干貨 | KURTH網絡技術：光纖網絡是如何構成的？

光纖網絡是如何構成的？

開始的通信網絡基于模擬數據，并使用銅纜實現。然而，技術進步越來越快，隨之所需的傳輸速率必然相應地增加。如今，銅纜逐漸被現代的光纖所取代。

但是，光纖到底有哪些擴展階段？光纖網絡將如何連接到現有的銅纜網絡？新的光纖網絡可以實現哪些技術？

光纖連接有哪些可擴展的階段，FTTx是什么意思？

在大多數情況下，當前以這樣的方式建立光纖網絡，即相關的網絡運營商從交換機向客戶的方向路由光纖網絡。因此光纖連接如何分布便出現了幾種情況。通用術語是FTTx。

FTTx包括以下擴展階段：

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

圖1：FTTx的形式：FTTC，FTTB和FTTH

什么是FTTC？

FTTC是用于描述直至路邊設備的光纖布線的術語，光纖終布線至路邊多功能機柜。在這一節點上，光纖技術的信號被轉換到銅纜上，直至到達相應的用戶。這也稱為混合網絡。這樣做的好處是，由于銅纜的長度明顯縮短，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箱。從這一節點，將光纖信號轉換到現有的銅纜。這也是將來自光纖電纜的信號轉換到現有銅纜基礎結構的地方。

什么是FTTH？

使用FTTH，可將光纖線路鋪設到用戶家中的用戶線路上。當然，并不是每個客戶都會從中心局接入他們自己的光纖網絡。銅纜被電纜分配器或多功能機柜轉換或更換。

光纖網絡如何連接到現有的銅纜網絡？

在一部分中，對光纖網絡擴展的各個階段進行了更詳細的研究。根據擴展階段的不同，接入的光纜將連接到現有銅纜的一部分，或者通過調制解調器直接傳輸到公寓。

什么是多功能柜？

多功能機柜是新一代的有源電纜分配器。這些新的多功能機柜使在線技術離客戶越來越近。這縮短了通過較差的銅纜網絡到客戶進行數據傳輸的路線，并允許傳輸明顯更高的帶寬。

圖2：多功能柜

接入的光纜和連續的銅纜之間的連接由光網絡單元（ONU）進行，該單元位于網絡運營商的多功能機柜中。在這里，信號被轉換可通過現有的銅線傳輸到用戶。

圖3：光網絡單元（ONU）

媒體轉換器是如何工作的？

媒體轉換器是網絡中用于轉換不同傳輸媒體信號的設備。它們用于在各種連接電纜上（如雙絞線電纜、同軸電纜和光纖），將要從一種介質傳輸的數據通過物理層轉換為另一種介質。這樣，例如，可以通過雙絞線電纜實現更大的傳輸范圍。

圖4：帶有光纖SFP模塊的媒體轉換器

什么時候需要光纖調制解調器/路由器？

圖5：光纖調制解調器

對于諸如FTTC或FTTB的連接，不需要特殊的光纖調制解調器。可以在多功能柜（FTTC）中或直接在房屋連接①處進行轉換。

如果像FTTH一樣，將光纖電纜鋪設到客戶家中，則需要光纖調制解調器。在這種情況下，將光纜從房屋連接點布線到光纖插座②處。然后，相應的光纖調制解調器③通過一根光纖電纜連接到該插座。路由器④通過LAN電纜連接到該路由器。（見圖5）

在各個光纖擴展階段可以實施哪些物聯網技術？

由于光纖網絡的不斷擴展和FTTx連接的各種方式，因此也可以使用現代互聯網技術。這里有兩點特別值得一提：一方面是G.fast，另一方面是GPON。這兩種技術是新技術，通常基于光纖網絡。

什么是G.fast？

G.fast是新的DSL標準，是VDSL2的后繼產品。使用G.fast，可以在非常短的距離內實現千兆范圍內的數據速率。對于傳輸，G.fast使用的頻率范圍比VDSL2高得多。VDSL2和超級矢量的帶寬為35 MHz，而G.fast使用106 MHz或高達212 Mhz。為了獲得這些帶寬，光纖網絡必須盡可能靠近客戶。合適的選擇是FTTB（光纖到樓）或FTTH（光纖到戶）。

表1：G.fast 106 MHz和212 MHz對比

什么是GPON，它如何工作？

GPON是橋接大距離的光傳輸網絡。

圖6：GPON分配器和網絡結構

GPON（千兆位無源光纖網絡）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，下行傳輸速率可高達2.5 Gbit/s。GPON是共享媒體技術：這意味著可能的傳輸速率已分配給各個用戶。為此，使用了分光器。該分光器將輸入信號分配到32或64根光纖上，然后轉發給客戶。關于此方法的有趣之處在于，分光器的輸入信號平均分配給所有光纖。使用GPON，分光器是無源的，不需要自己的電源-因此，這些光纖的每個用戶都可以獲取相同的數據。數據分配是通過AES加密完成的。 由于這種加密，接收器無法解密輸入端的完整數據流，因為它只能解密請求的數據。

GPON和數據傳輸可以通過一根或兩根光纖來實現。如果使用兩根光纖，則一根光纖預留給下行，一根光纖預留給上行。但是，也可以通過一根光纖實現下行和上行。在這種情況下，使用兩個不同波長的光傳輸。對于下行，波長是1490 nm，對于上行，波長是1310 nm。

概述

網絡結構正在發生變化。光纖電纜可以在各種擴展階段FTTx中鋪設至用戶。用戶使用的銅纜越來越短，可以使用諸如G.fast或GPON之類的現代互聯網技術，可將它們與高速下載和上傳結合在一起。