光纤接入广域网拓扑结构设计
这种结构的突出优点是可实现网络自愈,即无须外界干预,网络即可在较短的时间里从失效故障中恢复所传业务。缺点是连接性能差,因为也是共享传输介质的,所以通常适用于较少用户的接入中;而且故障率较高,故障影响面广,只要光纤环一断,整个网络就中断了。
3.星型结构
这里所说的星型结构与局域网中所说的"星型结构"也是一样的,不过此处强调的是传输介质为光纤,而并非通常所说的双绞线。在这种星型结构的光纤接入网中,各用户终端通过一个位于中央节点(设在端局内)具有控制和交换功能的星型耦合器进行信息交换。它属于并联结构,不存在损耗累积的问题,易于实现升级和扩容;各用户之间相对独立,业务适应性强。但缺点是所需光纤数较多(第用户单独一条),成本较高;另外,由于在这种结构中,所有节点都需要经过中央节点的数据交换才能与中继网络连接,所以中央节点的星型耦合器工作负荷比较重,对可靠性要求极高,一旦中央节点出现故障,则整个网络也将瘫痪。
星型结构又分为单星型结构、有源双星型结构和无源双星型结构3种。
有源单星型结构
这种结构接入方式的优点主要表现为用户之间互相独立,保密性好;升级和扩容容易,只要将两端的设备更换就可以开通新业务,适应性强。缺点是成本太高,每户都需要单独的一对光纤或一根光纤(双向波分复用),要通向千家万户,就需要上千芯的光缆,难于处理,而且每户都需要专用的光源检测器,相当复杂。
有源双星型结构
双星型结构实际上就是一个树型结构,分两级。它在服务提供商交换局OLT与用户之间增加了一个有源节点。交换局与有源节点共用光纤,利用时分复用(TDM)或频分复用(FDM)传送较大容量的信息,到有源节点再换成较小容量的信息流,传到千家万户。基本网络结构如图3-53所示。
这种网络结构的优点是灵活性较强,中心局有源节点间共用光纤,光缆芯数较少,降低了费用。缺点是有源节点部分复杂,成本高,维护不方便;另外,如要引入宽带新业务,将系统升级,则需要更换所有光电设备或采用波分复用叠加的方案,这比较困难。
无源双星型结构
这种结构保持了有源双星型结构光纤共享的优点,只是将有源节点换成了无源分路器,维护方便、可靠性高、成本较低。由于采取了一系列措施,保密性也很好,是一种较好的接入网结构。
4.EPON广域网连接拓扑结构
EPON网络采用一点至多点的拓朴结构,取代点到点结构,大大节省了光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器,减少了中心局端所需的激光器数目,并且OLT由许多ONU用户分担。而且EPON利用以太网技术,采用标准以太帧,无须任何转换就可以承载目前的主流业务--IP业务。因此EPON十分简单、高效、建设费用低、维护费用低,是最适合宽带接入网需求的。
EPON与APON光路结构类似,都遵循G·983协议,最终它将以更低的价格、更宽的带宽和更强的服务能力取代APON。一个典型的EPON系统也是由OLT、ONU、ODN组成的,如图3-54所示。
OLT放在中心机房,ONU为用户端设备。ODN(Optical Distributed Network,光纤分配网)是光配线网,主要由一个或数个光分离器(Splitter)来连接OLT和ONU,用于分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机或路由器,又是一个多业务提供平台,提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外,还可以针对用户的QoS/SLA(服务水平协议)的不同要求进行带宽分配、网络安全和管理配置。Splitter是一个简单设备,不需要电源,可以置于全天候的环境中,一般一个Splitter的分线率为2、4或8,并可以多级连接。在EPON中,OLT到ONU间的距离最大可达20km,如果使用光纤放大器(有源中继器),距离还可以延长。
如图3-54所示,光信号通过光分路器把光纤线路终端(OLT)一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元(ONU),每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设备。无源网络设备包括单模光缆、无源光分路器/耦合器、适配器、连接器和熔接头等。它一般放置于局外,也称为局外设备。无源网络设备十分简单、稳定可靠、寿命长、易于维护、价格极低。有源网络设备包括中心局机架设备、光网络单元和设备管理系统(EMS)。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块(NIM)和交换模块(SCM),因此这3种设备也统称为中心局机架设备。
中心局机架设备提供EPON系统与服务提供商核心的数据、视频和语音网络的接口。它也通过设备管理系统与服务提供商的核心运行网络相连接。