FTTx PON技术与应用

第1章 光接入网技术基础 1

1.1 光通信基础知识 1

1.1.1 光通信的频谱 2

1.1.2 光通信系统中的主要术语 3

1.1.3 光纤通信系统的基本构成 5

1.1.4 光通信早期的复用技术 6

1.1.5 波分复用技术 7

1.2 接入网技术概述 8

1.2.1 基于双绞线的窄带电话接入网技术 10

1.2.2 宽带综合业务数字网 10

1.2.3 数字用户线接入技术 12

1.2.4 混合光纤同轴电缆接入技术 13

1.2.5 光接入网技术 14

1.3 小结 16

问题与思考 16

参考文献 16

第2章 PON技术基础 18

2.1 PON的概念和基本结构 19

2.1.1 PON的概念 19

2.1.2 PON的基本结构 21

2.1.3 光线路终端 23

2.1.4 光网络终端 23

2.1.5 光网络单元 24

2.1.6 PON数据流 24

2.2 PON中的主要无源光器件 26

2.2.1 PON所用的光纤光缆 26

2.2.2 光功率分路器 26

2.2.3 波长耦合器 27

2.2.4 PON中的光衰耗 27

2.3 实现FTTx的3种已经商用化的PON技术简介 28

2.4 PON标准化组织与开发情况介绍 30

2.5 小结 32

问题与思考 32

参考文献 33

第3章 PON中的光器件 34

3.1 PON中的光源 35

3.1.1 PON光源特性 35

3.1.2 FP和DFB激光器及速率调制 36

3.1.3 突发发射 38

3.1.4 光收发模块 39

3.2 光接收模块 39

3.2.1 光电检测器的类型 40

3.2.2 突发模式接收器 41

3.2.3 光接收器的性能表示 42

3.2.4 光检测器的噪声 44

3.2.5 光接收器的误比特率和信噪比 44

3.3 光功率耦合器 45

3.3.1 2×2耦合器 45

3.3.2 耦合器的性能 47

3.4 光分路器 48

3.4.1 光分路器的结构 49

3.4.2 光分路器的常用技术参数 49

3.5 波分复用器 51

3.5.1 薄膜滤波器型波分复用器 51

3.5.2 光栅型波分复用器 54

3.6 小结 55

问题与思考 56

参考文献 57

第4章 APON/BPON技术 58

4.1 ATM技术基础 58

4.1.1 ATM信元的概念 59

4.1.2 ATM的特点 60

4.1.3 ATM中的业务分类 61

4.2 APON/BPON技术概述 63

4.2.1 APON/BPON概述 64

4.2.2 APON/BPON的层次结构 65

4.2.3 APON/BPON的基本帧结构 65

4.2.4 APON/BPON的时隙 67

4.2.5 MAC协议的接入机制 67

4.2.6 APON/BPON对话音和数据业务的支持 68

4.2.7 APON/BPON对视频业务的支持 68

4.3 APON/BPON关键技术 69

4.3.1 动态带宽分配机制 70

4.3.2 APON/BPON测距 72

4.3.3 APON/BPON同步的实现 73

4.4 APON/BPON标准 74

4.5 小结 76

问题与思考 76

参考文献 77

第5章 EPON技术 78

5.1 EPON技术基础 78

5.1.1 EPON的基本结构 79

5.1.2 EPON的传输原理 80

5.1.3 EPON的基本帧结构 81

5.2 EPON对各种业务的支持 83

5.2.1 EPON对数据和话音业务的支持 83

5.2.2 EPON对TDM业务的支持 84

5.2.3 EPON对CATV业务的支持 85

5.3 EPON层次模型及其功能 86

5.3.1 EPON层次模型 86

5.3.2 EPON物理层 87

5.3.3 EPON数据链路层MPCP功能 89

5.4 EPON关键技术 90

5.4.1 EPON物理层关键技术 90

5.4.2 ONT/ONU的自动加入和注册 91

5.4.3 测距和时延补偿 92

5.4.4 EPON的动态带宽分配 93

5.5 EPON的增强特性 94

5.5.1 EPON的线路保护 94

5.5.2 EPON的信息安全性 96

5.5.3 EPON的OAM能力 98

5.5.4 TR-069管理方式 99

5.6 EPON标准介绍 100

5.7 小结 100

问题与思考 101

参考文献 103

第6章 GPON技术 104

6.1 GPON技术基础 105

6.1.1 GPON的系统结构 105

6.1.2 GPON的基本特性 106

6.1.3 GPON的光学特性 106

6.1.4 GPON的OLT结构、功能介绍 107

6.1.5 GPON的ONT/ONU结构和功能 108

6.2 GPON帧结构 108

6.2.1 GPON下行帧格式 109

6.2.2 GPON上行帧结构 111

6.2.3 GPON的GEM帧 111

6.3 GPON对各种业务的支持 112

6.3.1 GPON对数据、话音业务的支持 113

6.3.2 GPON对IPTV和VOD业务的支持 114

6.3.3 GPON对CATV业务的支持 115

6.3.4 GPON对TDM业务的支持 116

6.4 GPON关键技术 117

6.4.1 GPON的功率电平调整机制 118

6.4.2 GPON中应用的前向纠错技术 119

6.4.3 GPON的动态带宽分配 120

6.5 GPON的增强特性 121

6.5.1 GPON的QoS 121

6.5.2 GPON的信息安全性 122

6.5.3 GPON的保护倒换 123

6.6 GPON标准介绍 124

6.7 小结 125

问题与思考 126

参考文献 126

第7章 FTTx网络技术基础 128

7.1 FTTx概述 128

7.1.1 FTTx的概念和分类 128

7.1.2 光纤到交接箱(FTTCab) 130

7.1.3 光纤到楼宇/分线盒(FTTB/C) 131

7.1.4 光纤到户(FTTH) 132

7.1.5 实现FTTx的各种技术 133

7.2 FTTx网络拓扑及网络保护模式 134

7.2.1 树型网络结构及其网络保护 135

7.2.2 总线型网络结构及其网络保护 136

7.2.3 环型网络结构及其网络保护 137

7.3 FTTx 基于场景的应用 138

7.3.1 商业楼宇应用 139

7.3.2 智能小区应用 140

7.3.3 光纤到户应用 141

7.3.4 网吧应用 142

7.3.5 城市安全、视频监控项目应用 142

7.3.6 农村信息化应用 144

7.3.7 电力综合接入网应用 146

7.4 小结 147

问题与思考 147

参考文献 148

第8章 FTTx体系结构和总体要求 149

8.1 FTTx系统的体系结构 149

8.1.1 FTTx系统的基本功能模型 150

8.1.2 FTTx系统的业务支持能力与接口类型 151

8.1.3 FTTx系统的功能部件 151

8.2 FTTx系统的OLT和ONT/ONU设备 152

8.2.1 OLT的构成 152

8.2.2 OLT设备的功能 153

8.2.3 ONT/ONU的结构 154

8.2.4 ONT/ONU的类型 155

8.2.5 ONT/ONU的功能 157

8.2.6 OLT和ONT/ONU设备中用到的主要相关技术及协议介绍 158

8.3 FTTx系统QoS功能框架 162

8.3.1 FTTx光接入网QoS网络模型 163

8.3.2 FTTx光接入网中的QoS技术 164

8.3.3 QoS节点功能 165

8.4 FTTx系统的安全和认证功能 166

8.4.1 FTTx系统的信息安全要求 167

8.4.2 FTTx系统的设备安全功能 167

8.4.3 FTTx系统的业务安全功能 167

8.4.4 ONT/ONU及用户的认证 168

8.5 FTTx系统的网络管理功能 168

8.5.1 FTTx网络管理系统管理总则 169

8.5.2 FTTx网络管理系统基本功能 169

8.5.3 FTTx网元层网管 170

8.5.4 FTTx网络层网管 171

8.6 小结 171

问题与思考 172

参考文献 172

第9章 FTTx所应用的光纤与光缆 174

9.1 光纤概述 174

9.2 光缆概述 180

9.3 应用于FTTx网络中的光缆 182

9.3.1 FTTx光缆网络结构概述 182

9.3.2 FTTx网络对光缆的一般要求 183

9.4 FTTx配线光缆和馈线光缆 184

9.4.1 微束管室内室外光缆 186

9.4.2 Unitube型室内室外两用光缆 186

9.4.3 中心管式全非金属室内室外光缆 187

9.4.4 分支型室内布线光缆 187

9.4.5 束状室内布线光缆 187

9.5 FTTx入户光缆 188

9.5.1 室内“8”字布线光缆 189

9.5.2 管道型“8”字布线光缆 190

9.5.3 自承式“8”字布线光缆 190

9.5.4 柔性金属管光缆(铠装光纤尾纤/跳线) 191

9.6 小结 191

问题与思考 192

参考文献 192

第10章 FTTx网络设计 194

10.1 FTTx网络建设方案 194

10.1.1 商业用户FTTx建设方案 195

10.1.2 家庭用户FTTx建设方案 196

10.1.3 FTTx对旧有接入网的改造方案 197

10.2 FTTx ODN设计方案 197

10.2.1 ODN拓扑结构及组网设计原则 198

10.2.2 ODN无源光器件的选择 199

10.2.3 光分路器位置设计 199

10.2.4 光分路器的配置原则 201

10.3 FTTx PON线路方案 202

10.3.1 电信网络光缆层次结构 203

10.3.2 FTTx ODN线路设计 204

10.4 FTTx系统和设备方案 207

10.4.1 FTTx系统OLT设备组网原则 207

10.4.2 FTTx网络的带宽测算 208

10.4.3 FTTx网络的光功率预算 209

10.4.4 FTTx网络的VLAN和IP规划 212

10.4.5 FTTx网络的供电方案 212

10.4.6 FTTx的网管方案 213

10.5 小结 214

问题与思考 214

参考文献 215

第11章 FTTx工程设计及实施 217

11.1 FTTx工程OSP辅助设施 217

11.1.1 局端辅助设施 217

11.1.2 光缆分配点辅助设施 218

11.1.3 用户接入点辅助设施 218

11.1.4 用户终端辅助设施 219

11.1.5 光纤连接器 221

11.2 FTTx工程设计 223

11.2.1 FTTx工程基本规划(系统部分) 223

11.2.2 FTTx工程基本规划(线路部分) 224

11.2.3 FTTx入户光缆线路工程设计 225

11.2.4 FTTx中对不同建筑物的布线方案设计 227

11.3 FTTx工程的实施 228

11.3.1 FTTx光缆安装施工要求 229

11.3.2 FTTx光缆的敷设方法 230

11.3.3 不同建筑类型的楼内光缆布线方法 231

11.3.4 OLT和ONT/ONU设备的安装 232

11.3.5 不同场所中光分路器的安装方法 233

11.3.6 光纤终端的端接 235

11.4 小结 236

问题与思考 236

参考文献 237

第12章 FTTx系统测试 238

12.1 OLT、ONT/ONU线路光接口的特性测试 238

12.2 传送性能测试 243

12.3 功能验证 247

12.4 二层功能验证 249

12.5 系统多播功能及性能测试 252

12.6 系统可靠性测试 254

12.7 小结 256

问题与思考 256

参考文献 257

《FTTx PON技术与应用》循序渐进地介绍了FTTx PON技术的知识重点及其应用。全书共分为12章，介绍了PON和FTTx的基础知识、FTTx使用的光器件、FTTx体系结构和总体要求，以及APON/BPON、EPON和GPON这3种PON技术，并重点介绍了FTTx网络设计规划、工程安装、维护、测试方面的内容。
　　《FTTx PON技术与应用》内容全面，与实际工作密切相关，基本覆盖了FTTx从业者需要了解和掌握的各方面知识，可作为FTTx技术与应用的培训教材和技术手册供相关人员使用，也可用作工科院校通信专业高年级本科生、研究生和科研人员的教材或参考书。