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干貨 | KURTH網(wǎng)絡技術：光纖網(wǎng)絡是如何構成的？
光纖網(wǎng)絡是如何構成的？
開始的通信網(wǎng)絡基于模擬數(shù)據(jù)，并使用銅纜實現(xiàn)。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(xiàn)代的光纖所取代。
但是，光纖到底有哪些擴展階段？光纖網(wǎng)絡將如何連接到現(xiàn)有的銅纜網(wǎng)絡？新的光纖網(wǎng)絡可以實現(xiàn)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(shù)情況下，當前以這樣的方式建立光纖網(wǎng)絡，即相關的網(wǎng)絡運營商從交換機向客戶的方向路由光纖網(wǎng)絡。因此光纖連接如何分布便出現(xiàn)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，F(xiàn)TTB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(jié)點上，光纖技術的信號被轉(zhuǎn)換到銅纜上，直至到達相應的用戶。這也稱為混合網(wǎng)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(jié)點，將光纖信號轉(zhuǎn)換到現(xiàn)有的銅纜。這也是將來自光纖電纜的信號轉(zhuǎn)換到現(xiàn)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(wǎng)絡。銅纜被電纜分配器或多功能機柜轉(zhuǎn)換或更換。
光纖網(wǎng)絡如何連接到現(xiàn)有的銅纜網(wǎng)絡？
在一部分中，對光纖網(wǎng)絡擴展的各個階段進行了更詳細的研究。根據(jù)擴展階段的不同，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(wǎng)絡到客戶進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆肪€，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)絡單元（ONU）進行，該單元位于網(wǎng)絡運營商的多功能機柜中。在這里，信號被轉(zhuǎn)換可通過現(xiàn)有的銅線傳輸?shù)接脩簟?/span>
圖3：光網(wǎng)絡單元（ONU）
媒體轉(zhuǎn)換器是如何工作的？
媒體轉(zhuǎn)換器是網(wǎng)絡中用于轉(zhuǎn)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(zhì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過物理層轉(zhuǎn)換為另一種介質(zhì)。這樣，例如，可以通過雙絞線電纜實現(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處進行轉(zhuǎn)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(diào)制解調(diào)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(diào)制解調(diào)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(lián)網(wǎng)技術？
由于光纖網(wǎng)絡的不斷擴展和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。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(wǎng)絡。
什么是G.fast？
G.fast是新的DSL標準，是VDSL2的后繼產(chǎn)品。使用G.fast，可以在非常短的距離內(nèi)實現(xiàn)千兆范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)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(wǎng)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）。
技術 | 頻率范圍 | 下載 | 上傳 | 線路長度 |
G.fast | 106 MHz | 500 Mbit/s | 500 Mbit/s | 250 m |
G.fast | 212 MHz | 1000 Mbit/s | 1000 Mbit/s | 250 m |
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(wǎng)絡。
圖6：GPON分配器和網(wǎng)絡結構
GPON（千兆位無源光纖網(wǎng)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(zhuǎn)發(fā)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(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)流，因為它只能解密請求的數(shù)據(jù)。
GPON和數(shù)據(jù)傳輸可以通過一根或兩根光纖來實現(xiàn)。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(xiàn)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(wǎng)絡結構正在發(fā)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(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術，可將它們與高速下載和上傳結合在一起。
