毕业论文 光纤技术再接入网中的应用.doc
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1、毕业论文光纤通信技术在接入网中的应用 毕业论文中文摘要题目: 光纤通信技术在接入网中的应用摘要: 信息产业是当今世界经济领域中最具有活力和竞争力的产业之一,它影响 着人类的生活方式和生活质量。接入网是用户网进入城域网/骨干网的桥梁。随着 SDH 技术的大规模推广应用和 ATM 技术的发展,电信网的主干网已经基本上实现 了光纤化、宽带化和数字化。本文首先对接入网技术做了概述。通过对定义、物理参考模型、接入技术、 发展趋势等相关内容的简要介绍,说明了光纤接入网是接入网技术发展的必然趋 势。然后,本文深入研究了铜线接入和光纤接入这两种接入网的接入技术,着重 研究光纤接入尤其是无源光网络(PON-Pa
2、ssive Optical Network) 和目前主流的FTTx (Fiber To The x) 。接着,本文对光进铜退的解决方案进行了阐述。主流 运营商的第一公里接入网络仍然主要以双绞线铜缆网络为主,为了满足日益增长 的带宽需求,实现光纤接入,现有的铜缆接入网就必须进行改造。关键词: 接入网 光纤通信 PON毕业设计外文摘要Title: 0otical fiber communication technology aoolication in access networkAbstract: Information industry is the world s economy the m
3、ost dynamic and competitive industries in the world,it affects the way people live and the quali ty of life. Access network is the user network access tometro/ backbone bridge. With the popularization and application of SDH technologyand large-scaledevelopment of ATMtechnology, telecommunications ne
4、twork backbone has been basically realized fiber,broadband and digital.Firstly,an overview of access network technology. By defini tion,the physical reference model,trends and other related content outline indicat ing the access network,optical access network is the inevitable trend of technological
5、 development. Secondly,this in-depth study of thecopper access and optical access to both the access network access technology, and focused on particular passive optical fiber access networks (PON - Passive Optical Network) and the current mainstream FTTx(Fiber To The x/some place) . Then,the paper
6、HLight of CopperH solutionfor specific research and analysis. mainstream operators first kilometer access networks are still largely dominated by twisted pair copper network, to achieve optical access, Finally,on the optical access network technologies are introduced,consistent with TMN requirements
7、 about the accessnetwork managementsystem structureand function, and therealization of the access network of network management.KEY WORDS:access network,optical fiber communication,PON23结致参目录盯光;光:柬语j考jj细川口一川语一川札川划细川口门Ttrl接川川问川主山川口接川盹加光川川光盹珊%明J2憎123附J川涧肌J服2技3谢踉叫jHJ涧出拍叫郎郎郎严且如吼叫川的的问网的扑蚓用它背术势介H)W定P去赚义务以
8、附如1时附刷陆方回C要uE类陆化构求哇OAd勺哇A哇-民A1-i1ttin1unibqQL1qi巧u1uiqqRAu巧uqqUUnAUy1 引言目前,光纤新技术不断涌现大幅度提高了光纤的应用能力,并不断扩大光纤 通信的应用范围,光纤通信技术的发展需要得到光纤材料、制造工艺等多项技术 的支持,光纤通信的发展是光纤、器件、系统三者彼此发展,共同促进的结果, 不同种类的通信光纤是为不同层次网络服务的,为了满足新的通信系统应用,光 纤研究人员应不断地开发出新型的通信光纤。目前,品种繁多的光纤层出不穷,不仅在光通信和光传感中占据着越来越重 耍的地位,而且在工业、电力、军事、航空航天、生物医学等方面也发挥
9、着越来 越重要的作用。随着 3G 网络的大规模建设、IPv6 的试用和建设、光进铜退战 略进一步实施,国内外对常规通信光纤的需求进一步高涨,光纤成为通信市场最 为紧俏的商品之一。因此,我们需要改进工艺,降低光纤成本,使光纤到户可以 尽快的在广大家庭中得到应用。1.1 接入网发展概述1. 1. 1 接入网简介 电信网包含了各种电信业务的所有传输及复用设备、交换设备,以为各种线路设施等。整个电信网按功能可分为 3 个部分,即传输网、交换网和接入网,它们的关系如图 1.1 所示。i I I自1.1电信网功能模型1.1.2 接入网的定义 整个电信网从地理上可以分成三部分,即核心网(CN)、接入网(AN
10、)和用户驻地网(CPN),如图 1.2 所示。其中核心网包括长途网(长途端局以上部分)和中继网 (长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分)。CPN: 用户驻地点 UNI: 用户网络接口 SNI: 业务节点接口国 1.2 电信网的基本组成接入网是电信网的一个组成部分,负责将电信业务透明地传送到用户,也就 是说用户通过接入网的传输,能灵活地接入到不同的电信业务节点上。近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、 数字化和宽带化。同时,随着 IP 业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得 用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求 已经成为不可
11、阻挡的趋势。1. 1. 3 接入网的业务 接入网的业务接入有两类:一类是支持单个业务的业务节点,另一类是支持一个以上业务的业务节点,即组合业务节点。业务接入点可提供的业务归纳起来可分为四类,如表 1.1所示。表 1.1 接入网业务及其带宽类型业务带宽类型业务带宽峰值平均值峰值平均值千人?互 式 业 务电话会议电话 可视电话 图像监视 可视会议 语音邮政 图像邮政 字符式公文邮政 图像式公文邮政 混合式公文邮政3站在bit/s32如1bit/s2 Mbit/s2 Mbit/s2 Mbit/s321在bit/s34Mbit/s80Mbit/s4 Mbit/s2 肌1bit/s12Mbit/s12M
12、bit/s1 Mbit/s1 Mbit/s1 Mbit/s12Mbit/s101也1的101岛 it/s2 沁1bit/s0.5Mbit/s交互式业 务文档转移CAD/CAM1 Mbit/s10 Mbit/sO.lMbit/s1Mbit/s检索 业务音UI句检索国像检索 数据检索 混合检索1.4Mbit/s34 Mbit/s11在bit/s2 Mbit/s0.5如1bit/s10 Mbi的O.lMbit/s0.5Mbit/s闭路分配 业务闭路音响分配闭路图像分配 闭路公文分配1.4Mbit/s34 Mbit/s2 Mbit/s0.5 Mbit/s10 Mbit/s0.5 Mbit/s可视图文1
13、 MbitJsO.IMbitJs广播 式分 配业 务广播式音响分配广播式图像分配1.仙也itJs34 MbitJs0.5 MbitJs10 MbitJs可见,接入网承担的业务范围很广泛,是实现多媒体通信的关键网络之一,是实现未来信息高速公路的基本设施和重要网络。由于用户类型不同,所需要的 业务也各不相同。大企事业用户,主要是高速数据、会议电视、可视电话等宽带 用户,而住宅用户则主要是电话和广播式图像分配业务,如有线电视 (CATV) 以及 一些窄带综合数字网业务 (N- ISDN) 。此外,正在迅速发展的高清晰度电视 (HDTV) 也是人们普遍注意的方向。1.2主要接入网技术接入网技术种类繁多
14、,根据传输媒质的不同可将其分为铜线接入、光纤接入 和无线接入三大类。1.2.1 铜线接入目前,铜线接入主要有高速 DSL卧(rSL- High- Rate Digital SubscriberLoop) 、非对称 DSL(ADSL- Asymmetric Digital Subscriber Loop) 、超高速DSL(VDSL- Very-High-Bit-RateDigital Subscriber Loop)ISDN-DSL(Integrated Services Digital Network-Digital Subscriber Loop) 、 速率自适应 DSL(Rate Adap
15、tive Digital Subscriber Loop) 等技术。由于电话网 己非常普及,电话线已居全世界用户线的 90%以上,对于具有铜线资源的通信网 络,基于铜线的宽带技术作为接入网的一种选择。1.2.2 光纤接入 光纤接入网是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。接入网光纤化有很多方案,有光纤到路边(F盯C- Fiber To The Curb)、光纤到小区 ( FZ- FiberTo The Zone )、光纤到办公室(FTTB- Fiber To The B山lding)、光纤到楼面 ( FTTF-Fiber To The Feeder )、光纤到家庭(盯回-Fiber To T
16、he Home)。采用 光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势,尽管目前各国发展光纤接入网的步伐各 不相同,但光纤到家庭是公认的接入网发展目标。1.2.3 无线接入无线接入技术可以分为移动接入和固定接入两大类。与宽带接入方式相比, 虽然无线接入技术的应用还面临着开发新频段、完善调制和多址技术、防止信元 丢失等方面的问题,但无线接入的最大特点是无需敷设线路、建设速度快、初期 投资小、安装灵活、维护方便等。对于没有有线资源的通信网络而言,为了能够 尽快提供接入服务,无线接入特别是固定无线接入技术将有可能成为选择对象。1.3 接入网的发展趋势从目前的接入网的发展情况看,主要有下面几种情况:(1) 光纤接
17、入网(含光接入网技术)是接入网技术的发展方向 有线接入网在接入网中处于主体地位。全光接入网技术,即光纤到桌面、光纤到家,随着用户对带宽需求的不断增加,将得到不断的发展。与传统的用户网 相比,光纤网络有很多优点,两者的特点如表1.2所示:表1.2 传统用户网与光纤网的特点比较传统用户网光纤网络用户网局域受限制且仅为窄带业务从窄带到宽带提供多种业务宽带业务传输能力差建设适宜未来需要的通信基础设施统一的网络/一样的可靠性实现灵活的、高可靠性的网络结构设备庞大,维护使用效率差进一步提高网络的维护和使用效率经济性差实现降低总成本的网络结构(2) 综合接入网技术是接入网技术发展的方向综合接入网设备同时具备
18、普通电话 POTS(Plain 01d TelephoneService)、综合 数字业务 ISDN、数字数据 DDN(Digital Data Network)、IP(Intemet Protocol)等业 务的接入功能,既能降低网络建设成本,又方便网络的统一维护。以后的综合接入网设备将能同时提供各类宽带和窄带业务的接入。(3) 以 ATM 技术或以太网技术为基础的无源光网络以 ATM 为基础的无源光网络(APON)代表了宽带接入技术的发展方向之一, 其优势在于它结合了 ATM 多业务,多比特率支持能力和 PON(无源光网络)透明宽带传输能力,业务的接入非常灵活。其提供的业务范围从具有交互性
19、的图像分配业务到数据传送、局域网互联、透明的虚通道等。 (4) 无线接入是接入网的一个重要组成部分 就目前无线接入技术和设备而言,能提供电话业务和低/中速数据业务的系统主要有 CDMA(Code-Division Multiple Access)系统(19GHz 频段)、S-CDMA 系统 (1.8GHz 频段)、个人手持式电话系统 PHS- Personal Handy-phone System(19GHz 频段)、数字增强无绳通信 DECT-Digital Enhanced Cordless Telecommunications 系统及 450MHz模拟系统等:能提供电话、64kbit/s
20、 数据和 ISDN 等综合业务的综 合接入系统有微波点到多点通信系统;能提供音频、数据和视频的宽带无线全业务 接入系统有局域多点分布式系统(LMDS)等。(5) 铜缆技术的更新从技术发展来看,首先现有的铜缆接入网必须改造,以 xDSL(ADSL、HDSL、 VDSL 等)数字用户线系列技术为代表的铜缆接入技术是一种重要改造手段:盯C 系统和非对称 CableModem 则是改造现有 CATV 网的实验性方案;但从发展来看, 光纤接入,特别是宽带光接入辅以无线接入手段将占主导地位。但是,从目前我国接入网的发展情况来看,ADSL 技术在未来几年还将占居 主流地位,并且向 ADSL2+方向发展,VD
21、SL 也将会得到局部应用。(6) 内置 SDH 接入网内置 SDH 接入优势在以下几方面:兼容性强:完善的自愈保护能力,增加网 络可靠性:借助 SDH 的大容量、高可靠性,可组成中继传输与接入的混合网;而 向网络发展的升级能力:网络操作、维护、管理功能(OAM)大大加强: 有利于向 宽带接入发展。SDH 利用虚容器(VC)的特点可映射各级速率的 PDH,而且能直 接接入 ATM 信号,因此为向宽带接入发展提供了一个理想的平台。2 光纤通信2. 1 光纤通信简介2. 1 . 1 光纤通信的概念光纤通信是利用半导体激光器(Laser Diode,LD ) 或半导体发光二极管( LED )作为光源器
22、件,把电信号转换成光信号并将其精合进石英(或塑料光纤中进行传输,在接收端使用半导体检测器件检波器),如雪崩光电二极管 C APD ) 或光电二极管 C PIN) 等,将光信号再还原为电信号的一种通信方式。2.1. 2 光纤通信的优点光纤通信之所以发展迅猛,这与光纤通信技术所具有的巨大技术优势和潜力, 以及其巨大的经济效益和社会效益是分不开的。光纤通信最直接、最基本的优点可以从经济和技术两个方面看。1.经济优势频率资源丰富,通信容量大。无中继通信距离长。节约铜(铝和铅。抗干扰能力强,保密性能好。光缆耐腐烂,重量轻,体积小。2.技术优势 除了上述的基本优点外,数字光纤传输系统与传统的传输方式相比,
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