光纖網(wǎng)絡(luò)是如何構(gòu)成的？

開(kāi)始的通信網(wǎng)絡(luò)基于模擬數(shù)據(jù)，并使用銅纜實(shí)現(xiàn)。然而，技術(shù)進(jìn)步越來(lái)越快，隨之所需的傳輸速率必然相應(yīng)地增加。如今，銅纜逐漸被現(xiàn)代的光纖所取代。

但是，光纖到底有哪些擴(kuò)展階段？光纖網(wǎng)絡(luò)將如何連接到現(xiàn)有的銅纜網(wǎng)絡(luò)？新的光纖網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)哪些技術(shù)？

光纖連接有哪些可擴(kuò)展的階段，FTTx是什么意思？

在大多數(shù)情況下，當(dāng)前以這樣的方式建立光纖網(wǎng)絡(luò)，即相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商從交換機(jī)向客戶(hù)的方向路由光纖網(wǎng)絡(luò)。因此光纖連接如何分布便出現(xiàn)了幾種情況。通用術(shù)語(yǔ)是FTTx。

FTTx包括以下擴(kuò)展階段：

• FTTC（光纖到路邊）
• FTTB（光纖到樓）
• FTTH（光纖到戶(hù)）

圖1：FTTx的形式：FTTC，F(xiàn)TTB和FTTH

什么是FTTC？

FTTC是用于描述直至路邊設(shè)備的光纖布線(xiàn)的術(shù)語(yǔ)，光纖終布線(xiàn)至路邊多功能機(jī)柜。在這一節(jié)點(diǎn)上，光纖技術(shù)的信號(hào)被轉(zhuǎn)換到銅纜上，直至到達(dá)相應(yīng)的用戶(hù)。這也稱(chēng)為混合網(wǎng)絡(luò)。這樣做的好處是，由于銅纜的長(zhǎng)度明顯縮短，因此可以傳輸更大的帶寬。

什么是FTTB？

將光纖引入建筑物中的房屋配線(xiàn)箱。從這一節(jié)點(diǎn)，將光纖信號(hào)轉(zhuǎn)換到現(xiàn)有的銅纜。這也是將來(lái)自光纖電纜的信號(hào)轉(zhuǎn)換到現(xiàn)有銅纜基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的地方。

什么是FTTH？

使用FTTH，可將光纖線(xiàn)路鋪設(shè)到用戶(hù)家中的用戶(hù)線(xiàn)路上。當(dāng)然，并不是每個(gè)客戶(hù)都會(huì)從中心局接入他們自己的光纖網(wǎng)絡(luò)。銅纜被電纜分配器或多功能機(jī)柜轉(zhuǎn)換或更換。

光纖網(wǎng)絡(luò)如何連接到現(xiàn)有的銅纜網(wǎng)絡(luò)？

在一部分中，對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的各個(gè)階段進(jìn)行了更詳細(xì)的研究。根據(jù)擴(kuò)展階段的不同，接入的光纜將連接到現(xiàn)有銅纜的一部分，或者通過(guò)調(diào)制解調(diào)器直接傳輸?shù)焦ⅰ?/span>

什么是多功能柜？

多功能機(jī)柜是新一代的有源電纜分配器。這些新的多功能機(jī)柜使在線(xiàn)技術(shù)離客戶(hù)越來(lái)越近。這縮短了通過(guò)較差的銅纜網(wǎng)絡(luò)到客戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆肪€(xiàn)，并允許傳輸明顯更高的帶寬。

圖2：多功能柜

接入的光纜和連續(xù)的銅纜之間的連接由光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）進(jìn)行，該單元位于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的多功能機(jī)柜中。在這里，信號(hào)被轉(zhuǎn)換可通過(guò)現(xiàn)有的銅線(xiàn)傳輸?shù)接脩?hù)。

圖3：光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）

媒體轉(zhuǎn)換器是如何工作的？

媒體轉(zhuǎn)換器是網(wǎng)絡(luò)中用于轉(zhuǎn)換不同傳輸媒體信號(hào)的設(shè)備。它們用于在各種連接電纜上（如雙絞線(xiàn)電纜、同軸電纜和光纖），將要從一種介質(zhì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過(guò)物理層轉(zhuǎn)換為另一種介質(zhì)。這樣，例如，可以通過(guò)雙絞線(xiàn)電纜實(shí)現(xiàn)更大的傳輸范圍。

圖4：帶有光纖SFP模塊的媒體轉(zhuǎn)換器

什么時(shí)候需要光纖調(diào)制解調(diào)器/路由器？

圖5：光纖調(diào)制解調(diào)器

對(duì)于諸如FTTC或FTTB的連接，不需要特殊的光纖調(diào)制解調(diào)器。可以在多功能柜（FTTC）中或直接在房屋連接①處進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

如果像FTTH一樣，將光纖電纜鋪設(shè)到客戶(hù)家中，則需要光纖調(diào)制解調(diào)器。在這種情況下，將光纜從房屋連接點(diǎn)布線(xiàn)到光纖插座②處。然后，相應(yīng)的光纖調(diào)制解調(diào)器③通過(guò)一根光纖電纜連接到該插座。路由器④通過(guò)LAN電纜連接到該路由器。（見(jiàn)圖5）

在各個(gè)光纖擴(kuò)展階段可以實(shí)施哪些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)？

由于光纖網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展和FTTx連接的各種方式，因此也可以使用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。這里有兩點(diǎn)特別值得一提：一方面是G.fast，另一方面是GPON。這兩種技術(shù)是新技術(shù)，通常基于光纖網(wǎng)絡(luò)。

什么是G.fast？

G.fast是新的DSL標(biāo)準(zhǔn)，是VDSL2的后繼產(chǎn)品。使用G.fast，可以在非常短的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)千兆范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率。對(duì)于傳輸，G.fast使用的頻率范圍比VDSL2高得多。VDSL2和超級(jí)矢量的帶寬為35 MHz，而G.fast使用106 MHz或高達(dá)212 Mhz。為了獲得這些帶寬，光纖網(wǎng)絡(luò)必須盡可能靠近客戶(hù)。合適的選擇是FTTB（光纖到樓）或FTTH（光纖到戶(hù)）。

表1：G.fast 106 MHz和212 MHz對(duì)比

什么是GPON，它如何工作？

GPON是橋接大距離的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。

圖6：GPON分配器和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

GPON（千兆位無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)）使用光纖電纜代替了以前使用的銅纜。使用GPON，取決于所使用的技術(shù)，下行傳輸速率可高達(dá)2.5 Gbit/s。GPON是共享媒體技術(shù)：這意味著可能的傳輸速率已分配給各個(gè)用戶(hù)。為此，使用了分光器。該分光器將輸入信號(hào)分配到32或64根光纖上，然后轉(zhuǎn)發(fā)給客戶(hù)。關(guān)于此方法的有趣之處在于，分光器的輸入信號(hào)平均分配給所有光纖。使用GPON，分光器是無(wú)源的，不需要自己的電源-因此，這些光纖的每個(gè)用戶(hù)都可以獲取相同的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分配是通過(guò)AES加密完成的。 由于這種加密，接收器無(wú)法解密輸入端的完整數(shù)據(jù)流，因?yàn)樗荒芙饷苷?qǐng)求的數(shù)據(jù)。

GPON和數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)一根或兩根光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果使用兩根光纖，則一根光纖預(yù)留給下行，一根光纖預(yù)留給上行。但是，也可以通過(guò)一根光纖實(shí)現(xiàn)下行和上行。在這種情況下，使用兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光傳輸。對(duì)于下行，波長(zhǎng)是1490 nm，對(duì)于上行，波長(zhǎng)是1310 nm。

概述

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化。光纖電纜可以在各種擴(kuò)展階段FTTx中鋪設(shè)至用戶(hù)。用戶(hù)使用的銅纜越來(lái)越短，可以使用諸如G.fast或GPON之類(lèi)的現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可將它們與高速下載和上傳結(jié)合在一起。