光纖寬頻

將電信號轉為光信號的通訊設備

光纖寬頻就是把要傳送的數據由電信號轉換為光信號進行通訊。在光纖的兩端分別都裝有“光貓”進行信號轉換。光纖寬頻和ADSL接入方式的區別就是ADSL是電信號傳播,光纖寬頻是光信號傳播。光纖是寬頻網路中多種傳輸媒介中最理想的一種,它的特點是傳輸容量大,傳輸質量好,損耗小,中繼距離長等。光纖傳輸使用的是波分復用,即是把小區里的多個用戶的數據利用PON技術匯接成為高速信號,然後調製到不同波長的光信號在一根光纖里傳輸。

分類


光纖接入是直接接入網中傳輸媒介為光纖的接入網。光纖接入網從技術上可分為兩大類:有源光網路(AON,Active Optical Network)和無源光網路(PON,Passive Optical Network)。有源光網路又可分為基於SDH的AON和基於PDH的AON;無源光網路可分為窄帶PON和寬頻PON。
由於光纖接入網使用的傳輸媒介是光纖,因此根據光纖深入用戶群的程度,可將光纖接入網分為FTTC(光纖到路邊)、FTTZ(光纖到小區)、FTTB(光纖到大樓)、FTTO(光纖到辦公室)和FTTH(光纖到戶),它們統稱為FTTx。FTTx不是具體的接入技術,而是光纖在接入網中的推進程度或使用策略。

特點


(1)頻帶極寬,通信容量大。光纖比銅線或電纜的帶寬大很多。
(2)體積小,重量輕。同時有利於施工和運輸。
(3)損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低於0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低。
(4)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英製成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。
(5)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
(6)節約有色金屬。一般通信電纜要耗用大量的銅、鉛或鋁等有色金屬。光纖本身是非金屬,光纖通信的發展將為國家節約大量有色金屬。
(7)擴容便捷。一條帶寬為2Mbps的標準光纖專線很容易就可以升級到4M、10M、20M,最大可達100Mbps,其間無需更換任何設備。

組成原件


光纖成為網路化時代非常重要的信息交流媒介,較為常見的光纖波長一般為1310納米、1490納米以及1550納米,本文以及1550納米微粒,FTTH寬頻系統中光模塊為20千米,光纖為單纖模式,上行1310納米,下行1490納米。另外,光源器件是光纖傳播系統中的重要部分,接入網的應用較為普遍,一般分為光分路器以及光連接器。
1、光分路器
在光纖寬頻的整個系統中,光分路器是將輸入光功率進行有效分配,從而藉助不同的幹路進行有效輸出。在實際應用過程中,會產生插入損耗以及附加損耗。前者是每一路輸出和輸入之間的dB差值,後者是所有光纖寬頻中的輸出埠光功率總和以及輸入光功率之間損失的dB數額。
2、光連接器
一般而言,光纖連接器會按照其結構產生不同的形式,主要包括FCSTLC等等,而若是按照連接器插針端面的形式進行集中分類,主要分為PC、APC以及UPC等。值得一提的是,其中APC的插針斷面為8°,一定程度上抑制廣播電視訊號在傳輸工作開始過程中出現相應的損耗。

結構


根據光纖到用戶的距離來分類,可分成光纖到交換箱(Fiber To The Cabinet:FTTCab)、光纖到路邊(Fiber To The Curb:FTTC)、光纖到大樓(Fiber To The Building:FTTB)及光纖到戶(Fiber To The Home:FTTH)等4種服務形態,上述服務可統稱FTTx。
1、FTTC
FTTC為目前最主要的服務形式,主要是為住宅區的用戶作服務,將光網路單元設備放置於路邊機箱,利用光網路單元出來的同軸電纜傳送CATV信號或雙絞線傳送電話及上網服務。
2、FTTB
FTTB依服務對象區分有兩種,一種是公寓大廈的用戶服務,另一種是商業大樓的公司服務,兩種皆將網路單元設置在大樓的地下室配線箱處,只是公寓大廈的光網路單元是FTTC的延伸,而商業大樓是為了中大型企業單位,必須提高傳輸的速率,以提供高速的數據、電子商務、視頻會議等寬頻服務。
3、FTTH
至於FTTH,ITU認為從光纖端頭的光電轉換器到用戶桌面不超過100米的情況才是FTTH。FTTH將光纖的距離延伸到終端用戶家裡,使得家庭內能提供各種不同的寬頻服務,如VOD、在家購物、在家上課等,提供更多的商機。若搭配WLAN技術,將使得寬頻與移動結合,則可以達到未來寬頻數字家庭的遠景,荊州海事局各個海事處與執法站點已全面實現此種接入方式。
4、FTTP
FTTP(Fiber To The Premise,光纖到用戶所在地),FTTP將光纜一直擴展到家庭或企業。由於光纖可提供比最後一公里使用的雙絞線或同軸電纜更多的帶寬,因此運營商利用它來提供語音、視頻和數據服務。FTTP具有25M到50Mbps或更高的速度,相比之下,其他類型的寬頻服務的最大速度約為5M到6Mbps,此外FTTP還支持全對稱服務。
5、FTTZ
FTTZ(Fiber To The Zone),是指光纖到小區。FTTx技術主要用於接入網路光纖化,範圍從區域電信機房的局端設備到用戶終端設備。

寬頻安裝


在光纖寬頻安裝項目中,要針對實際情況進行標準化安裝操作,提高操作流程的穩定性和有序性。
1、製作雙絞線,也稱為網線
是光纖寬頻安裝中的接入網元件,施工人員不僅僅要掌握熟練的操作步驟,也要對平行線和交叉線進行統籌分析,按照橙白色線、橙色線、綠白色線、藍色線、藍白色線、綠色線、棕白色線以及棕色線的順序進行插入操作,將各色線頭插入到水晶頭的最底部,壓入RJ45水晶頭內。之所以要按照這樣的順序進行處理,能有效減少電磁波之間的干擾,在雙絞線安裝完畢后,要將其兩頭插入到雙絞線檢測儀上進行連通測試。值得一提的是,若是沒有攜帶測試儀,則可以利用網線兩端的設備網口利用ping命令對其連通性和丟包現象展開深度的解構。
2、光纖網路終端安裝
光纖網路終端也被稱為光貓,是FTTH網路中重要的終端設備,需要配合OLT完善光纖信號傳遞。一般而言,光貓的型號多樣,其LAN口能對不同業務線路進行接通。若是用戶在實際生活中不僅僅開通了光纖網路,也安裝了互動電視業務,則需要保證POWER、PON、LAN1、LAN2指示燈都是常亮狀態。例如,光纖鏈路熔接正常后,將光纖SC/PC接頭直接和光貓相連,在接入電源后,LAN1口和電腦主機網口都是和光纖網路終端連接的結構。光貓指示燈POWER和LAN1均呈現綠色,PON閃爍是正常現象,而LOS是出現紅色,則代表光功率接收不正常,需要對其光鏈路進行檢查。然後就是要對電腦中的光纖連接進行處理,在一些安裝操作完畢后,安裝人員要打開瀏覽器,並在網站對話框的地址欄中輸入192.168.100.1,單擊回車鍵,即可進入光貓配置界面,用戶可以進行相關參數和密碼的配置。

寬頻業務


概況

光纖寬頻業務技術是指光波作為信息載體的傳輸,是信息傳遞的媒介,是信息的點對點傳遞。光纖寬頻業務技術的誕生和發展是信息寬頻業務發展史上的最後一次重大變革。光纖寬頻業務技術從理論到工程技術已經在工程領域得到了應用。光纖寬頻業務技術分為五個階段,大約850納米帶多模式光波,1310納米多模光纖,1310納米單模光纖,再到1550納米單模光纖,最後是光纖寬頻業務技術的長距離傳輸。

特性

帶寬非常寬,寬頻業務容量很大。光纖具有比銅線或電纜更大的傳輸帶寬,光纖寬頻業務系統是光源、調製方式和光纖色散特性的調製特性。對於單波長光纖寬頻業務系統,由於終端設備的電子瓶頸效應,光纖帶寬的優點無法得到。損耗低,長途。目前,商品石英的光纖損耗可以低於0~20dB/km,比任何其他傳輸介質都要低。如果在未來使用非石英系統,則理論分析損失會更低。
強烈抵抗電磁干擾。光纖材料由石英絕緣體材料製成,不易腐蝕,絕緣良好。與之相關的一個重要特點是光波導免疫電磁干擾,不受雷電干擾的性質,電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為影響排放的電磁干擾,也可能使用的高壓輸電線路平行安裝或和電力導線組合構成複合光纜。無串擾,保密。在波的傳播過程中,光波在光纖傳輸中,因為光信號是完美的限制在光波導結構,和任何泄漏的輻射吸收周圍的纖維的不透明包裝,即使在一個角落裡,光線泄漏也很弱。

發展現狀

光傳輸系統中,必須採用多通道系統來提高光纖帶寬的利用率。常見的復用方法包括TDM,WDMFDMSDM,和代碼分割多路復用(CDM)。在當前光寬頻業務領域,WDM技術相對成熟,可以提高傳輸容量百倍。光纖接入技術,隨著業務量的增加,業務種類更加豐富。用戶不僅需要語音業務,還需要高速數據、高保真音樂、互動式視頻等多媒體服務。這些業務不僅需要有寬頻主幹傳輸網路,而且用戶段也是關鍵。
截至2021年6月,中國網民規模達10.11億,較2020年12月增長2175萬,網際網路普及率達71.6%。十億用戶接入網際網路,形成了全球最為龐大、生機勃勃的數字社會

概述

隨著人們對網速技術的要求越來越高,光纖寬頻接入網技術受到了人們普遍的認可。該技術是通過光纖作為主要傳輸媒質,利用遠程終端和各寬頻用戶支架進行數字傳輸,來實現網路信息的目標性的進行傳輸功能。光纖寬頻接入網技術是網路有線技術的重要部分,通過將業務節點介面與用戶的網路介面進行連接完成接入網,方便了數據的管理並提升了數據的傳輸速度。目前,光纖接入網技術包含了局端設備與光纖終端、遠端設備和光網單元兩部分,通過傳輸設備相互連接。接入設備具有強大的功能,可以實現自身的網路構建、遠程監控和業務維護等功能,形成了完善的網路維護和管理的光傳輸系統。
該技術又分為基於SDH的AON和基於PDH的AON,其主要是通過SDH或者PDH等光傳輸系統來實現數據傳輸的。其中,從網路結構上進行劃分,可以分為有源光纖單芯網和有源光纖雙芯網,各有特點。有源光纖單芯網是以星型耦合器作為中央節點,實現對數據的管理、控制和交換功能。這種網路結構下,網路中心將信號傳輸到網路單元,再通過同軸電纜傳輸到終端用戶。此種結構仍需要依靠光纜的傳輸,建設成本相對較高。但是數據傳輸具有很好的保密性,同時便於網路升級和業務改變。有源光纖雙芯網採用的是目標性的傳輸方式來進行數據傳輸,終端用戶進行節點的對應終接,同時在遠端節點上應用復用器進行復接,從而實現高速管線線路傳輸重點的點對點傳輸。有源光纖雙芯網採用的是用戶間的光源、檢測器的共享,建設成本有所降低,同時傳輸也較為靈活。但是這種形式不利於新業務的接入和網路的維護,還存在著一些不可克服的弊端。
它應用了光波分復用器、光分路器以和光纖放大器,可以分為無源光纖雙芯網和無源光纖多芯網。無源光纖雙芯網是是在用戶線上經過光分配器,實現點對多點之間的傳輸,光分配器越多,其網路性能也就越好。而無源光纖多芯網則要在用戶線上多個位置經過無源光分配器實現點對多點傳輸,這種結構使用的無源光分配器隨著網路規模和網路結構的增多而增多。無源光纖接入網技術是一種純介質網路,實現了多用戶對光纖設備、線路的共享,節約了建設和維護成本,抗干擾能力強,使用效果較好,能夠很好的滿足數據傳輸的功能。同時,此種形式下便於網路業務的升級和擴展,對於普及光纖的使用具有極大的便利,是網路信息部門期待的技術。
全光接入網技術
全光網路指的是網路傳輸和交換過程全部通過光纖實現,其主要由光節點、光鏈路、光網路管理單元等組成,這種網路技術的優勢在於取消了電節點,全部應用光節點,並且將光節點互相聯通,形成了整個網路。這種方法減少了電信號到光信號的轉變,提高了數據的傳輸效率,突破了數據傳輸中的束縛,提升了網路傳輸的流暢性,增加了網路數據的傳輸量。全光網路已經成為了網路發展的方向,為繼續向網路大容量的目標發展提供了可能性。

優點

光纖寬頻接入網技術與傳統電纜接入網技術相比,主要有以下優勢:第一,抗干擾能力強。傳統的電纜技術採用的是電纜傳輸,電纜受損后,影響範圍大,網路中斷影響了人們網路需求。而光線寬頻不受地形的影響,抗干擾能力更強。第二,傳輸效率高。光纖寬頻接入網技術採用數字化傳輸技術,傳輸的速度快,容量大,傳輸質量高,信息的安全性高。第三,成本低。光纖寬頻接入網技術分佈靈活,不受地形的影響,土地的佔用率低,工程的施工成本相對較低,大大降低了網路接入的成本。這些優勢特點大大提升了人們的上網體驗,更好的為人們的工作和生活服務,推進了基於網路的新技術的發展,對中國經濟的快速發展提供了巨大的支持。

缺點

1、光纖接入,尤其是光纖到樓的接入方式是需要有源設備來把光信號轉換成電腦網卡的電信號的,這個設備就是光收發轉換器(光貓)。也就是說,如果運營商是光纖到樓(絕大部分)的接入方式,那麼只要光收發器斷電,該棟就會斷網。這和之前的電話線接入有很大的區別!所以如果你發現你單元樓道聲控燈不亮了,而你又上不去網了,那就很正常了。
2、光纜的安全問題,光纖裡面都是玻璃纖維,外面有很多保護,不容易損壞,但是一旦出現損壞,維修並不能像電纜一樣迅速恢復,有128芯光纜甚至更多,熔接光纜時間就會很久,那樣就會對用戶造成比較大的損失。
最大的問題是成本還比較高。尤其是光節點離用戶越近,每個用戶分攤的接入設備成本就越高。另外,與無線接入網相比,光纖接入網還需要管道資源,這也是很多運營商看好光纖接入技術,但又不得不選擇無線接入技術的原因。現在,影響光纖接入網發展的主要原因不是技術,而是成本。但是採用光纖接入網是光纖通信發展的必然趨勢,儘管目前各國發展光纖接入網的步驟各不相同,但光纖到戶是公認的接入網的發展目標。

設備維護


常見的設備主要包括切割刀、熔接機紅光源筆、光功率計等,均發揮自身應用的價值。正是基於此,技術人員在日常維護中要結合實際管理需求進行常規化設備維護,從根本上保證各個安裝設備以及工具的維護效果。
(1)切割刀的日常維修。切割刀是一件非常精密的儀器,任何撞擊都會引起性能的損耗,需要各個部門著重注意。正是基於此,在日常維護工作中,要從多角度進行日常導出以及刀刃口調整。在使用后要進行全面沖洗,以避免切割端面受到影響,一般是使用蘸有無水酒精的設備進行集中清晰。而在多次切割過程技術后,整體刀刃就會出現嚴重的損耗,針對於此,需要在刀刃口切割1000芯線前對其進行集中處理和維護,由於其精密度較高,要由專業人員按照標準化要求操作和後期維護。
(2)對於熔接機而言,技術人員要針對具體問題進行集中處理維護和日常管理,由於其清潔程度直接關係到光纖熔接的效果。另外,熔接機的整體性能還會影響光鏈路的損耗程度,對於用戶的後期服務質量產生直接影響。因此,安裝維護工作工作至關重要。因此,安裝維護工作工作至關重要。專業維護人員要按照說明書進行定期清理和維護,提升其質量和工作品質。其中,鋰電池的充電和放電要按照標準時間進行,V型槽要定期清洗,或者是不定期的抽查,光纖壓腳、物鏡鏡片的清理、物鏡鏡片的更換以及電擊棒的更換等問題都需要技術人員進行統籌分析和綜合安排。
(3)紅光筆功率計,紅光筆主要是檢查電路故障的工具,要對光纖接續位置以及光纜的皮線位置進行透光分析,常規化運行過程中,光纖接續位置正常溶解和故障問題出現時,透光性會有明顯差異,專業人員要憑藉經驗和專業水平進行集中判定和綜合分析,以保證能及時搜索到故障位置。值得一提的,紅光源筆的波長是650納米的可見光,且整體輸出功率較大,會對眼睛產生很嚴重的影響,切勿直視。

故障及解決


在光纖寬頻中,經常會出現一些錯誤代碼,這就表明有問題出現在寬頻連接過程中。
1、寬頻連接提示錯誤678/651
(1)檢查寬頻連接的賬號和密碼是否正確無誤。有的電腦用路由器上網沒有設置自動撥號,需要手動網路連接,或第一次連接寬頻時,輸入賬號和密碼時不小心輸錯了。及時更正後重新連接,一般可以解決錯誤678的問題。
(2)如果寬頻欠費了,就會導致終端伺服器無法接收或返回請求數據,本地計算機收不到返回信息,就顯示錯誤678。這時要及時繳納網費,問題就會迎刃而解。
(3)數據機(俗稱“貓”)有問題是導致錯誤678最常見的原因。首先檢查貓面板上的Power電源指示燈是否常亮,否則檢查電源。然後檢查ADSL寬頻信號指示燈(Link)是否常亮,一般情況下,當貓接通電源和網路后,該指示燈在1分鐘內會由閃爍變到常亮。如果一直閃爍,說明網路線路連接有問題。
(4)檢查網線接頭,有時候網線接頭會因氧化還原而接觸不良,導致網路時好時壞,很不穩定。這時要及時更換新的而且是質量好的網線
(5)經過檢查如果數據機(“貓”)各個信號燈顯示正常,網線連接正常,但依然出現錯誤678代碼,應該著重檢查本地網卡設置了。XP系統首先關閉Modem電源,右鍵點擊網上鄰居,右擊本地連接圖標,選擇禁用;VISTA、WIN7系統打開網路和共享中心之,點擊更改適配器設置,右擊本地連接,選擇禁用。之後重啟計算機,重啟完畢后,按上述步驟右鍵點擊本地連接圖標后,選擇啟用。
(6)檢查本地連接。如果電腦中同時存在多個網路連接,如“本地連接”“無線網路連接”、CMCC連接等,而與寬頻MODEM相連的網路連接被禁用,進行寬頻撥號時,也會提示錯誤678。因此,出現錯誤678時還要查看本地連接是否被禁用,如果禁用,將本地連接啟用,並提示本地連接已連接后,再嘗試用寬頻撥號連接。注意查看網路連接時各個操作系統不一樣,XP系統可在電腦桌面右擊滑鼠,選擇“屬性”查看。VISTA、WIN7系統在網路和共享中心查看。
2、寬頻連接提示錯誤691/619
(1)用戶數據綁定錯誤:為了更好地服務於用戶,保障用戶賬號的安全,電信將寬頻賬號和用戶的物理埠做了綁定,數量上也做了一對一的邦定,這樣,該賬號只能在一個物理埠上使用(即限制了ADSL賬號的漫遊),而且一個埠只限一台電腦上網,如果用戶的數據綁定錯誤,撥號時也會出現錯誤691的提示。
(2)賬號被他人盜用:在寬頻賬號沒有綁定之前,ADSL用戶的賬號經常會被他人盜用。一旦ADSL寬頻賬號被他人使用,再次撥號時,系統也會出現錯誤691的提示。
(3)故障時一定要仔細判斷,尤其是賬號前與后的空格,很難分辨出來。所以當出現691錯誤時,首先把原來的賬號和密碼刪掉,重新輸入正確賬號及密碼。
(4)賬號欠費:ADSL寬頻用戶欠費后,寬頻接人服務商會將該賬號暫時停用,用戶交清欠費后,賬號不一定會馬上啟用,這時如果撥號,也會出現錯誤691的提示。
(5)電腦硬體原因:當電腦上安裝了兩塊網卡並且都啟用時。導致MAC地址邦定錯誤,出現691錯誤代碼,建議禁用其中一陝網卡。
3、寬頻連接提示錯誤676電話佔線
(1)客戶端非正常下線,再次撥號時會出現此提示,建議將MODEM先關5分鐘后再開,等系統自動釋放用戶賬號后即可正常登錄。
(2)修改網卡物理地址。如果通過上述方法而故障仍然沒有解決,那就要考慮網卡物理地址的原因了,一般是地址池滿或者網卡物理地址被盜用所造成的,而大多數出現錯誤676的用戶,其原因都是網卡物理地址所引起,所以這種方法對於大多數錯誤676是最有效的解決辦法。

發展趨勢


1、數字制與模擬制的共存。
光纖寬頻網資源與數字制興盛時期,但是模擬制寬頻網的應用仍然為主流趨勢,導致這一現象的主要原因是經濟性指標的作用。中國民用系統在將來某一段時期內使用模擬制寬頻是可行的,因此模擬制寬頻網路佔據大部分。但是受到用戶數增加及經濟性等各方面的影響,交換方式必將會以空分寬頻PABX為主導方式。寬頻數字網路首先將應用在軍事指揮所之間的聯繫上,除此之外還用武器檢驗系統及一些重要安全部門之中。就目前而言,數字網路相對於模擬網路來說使用頻率會更少一些,但作為中國主要發展方向的數字網路,一旦高速大規模集成電路技術在未來不斷成熟並大量應用至市場時,數字制網路將為轉變為中國網路市場中的主導軍。基於以上推論中們可以得知,寬頻網數字制與模擬制共存的時間必定會比窄帶業務數字制與模擬制共存的時間更加持久。
2、光纖寬頻綜合業務數字網路的開發。
寬頻綜合業務數字網應為縮寫為B-ISDN,它作為中同目前的主要研究方向是不可否認的。由於網路是由寬頻業務及窄帶業務綜合而成,因此必須先使窄帶業務所涉及的綜合網路問題得到解決。綜合業務數字網路以64KB/S為基礎,它需要與具備ISDN功能的PABX技術相結合,在有效結合的基礎上再進行一系列深入的研究工作。

相關信息


截至2021年4月,中國光纖寬頻用戶佔比提升至94%,固定寬頻端到端用戶體驗速度達到51.2Mbps,移動網路速率在全球139個國家和地區中排名第4位。二是中國5G商用發展實現規模、標準數量和應用創新三大領先。截至2021年5月,中國5G標準必要專利聲明數量佔比超過38%,位列全球首位;5G應用創新案例已超過9000個,5G正快速融入千行百業、呈現千姿百態,已形成系統領先優勢。三是工業網際網路“綜合性+特色性+專業性”的平台體系基本形成。近年來,中國工業網際網路平台體系基本形成,具有一定行業和區域影響力的工業網際網路平台超過100家,連接設備數超過了7000萬台(套),工業APP超過59萬個,“5G+工業網際網路”在建項目已超過1500個,覆蓋20餘個國民經濟重要行業。