家庭宽带技术探讨

[摘 要] 网络技术突飞猛进的发展是信息时代的一大特征，在这样的背景下人们对于信息化的需求越来越迫切，因此，宽带逐步进入了人们的家庭，成为生活必不可少一部分。

宽带技术到底是如何实现的呢？光纤到户的组网结构又是怎样的呢？各种组网方式又有什么利弊呢？接下来我们需要对此进行深入的探讨。

[关键词] 宽带接入网 电信企业

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：

1. 家庭宽带技术基础

1.1 GPON技术

东莞电信业对新小区广泛采用GPON技术实现光纤到户，下面对PON技术结构和GPON技术进行简单介绍。

PON（Passive Optical Network：无源光纤网络）是指光配线网中不含有任何电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），一级一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONUs）。在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。PON技术使得维护简单，可靠性高，成本低，而且能节约光纤资源，是FTTH的主要解决方案，目前主要技术有EPON和GPON。

PON网络主要有3部分构成，OLT（光线路终端），ODN（光分配网络）和ONU（光网络单元）。OLT在局端将主干网汇聚，然后通过主干光纤将信号发送出去，ODN的主要组成部件是分光器，分光器按照一定比例将主干光纤分到用户。用户端设备为ONU，为用户终端节点。下面分别介绍这3个组成部分。

1.1.1 OLT

OLT是无源光网络中的局端设备，是一个对业务提供平台，同时支持IP业务和TDM业务，放置在城域网边缘或社区接入网出口，收敛接入业务并分别传递到IP网。OLT可以向ONU（光网络分配单元）以广播方式发送以太网数据；发起并控制测距过程，并记录测距信息；为ONU分配带宽，即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小。无源光网络组网灵活，下联半径20公里范围内处于业务接入点的多个终端，构成系统网络，该系统可支持多种业务模式，适应多种工作环境。

OLT除了提供供业务汇聚的功能外，还是集中网络管理平台。在OLT上可以实现基于设备的网元管理和基于业务的安全管理和配置管理。不仅可以监测、管理设备及端口，还可以进行业务开通和用户状态监测，而且还能够针对不同用户的QoS/SLA要求进行带宽分配。OLT一方面将承载各种业务的信号在局端进行汇聚，按照一定的信号格式送入接入网络以便向终端用户传输，另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入各种业务网中。

按照功能OLT可分为三部分：核心部分，包括汇聚分发、业务处理和ODN适配功能；业务部分，提供业务接口功能，包括接口适配、接口保护等，以及在需要时具有特定业务的信令处理和媒质传输制式的转换功能；公共部分，包括供电与OAM功能。

1.1.2 ODN

ODN是基于PON设备的FTTH光缆网络。其作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道。从功能上分，ODN从局端到用户端可分为馈线光缆子系统，配线光缆子系统，入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。

ODN下行（OLT到ONU）波长1490nm，承载语音和数据信号，上行（ONU到OLT）波长为1310nm，承载语音和数据信号，下行还可以使用15501nm的波长，用于承载CATV视频信号。

在FTTH发展中，接入层需要新建一张巨大的光纤分配网络，即ODN网络。ODN网络建设成本高昂，最高可占总体投资的50%-70%，是FTTH投资的重点。同时，ODN也是FTTH管理的难点。首先它相比铜线简单的P2P结构，ODN多采用P2MP拓扑，网络中的接续节点多，网络管理复杂。其次，光纤比铜线敏感，更容易受损。因此，对ODN进行高效的建设、运营和维护至关重要，需要一套智能、准确的管理解决方案，确保ODN网络得到充分利用，有效保护长期投资。

1.1.3 ONU

ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。一般把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光网络单元。

ONU选择接收OLT发送的广播数据，响应OLT发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整，对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向发送。

2. GPON技术在家庭宽带中的应用

目前电信业的宽带接入方式主要以FTTH为主，FTTB为辅，两者比例大概为12：1。

2.1 FTTB和FTTH

2.1.1 FTTB概述

FTTB，即Fiber to The Building（光纤到楼），它是利用数字宽带技术，光纤直接到小区里，再通过双绞线（超五类双绞线或4对非屏蔽双绞线）到各个用户。

FTTB采用的是专线接入，无需拨号，安装简便，客户端只需在计算机上安装一块网卡即可进行24小时高速上网。FTTB提供最高上下行速率是100Mbps（独享）。

FTTB是FTTX+LAN的一种网络连接模式，意即光纤到楼，是一种基于优化光纤网络技术的宽带接入方式，采用光纤到楼，网线入户的方式实现用户的宽带接入，我们称为FTTX+LAN的宽带接入网（简称FTTB）。

FTTH就是光纤进入每家每户，提供的带宽是ADSL的100倍。光纤具有寿命长，无干扰， 带宽几乎无限的优点，是铜线技术所无法比拟的。FTTH是实现话音、视频、数据三网合一最好的解决方案。

2.1.2 FTTH概述

FTTH：FTTH（Fiber To The Home ），顾名思义就是一根光纤直接到家庭。具体说，FTTH是指将光网络单元（ONU）安装在住家用户或企业用户处。 FTTH的显著技术特点是不但提供更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等要求，简化了维护和安装。

FTTH的优势主要是有5点：第一，它是无源网络，从局端到用户，中间基本上可以做到无源；第二，它的带宽是比较宽的，长距离正好符合运营商的大规模运用方式；第三，因为它是在光纤上承载的业务，所以并没有什么问题；第四，由于它的带宽比较宽，支持的协议比较灵活；第五，随着技术的发展，包括点对点、1.25G和FTTH的方式都制定了比较完善的功能。

将光纤直接接至用户家，其带宽、波长和传输技术种类都没有限制，适于引入各种新业务，是最理想的业务透明网络，是接入网发展的最终方式。

虽然现在移动通信发展速度惊人，但因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求性能相对占优的固定终端，也就是希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它具有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。

FTTH+以太网比ADSL（ADSL再拨号的时候会建立最高理论8Mbps的下载带宽，这个带宽是永远不会改变的。不过实际上由于ADSL的噪声检测机制如果线路情况不好那么一开始建立的连接显然不可能达到理论值，可能最后是5Mbps，这个带宽也是不会改变的。）和ISDN（欧洲普及的电话网络形式）的传输速度快多了。

3.结论

“十二五”规划中称道，新一代信息技术产业是国家确定加快培育和发展的7大战略性新兴产业之一，我国明确提出“加快建设宽带接入网”的要求。

宽带网络是信息社会的基石，在国民经济建设中发挥着先导作用。受市场需求以及新技术的影响，光纤到户成为我国通信领域未来主要发展目标之一。在宽带网络飞速建设发展的今天，如何维护宽带网络，将成为我们要密切关注的另一个课题。