电信业务的数据化和宽带化的发展趋势，充分利用资源，即着眼于经济性又对未来技术进步性和业务发展的适应性，综合考虑本地交换机（IE）、用户终端设备，通过一组有限的标准化接口，将各种业务接入到业务接点而提出的。

接入网通常包括用户线传输系统，复用设备或用户网络/终端设备。它在电信网中的位置如图1.1所示

UNI SNI SNI UNI 接入网 核心网 接入网 UNI：用户网络接口 SNI：业务接点接口 核心网：交换网+传输网

图1.1接入网在电信网中的位置

二、接入网的物理模型如图1.2所示：

三、接入网的特点

目前接入网一般以双绞线接入为主，由于其地理分布及技术特点具有以下特点： 1） 业务密度低

核心网是高密度互连的网络，可以应付很高密度的业务需求。通常他的话务量是很高的，而接入网的话务量却相对较低，从统计结果来看，接入网的电路占用率锹核心网的电路占用

率低的多，因而，该网络的经济效益就很差。 2） 缺乏规模经济，成本较高

核心网的成本至少有成千上万个用户来分担，即便采用复杂昂贵的设备也能达到规模经济，迅速收回投资，而接入网则相反，用户接入线由个别用户专用，对成本特别敏感，难以由很多用户共享，而且用户较为分散，投资成本就高，回收周期就长。 3） 技术演进迟缓

众所周知，在过去的几十年间无论是交换设备还是传输设备有已经经历了几代的更新，然而传统的接入网技术已经使用了近一个世纪，现在才刚刚开始变化。

1.2、接入网的接口

接入网具有以下三种接口 业务接点接口（SNI）：具有对交换机的模拟接口（Z接口）、数字接口（V接口），对接点机的各种数据接口以及针对宽带业务的各种接口。 用户网络接口（UNI）：具有模拟电话接口、N-ISDN接口、B-ISDN接口、各种数据接口和宽带业务接口。

Q3接口：是电信管理网和电信各部分的标准接口，AN作为电信网的一部分，也应通过Q3接口和管理网相连，使电信管理网能对其管理。 1.3、接入网的网络拓扑结构

宏观地看接入网的基本拓扑结构有四种：星形、树形、总线形和环形。 1） 星形结构：

此类结构适用于传输距离较远，用户密度较高的企事业单位和居民用户区。 2） 树型结构

该结构的一种典型形式就是无源光网络（PON），他通过光纤和光分路器等无源器件将信

号分送至用户，PON的外部现场没有有源设备，使网络对传输设备的制式、带宽和传输方法没有限制，适于引入新业务，并减少了维护工作量。但其广播式的结构使其上行速率受到限制。

环行结构利用分插复用器可以构成可靠性很高的自愈环行网，其中单向倒换环最适合这样业务量集中于端局的情况。她的网络可靠性高，利用SDH的同步复用和软件可实现灵活动态地安排业务，故障排除，适用于任何宽、窄带业务。

第二章 接入网的发展状况

2.1、接入网的业务和市场

迄今为止，我国的主要业务仍然是电话，约占总业务量的70%左右，因而目前接入网的主要目标仍然是针对电话业务的，但其近期和中长期所要支持的业务如下表2.1所示：

小型企事业单位和居民用户的宽带业务 近期 点播电视(VOD) 交互试图像游戏 交互式图像业务 远程教育 多媒体库 中长期 广播电视 事务业务 目标型广告 图像信箱业务 可视电话业务 大型企事业单位的宽带业务 高速数据业务,包括以太网,光纤分布式数据接口(FDDI)光纤通路系统,交换式多兆比数据业务(SMDS),帧中继(FRS)和异步传递模式(ATM)等.会议电视业务 表2.1接入网的业务需求表

管理体制开始改革并逐渐深化，电信市场也逐步放开，新的运营者不断加入，中国电信业的竞争逐渐拉开序幕，而且在今天的电信格局正发生一次深刻的历史行的改革。如果说过去电信和通信概念之间有很大的差异，那么今天，它们之间的差异已很小。新电信已不是电话通信，而是多媒体通信。因为话音、数据和图象通信都在数字化，而一切可以抽象描述和

表示的内容正在分组化。当然这种改革首先是市场驱动的。与此同时，中国电信不分领域的竞争日趋激烈。接入网历来是网络运营商和业务提供者以及不同网络运营者之间竞争的焦点。总的看来，主要竞争焦点是两大电话公司与有线电视公司的竞争，以及有线技术和无线技术的 竞争。

2.2、接入网应用与发展

目前，全球范围内接入网的发展趋势是宽带化和无线化。近期最为突出的 特点是宽带化，采用光纤接入或对现有铜线进行升级改造。同时无线接入在接入网中所占的比重逐渐增大，预计在未来的10-15年内有可能与有线用户持平。我国的接入网建设方兴未艾，市场潜能是巨大的。推进接入网建设，意味着推进光纤进一步推向用户，可以方便地引入新业务。也易于向宽带过度，随着通信信息技术的进一步发展，接入网必将自成体系，独立发展，为接入网骨干网网络体系中做重要的组成部分。 1、XDSL陆续投入商用

当前世界各国的运营公司为了利用现有用户线资源，正在积极开展铜线接入技术，包括ADSL、HDSL和VDSL等，统称为XDSL技术，现已投入商用。 2、HFC持续发展

在宽带数据业务领域，传统的电信运营公司面临来自有线电视公司的挑战。有线电视的HFC网络在传送电视信号的同时，可以传送高达10Mbit/s的数据。由于有线电视网的普及率很高，潜在的用户数目非常可观。美国1997年已有20%的有线电视网改造成双向传送网，1997年底已经达到60%以上。 3、光接入的发展方向

XDSL技术和cable modem是目前提供快带接入的基本方案，但这两种技术都有不足之处，当用户需要几十或几百兆带宽时，就无法满足。因此他们只是宽带接入的过度方案，接入瓶颈问题的最终解决方案是光接入网（OAN）。 4、DWDW将进入接入网

由于用户对快带的需求不断提高，密集波分复用（DWDW）正在由网络核心向终端用户推进。本地网正在从TDM业务向新一代公众网演进。新一代公众网将通过协议或基于分组的基础设施传送大量的各种业务，这样的网络具有高度扩展性和无限的透明带宽。

随着技术的发展，千兆以太网逐渐进入家庭。2001年初加拿大提出了G比特到家庭网络，该网络最初只提供INTERNET服务，在话音和图象业务能够被经济有效的转移到GITH网络以前，用户可以继续利用现有的电话和有线电视网获得话音和视像业务，因此费用远远低于FTTH（如表2。2所示）

表2.2 几种接入方式成本的比较 接入技术 FTTH HFC GITH POTS 每个用户连接的成本（美元） 1500~3000 1200~1500 900~1000 600~900 2.3、我国光纤接入的现状

1）光纤接入网市场国产设备唱主角

光纤接入网的市场有别于传统的交换机市场，国产设备由于起步早、改进快等特点，在接入网市场上占据了绝对优势。到目前为止，有近20个国内外厂家的接入网设备获得信息产业部的入网许可证，其中ZXA10和HONET两种产品的市场占有率就达到93%左右。

2）接入网的覆盖率很高

全国已经有约320多个本地网建设了接入网，覆盖率达到全国341个本地网的95%，西藏和香港也不同规模地应用了光纤接入网。 3）各省市的接入网建设量差别较大

据初步统计，在已经建设的4300万线接入网中，广东、山东、河南、江苏、浙江、辽宁、安徽和河北等省的建设量较大，8个省共计2200万线，超过了总量的一半以上，而低于60万线的有北京、黑龙江等10个省市。 4）无线村地环路日益萎缩

前几年为了解决偏远地区和农村地区的电信服务，无线本地环路获得了较大的发展，但随着电信的分营和企业化运作，中国电信的投资转移到以城市为重点，这在很大程度上限制了WLL系统在农革的推广，建设量也在逐年减少。

2．4光纤的选择

目前可选择的光纤类型有G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤及大有效面积光纤。G.652光纤是目前已大量敷设，在1.3um波段性能最差的单模光纤，该光纤设计简单、工艺成熟、成本低。但这种光纤工作在1.55um波段时，有+17PS/km.nm左右的色散，限制了高速率系统的传输距离。G.653光纤只适合于1.55um单信道传输系统，对WDM系统，四波混频效应严重。适合于WDM系统的光纤选型是G.655和大有效面积的非零色散光纤。ITU-T关于光纤的规范如下表所示。

光纤种类性能参数 模场直径 2~20m长跳线光缆截止波长 零色散波长 零色散斜率 G.652光纤 8.6~9.5um 1260nm 1300~1324nm 0. 093 ps/(nm^2.km) G.652光纤 7~8.3um 1270nm 1500~1600nm 0. 085 ps/(nm^2.km) G.652光纤 8~11um 1480nm ------------- ----------- ------------- G.652光纤 9.5um -------- ----------- 0.1 ps/(nm^2.km) ----------- 最大色散系数3.5nm.km （1.3um波段） (1288~1399nm) ---------- 3.5 ps/nm.km 0. 1~6.0 1. 0~6.0 最大色散系数 20 ps/nm.km ps/nm.km （1.5um波段） (1525~1575nm) (1525~1575nps/nm.km m) (1530~1565nm) (1530~1565nm) 包直径 典型衰减系数 （1310nm） 典型衰减系数 （1550nm） 125+或-2 um 0.3~0.4dB/m 0. 17~0.25 dB/km 125+或-2 um 125+或-2 um ----------- 0.19~0.25 dB/km ------------- 0.19~0.25 dB/km 125+或-2 um ------------- 0.19~0.25 dB/km ITU-T有关光纤的主要规范

接入网中使用的光缆仍将采用目前广泛使用的1310nm窗口性能最佳的光纤，即G.652光纤。目前有关单位（武汉邮电科学研究院、邮电部第五研究所）正在制定有关接入网用光纤带光缆的相关技术规范，包括骨架式、层绞式、中心束管蔚蓝色光缆，最

大光纤芯数为800至1，200。

光缆芯数的取定可遵循以下原则：重要用（主要包括金融、商贸等综合性大楼）按八至12芯考虑，其中初期使用两芯，设备扩容升级考虑两芯，CATV预留一芯，剩余纤芯留作备用或作为FTTO的馈线光纤；居民区按户数考虑光缆芯数，每500户布放八至12芯，其中初期使用两芯，设备扩容升级预留两芯，剩余光纤留作备用或作为FTTH的馈线光纤。另外每1，000户还需考虑CATV用光纤一芯。

2．5、未来光纤接入网的发展方向

1)宽带化和综合化

宽带接入是市场发展的总体趋势，光纤入户将是宽带接入的必然。xDSL、双总线综合接入等作为完全光纤接入的过渡技术，将在未来几年内扮演宽带接入市场的主角。未来的接入网要实现单一平台上宽窄带多种业务的综合接入，实现业务与网络的分离，即要进一步向宽带化和综合化的方向发展。同时光纤接入网也要能够灵活支持与其它接入方式的联合组网。 2)向下一代网络（NGN）的演进 从技术发展上来看，传统的电话网、数据通信网以及有线电视网三大行业的技术差别正在逐步消失，技术的融合将进一步引发网络融合、业务融合及产业融合。下一代网络（NGN）是可提供包括话音、数据和多媒体等业务的综合的、开放的网络。其发展趋势可概括为：网络设备构件化、网络互通网关化、接入技术多样化、网管一体化、终端智能化、业务交换控制功能分离和核心网络分组化。

NGN在未来通信网中占据主导地位后，光纤接入网也将随着融合到下一代网络当中。光纤接入网应该是一个不断发展、不断革新的开放体系，接入网设备可以通过相应的信令网关和中继网关将窄带业务接入到NGN网络中，通过宽带数据网关将宽带业务接入到NGN网络中.

第三章 接入网涉及的各种技术

3.1、接口技术

接入网依赖于各种接口将各种类型的业务从用户端接入到各个电信业务网，在不同的配置下，接入网有不同的接口类型。接入网的两侧有两种接口，用户侧是用户网络接口（UNI），她支持各种业务的接入，对不同的业务采取不同的接入方式，对应不同的接口类型。接入万能感的业务侧是业务接点接口（SNI）。是不同的用户业务能与交换机相连。

3.1.1 V5接口的基本概念

本地交换机通常以Z接口连接用户线，随着光纤和数字用户传输系统的引入，如继续采用Z接口将增加的A/D变换次数，这样既增加了传输损耗，也很不经济。而数字业务的发展，要求从TE到LE之间应是透明的数字连接，这就要求数字交换机提供数字用户接入能力，为此开发出了本地交换机用户侧数字接口，统称为V5接口。V5接口在接入网中的位置如图所示：

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