通信接入网的光纤化技术研究与实现.doc

通信接入网的光纤化技术研究与实现摘 要 随着电信和信息技术的飞速发展，电信领域正发生着一场极其深刻的变革。由于因特网的爆炸式增长，数据业务迅速发展，传统的电路交换方式将逐步让位于包交换方式。用户的业务种类也由单一的话音业务发展为各种宽带业务，如会议电视、远程教育、按需点播、交互多媒体通信和家庭购物等。如何将宽带信息传送给用户，实现端到端全数字式的多媒体通信，是全世界通信界所关注的。随着SDH技术的大规模推广应用和ATM技术的发展，电信网的主干网已经基本上实现了光纤化、宽带化和数字化，相比之下，原来模拟的、窄带用户环路就成为制约当前电信网宽带化发展的一大障碍。 本文首先对接入网技术做了概述。通过对定义、物理参考模型、接入技术、发展趋势等相关内容的简要介绍，说明了光纤接入网是接入网技术发展的必然趋势。目前，主流运营商的第一公里接入网络仍然主要以双绞线铜缆网络为主，为了满足日益增长的带宽需求，实现光纤接入，现有的铜缆接入网就必须进行改造。 然后，本文深入研究了铜线接入和光纤接入这两种接入网的接入技术，着重研究光纤接入尤其是无源光网络(PON-Passive Optical Network)和目前主流的FTTX(Fiber To The x)。 接着，本文对“光进铜退”的解决方案进行了具体的研究和分析。由于现有的铜缆接入方式存在无法满足业务开展要求、大量占用管孔资源、铜价格上涨导致投资建设成本增大，维护成增大等弊端，中国网通、中国电信等电信业务主流运营商纷纷提出了接入网升级策略一“光进铜退”技术。所谓“光进铜退”是指根据不同环境和条件下利用光缆替换原有铜缆的接入技术升级方案。“光进铜退”即FTTX，是宽带发展的一个必然趋势和选择。 最后，本文对大连城域网的“光进铜退”解决方案、设计标准进行深入的分析和探讨，具体设计了两个支局的“光进铜退”技术路线和实施方案。关键词:接入网;光纤接入;“光进铜退”;EPONThe Study and Realization of the Communication Access Network Optical-fiber TechnologyAbstrac With the rapid development of telecommunication and informationtechnique,a deeply transform is going on in the telecommunication field. Because of the fastincreasing Internet, the traditional method of the circuitexchange will gradually bereplaced by the way of wrap. The business classes of the customer also is changed intomultifarious Broad Band business from single sound business, such as meetingtelevision,long-distance education,broadcasting as needed, alternant multi-mediacommunication and family shopping and so on. The way to pass the Broad Bandinformation to the user and realize the point to point all digital multi-media communication is the focus in the communication field in the world.With the broad using of the technique of SDH, the bone net of the telecom net is basically accompanied by these factors, e.g.fiber, Broadband and digit. While the primary stimulantnarrowband circle will be a big hindrance to block the broadband development of the current telegraphy net. Firstly, this paper mainly summarizes the technology of Access Network. Through the brief instruction of the definition of the Access Network, physical reference model, access to technology, development trends and other related content and so on, the paper shows that the fiber-optical access network is an inevitable trend of the Access Network.At present, mainstream carriers in the first kilometers of access to the main network are still twisted-pair copper-based networks. In order to achieve the bandwidth to meet the growing demand for the realization of optical fiber access, the existing copper access must be reformed.Secondly, this paper introduces the copper wire and fiber-optic access the two main access network access technology. Focus on fiber-optic access in particular passive optical network (PON-Passive Optical Network) and the current mainstream of FTTX (Fiber To The x/some place). Thirdly, the solution of the replancement of copper cables with optical cableswas concretly research and ananysised. Due to the existing copper access having several defects, such as it cannt meet the business requirements any more; copper access occupied a large number of tube resources; copper prices lead to increased investment in construction costs; increased maintenance costs, and other i11s.China Netcom, China Telecom, and other mainstream telecommunications operator have made access network upgrade strategy一“the replancement of copper cables with optical cablesstrategy. The so-called the replancement of copper cables with optical cablesmeans to refer different environmental conditions and the use of fiber optic cable to replace the existing copper access technology upgrade program. The replancement of copper cables with optical cables that is, FTTX, is an inevitable trend of development and options of development of broadband. Finally, this paper studied Dalian metropolitan area network (MAN)s solution,design standard of the replancement of copper cables with optical cables, and designed two branch officess technical program and implementation plan of the replancement of copper cables with optical cables.Key Words: Access Natwork;Optical Access Technology;The replancement of copper cables with optical cables; 目 录第1章 绪 论.1 1.1接入网发展概述.1 1.1.1接入网的定义.1 1.1.2接入网的物理参考模型.2 1.1.3接入网的业务.3 1.2主要接入网技术.4 1.2.1铜线接入.4 1.2.2光纤接入.4 1.2.3无线接入.5 1.3主流运营商的选择. 5 1.4接入网的发展趋势.7 1.5本文的主要工作.10第2章 铜线接入技术与光纤接入技术.11 2.1铜线接入技术.11 2.1.1铜线电缆传输介质的分类.11 2.1.2铜线电缆的传输性能.12 2.1.3数字用户线(DSL)技术.14 2.2光纤接入技术.16 2.2.1光纤接入FTTX .17 2.2.2光纤接入网的分类.19 2.2.3光纤接入的拓扑结构.20 2.3 PON技术.21 2.3.1 PON的拓扑结构.21 2.3.2 PON技术的标准化.22第3章 接入网升级技术研究.25 3.1升级技术提出的背景.25 3.2“光进铜退”技术实施要求.26 3.3“光进铜退”采用的主要技术和相关设备.29 3.3.1 EPON技术.29 3.3.2接入网关AG、综合接入设备IAD .32 4.2.1“光进铜退”区域重新划分与设计.39 4.2.2“光进铜退”设计思路.39 5.2.1“光进铜退”的设计实现.45 5.2.2光纤到FTTH的设计实现二，.47结论. 51参考文献. 52攻读学位期间公开发表论文. 54致谢. 55第1章 绪 论1.1接入网发展概述1.1.1接入网的定义整个电信网从地理上可以分成三部分，即核心网(CN)、接入网(AN)和用户驻地网(CPN )，如图1.1所示。其中核心网包括长途网(长途端局以上部分)和中继网(长途端局与市话局之间以及市话局之的部分)。按照6.902的定义，接入网是由业务节点接口(SNI )和用户网络接口(UNI)之间的一系列传送实体(如线路设施和传输设施)组成的，是为供给电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统，可经由管理接口(Q3)配置和管理1。Fig1.1 The basic components of telecommunication network 接入网是电信网的一个组成部分，负责将电信业务透明地传送到用户，也就是说用户通过接入网的传输，能灵活地接入到不同的电信业务节点上。具体而言，接入网即为本地交换机与用户之间的连接部分，通常包括用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户/网络终端设备。 近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着IP业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网(B-ISDN-Broadband Integrated Service Digital Network)的障碍。进入20世纪90年代以来，新的政策法规、新的业务需求以及一系列新的技术手段的出现为接入网发展提供了新的契机，使得占电信网络总资产50%左右的接入网变得十分活跃，各种技术方案层出不穷，令人目不暇接。现在接入网已经成为世界各国研究和开发的热点。1.1.2接入网的物理参考模型以典型的市内铜缆用户接入网为例，其典型结构如图1.2所示。图中端局就是人们所说的电话局。由端局到交接箱之间的这一段线路称为馈线段。馈线电缆的线径较大，线对数也多。交接箱就是业务接入点，其作用是完成馈线电缆中双绞线与配线电缆中双绞线之间的交叉连接。从交接箱开始经线径较小、线对数较少的配线电缆连至分线盒。分线盒的作用是终结配线电缆并将之与引入线相连。由分线盒开始通常为若干单对或双对双绞线，与用户端相连，用户引入线为用户专用。通常，接入网的馈线段长度约3-5km;配线电缆长度约0.5-lkm引入线长度约10-300m Fig.1.2 The physical reference model of access network 在光纤接入网中情况将发生较大的变化，除一些术语名称不同外，功能有显著不同。不仅通信容量不同，业务种类也有很大变化，而且在整个信息传输过程中要完成光/电和电/光交换。然而接入网的含义和网络框架是相同的或者说是相似通信接入网的光纤化技术研究与实现的。光纤在接入网中的应用首先是用光缆代替馈线电缆。交接箱由远端局(RO-Remote Office)代替，RO又称远端节点(RN-Remote Node)，或简称远端(RT-Remote Termination)。随着光纤继续向用户延伸，主要是到路边的分线盒，在该处需设置光网络单元其成本越来越高，因而目前(ONU)和分用功能。最终目标则是将光纤引入到住宅用户，届时ONU一边完成光电变换也将设置到住宅处1.1.3接入网的业务 接入网的业务接入有两类:一类是支持单个业务的业务节点，另一类是支持一个以上业务的业务节点，即组合业务节点。业务接入点可提供的业务归纳起来可分为四类，如表1.1所示。 可见，接入网承担的业务范围很广泛，是实现多媒体通信的关键网络之一，是实现未来信息高速公路的基本设施和重要网络。由于用户类型不同，所需要的业务也各不相同。大企事业用户，主要是高速数据、会议电视、可视电话等宽带用户，而住宅用户则主要是电话和广播式图像分配业务，如有线电视(CATV)以及一些窄带综合数字网业务(N-ISDN )。此外，正在迅速发展的高清晰度电视(HDTV)也是人们普遍注意的方向。1.2主要接入网技术 接入网技术种类繁多，根据传输媒质的不同可将其分为铜线接入、光纤接入和无线接入三大类6。1.2.1铜线接入 目前，铜线接入主要有高速DSL (HDSL-High-rate Digital Subscriber Loop)、非对称DSL (ADSL-Asymmetric Digital Subscriber Loop)、超高速DSL(VDSL-Very-high-bit-rate Digital Subscriber Loop), ISDN-DSL(Integrated Services DigitalNetwork-Digital Subscriber Loop)、速率自适应DSL(Rate Adaptive Digital Subscriber Loop)、单向DSL (UDSL-Ultrahigh bit-rate Digital Subscriber Loop)等技术。由于电话网已非常普及，电话线已居全世界用户线的90%以上，对于具有铜线资源的通信网络，基于铜线的宽带技术作为接入网的一种选择。 如何充分利用这部分宝贵资源，采用各种先进的调制技术和编码技术，提高铜线的传输速率，是接入网宽带化的重要任务之一。1.2.2光纤接入 光纤接入网是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。接入网光纤化有很多方案，有光纤到路边(FTTC-Fiber To The Curb)、光纤到小区(FTTZ-Fiber To The Zone)、光纤到办公楼(FTTB-Fiber To The Building)、光纤到楼面(FTTF-Fiber To The Feeder)、光纤到家庭(FTTH-Fiber To The Home)。采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势，尽管目前各国发展光纤接入网的步伐各不相同，但光纤到家庭是公认的接入网发展目标。通信接入网的光纤化技术研究与实现 现阶段大规模实现FTTH还不经济，主要是实现FTTB /FTTC，目前可采用的传送技术手段以有源光纤接入(如PDH-Plesiochronous Digital Hierarchy,ATM-Asynchronous Transfer Mode, SDH-Synchronous Digital Hierarchy, GE/FE等)为主，但当无源光纤接入开始得到应用时，其将成为FTTH的一种最经济有效的技术手段4,6-g1。1.2.3无线接入 无线接入技术可以分为移动接入和固定接入两大类。移动无线接入网包括蜂窝区移动电话网、无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、卫星全球移动通信网直至个入通信网等，是当今通信行业中最活跃的领域之一，也代表了个入通信的发展方向。 固定无线接入是从交换节点到固定用户终端采用无线接入的方式，实际上是PSTN/ ISDN网的无线延伸，目前，一种被称为本地多点分配业务(LMDS-LocalMultipoint Distribution Services)的固定宽带无线接入技术被广泛看好。 与有线宽带接入方式相比，虽然无线接入技术的应用还面临着开发新频段、完善调制和多址技术、防止信元丢失、时延等方面的问题，但无线接入的最大特点是无需敷设线路、建设速度快、初期投资小、受环境制约不大、安装灵活、维护方便等。对于没有有线资源的通信网络而言，为了能够尽快提供接入服务，无线接入特别是固定无线接入技术将有可能成为选择对象6-901.3主流运营商的选择 接入网技术经过几年的发展，为了适应需求，其技术已呈现百花齐放的局面，总的来说，亮点包括以下三个方面9 . (1)DSL技术仍然是全世界各宽带网络运营商的首选应用。ADSL/ADSL2+和VDSL的标准化已经形成，相应的芯片和系统己经在市场上出现，最新的技术标准化工作已经启动并进展迅速。 (2)FTTH在经历了长达10年的蛰伏后开始起飞，在日本和北美地区已经初具规模，其应用的技术包括P2P(Point To Point)的MC-Media Converter(媒体转换器)技术和P2MP(Point To Multi-point)的PON(无源光网络一Passive Optical Network)技术。 (3)无线接入技术成为构建无处不在的网络的重要技术。在无线局域网(WLAN-Wireless Local Areal Network)领域802.11系列应用非常成功。在宽带无线城域网(WMAN-Wireless Met ropolitan Area Networks)领域，虽然传统的固定无线接入技术(3.5GHz和26GHz LMDS )没有获得预计中的成功，但兼有高带宽和一定移动性的802.16d, 802.16e技术却吸引了业界的目光。在无线个人区域网络(WPAN-Wireless Personal Area Network)领域，超宽带无线技术(U WB-Ultra Wideband )技术的标准化工作正在热烈进行，标准出台和产品走向应用指日可待。 在运营商方面，宽带接入业务随着接入技术的发展，使其业务在全球范围内也得到高速持续发展。到2004年12月全球共计发展宽带用户约1.5亿，年增长率为50%。在我国，以ADSL为主的宽带用户在过去的两年中也得到快速增长，其中2003年增长860万户2 004年新增1270万户，达到2385万户，列世界第二。从产品生命周期来看，宽带接入业务已经从导入期进入成长期。 新形势、新阶段，使运营商在业务和网络方面的转型对接入技术、网络的规划、优化和工程设计提出了新的、更高的要求。首先，宽带网络提供的业务从单一的数据接入(高速上网)向包括语音、数据、图像的多媒体业务转型，对宽带接入的传送能力，包括速率、覆盖范围、出线率等，提出了更高的要求。如何根据不同的城市、乡镇环境状况，合理选择预测方法预测用户业务量，规划网络容量、目标，选择合理的接入技术、满足用户业务需求成为运营商更加关心的重大问题。其次，从向用户提供的重点业务从无质量保证的、尽力而为的业务，向要具有质量、可靠性保证的、可盈利的业务转型，也成为了网络运营商需要考虑的问题。再次，宽带用户和网络规模的飞速增长，运营商之间的竞争激烈加剧，要求宽带网络从低建设成本、入工密集型维护向优化建设成本的同时更加注重降低运行维护成本转型。建立一个好的优化经济评价模型，设备更新方案成为了网络优化新的追求目标。再次，与网络规划、优化紧密相关的工程设计术，也由于接于技术的实现晚于国家工程设计一系列标准的出台，导致在工程设计中也出现通信接入网的光纤化技术研究与实现了一系列需要研究的问题。如:如何进行工程量的统计、概预算文件的适应问题等，都需要对其进行符合实际建设情况的探讨。最后，电信网正从传统网络向下一代网络转型，接入网建设中如何结合这种变化也应成为网络运营商应该考虑的问题。整个电信网络正在经历向下一代网络的逐步演进，作为端到端网络的一部分，下一代接入网具有以下特点6-9J .(1)下一代网络的接入网具有宽带化和传输手段多样化的鲜明特点。下一带网络的接入网是一个传输容量更宽，但每用户的价格带宽比更好的网络。 (2)下一代网络的有线接入网将大量引入容量更大的光接入网技术实现FTTC, FTTB从而使光纤尽量靠近用户，甚至实现FTTH，将采用SDH/PON传输和组网方式，低成本地实现吉比特容量，并引入低成本的密集波分复用技术实现接入网更大容量的传输。 (3)下一代网络的无线接入网将通过引入OFDM, IMO等新的技术实现更高容量、更大覆盖，并实现一定的移动性，与3G网络共存并互为补充。 (4)下一带网络的接入网将采用与核心网保持一致的分组承载方式来实现所有的业务(语音、数据和视频)的综合传送，是一个通过低成本实现网络服务质量QOS (Quality Of Service)保证的网络，并基于服务品质协议SLA (Service-Level Agreement)向用户提供不同的业务和服务。 (S)下一代网络的接入网的业务控制层将通过综合接入控制功能实体与核心控制设备交互来提供基于呼叫的业务。 (6)下一代网络的接入网是一个通过开放性的接口实现集中统一管理、管理维护方便的网络。由于接入网用户端设备的分散和数量庞大，下一代网络的接入网管理系统可实现对设备的统一自动配置和安全认证来降低网络的运行维护成本。 (7)下一代网络的接入网将与用户驻地/家庭网络有机结合，向用户提供更多的业务和服务。1.4接入网的发展趋势从目前的接入网的发展情况看，主要有下面几种情况。 (1)光纤接入网(含光接入网技术)是接入网技术的发展方向有线接入网在接入网中处于主体地位。全光接入网技术，即光纤到桌面、光纤到家，随着用户对带宽需求的不断增加，将得到不断的发展。与传统的用户网相比，光纤网络有很多优点，两者的特点如表1.2 (2)综合接入网技术是接入网技术发展的方向 综合接入网设备同时具备普通电话POTS (Plain Old Telephone Service)、综合数字业务ISDN、数字数据DDN (Digital Data Network)、IP (Internet Protocol)等业务的接入功能，既能降低网络建设成本，又方便网络的统一维护。以后的综合接入网设备将能同时提供各类宽带和窄带业务的接入。 (3)以ATM技术或以太网技术为基础的无源光网络 以ATM为基础的无源光网络(APON)代表了宽带接入技术的发展方向之一，其优势在于它结合了ATM多业务，多比特率支持能力和PON(无源光网络)透明宽带传输能力，业务的接入非常灵活。其提供的业务范围从具有交互性的图像分配业务到数据传送、局域网互联、透明的虚通道等。 (4)无线接入是接入网的一个重要组成部分 就目前无线接入技术和设备而言，能提供电话业务和低/中速数据业务的系统主要有CDMA (Code-Division Multiple Access)系统(19GHz频段)、S-CDMA系统(1.8GHz频段)、个人手持式电话系统PHS-Personal Handy-phone通信接入网的光纤化技术研究与实现System(19GHz频段)、数字增强无绳通信DECT-Digital Enhanced Cordless Telecommunications系统及450MHz模拟系统等;能提供电话、64kbit/s数据和ISDN等综合业务的综合接入系统有微波点到多点通信系统;能提供音频、数据和视频的宽带无线全业务接入系统有局域多点分布式系统(LMDS)等。 (5)铜缆技术的更新 从技术发展来看，首先现有的铜缆接入网必须改造，以XDSL (ADSL, HDSL,VDSL等)数字用户线系列技术为代表的铜缆接入技术是一种重要改造手段;HFC系统和非对称Cable Modem则是改造现有CATV网的实验性方案;但从发展来看，光纤接入，特别是宽带光接入辅以无线接入手段将占主导地位。 但是，从目前我国接入网的发展情况来看，ADSL技术在未来几年还将占居主流地位，并且向ADSL2+方向发展，VDSL也将会得到局部应用。 (6)内置SDH接入网 内置SDH接入优势在以下几方面:兼容性强;完善的自愈保护能力，增加网络可靠性;借助SDH的大容量、高可靠性，可组成中继传输与接入的混合网;面向网络发展的升级能力;网络操作、维护、管理功能(OAM)大大加强;有利于向宽带接入发展。SD H利用虚容器(VC)的特点可映射各级速率的PDH，而且能直接接入ATM信号，因此为向宽带接入发展提供了一个理想的平台。 (7)卫星高速数据接入 利用了大容量的卫星高速下行信道，并用电话线路作为上传数据信道，实现下行速率达400kbit/s的高速因特网接入和几十兆比特每秒带宽的数据(视频)广播，是宽带接入的有效补充。由于卫星覆盖面广，卫星接入服务器发展受网络建设的影响较小，并能快速地为有需要的用户提供宽带业务，因此可发展的用户群较大，可极大地提高宽带接入服务器的覆盖范围。总之，固定接入与无线接入一起，将支撑起未来的“无缝覆盖”的网络，用户无论持有什么样的通信终端，都可以轻松接入网络，获得通信新体验。1.5本文的主要工作 课题源于辽宁邮电规划设计院有限公司承接的现有接入网升级“光进铜退”技术和FTTH具体实现项目。针对现有的宽带网络铜缆接入方式存在无法满足业务开展要求、大量占用管孔资源、铜价格上涨导致投资建设成本增大，维护成本增大等弊端，中国网通、中国电信等主流运营商纷纷提出了根据不同环境和条件下利用光缆替换原有铜缆的“光进铜退”接入技术方案。“光进铜退”即FTTX,是宽带发展的一个必然趋势和选择。围绕“光进铜退”以及FTTH的有关技术和实现，本文主要完成了如下的工作: (1)研究了目前主要的接入网技术; (2)深入研究了光进铜退的技术方案和实施规则; (3)分析和研究了大连城域网接入技术现状; (4)分析了大连网络资源情况，根据大连市网络现状制定了“光进铜退”的改造方案; (5)具体研究和设计了黑石礁局09#主干电缆改造接入网“光进铜退”中“铜退”的技术和实施方案; (6)具体研究和设计了金海花园EPON工程为例进行接入网“光进铜退”中“光进”即光纤到户(FTTH)的技术和实施方案。第2章铜线接入技术与光纤接入技术2.1铜线接入技术 铜线接入技术，由于其初期投资小、资费低廉等原因，一直占据接入市场大部分的份额6。 由于铜线在电话网中主要是为传送电话POTS (Plain Old Telephone Service)业务的，传输质量差，仅能传送低速数据与模拟电话业务11,12。为了使其适应交互式多媒体业务的要求，尽管xDSL新技术采用了自适应回拨抵消、自适应均衡、多值逻辑编码等多种措施，但其传输信息的速率与距离仍受到了限制111.2.1.1铜线电缆传输介质的分类 铜线传输介质主要分为双绞线对电缆(Twishted Pair Cable)和同轴电缆(Coaxial Cable)两大类，简述如下。1.双绞线对电缆 双绞线对电缆(Twishted Pair Cable)是一种最常用的传输介质。它由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞绕在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电磁波会被另一根线上发出的电磁波抵消。高质量的双绞线对需每英寸双线互相扭绞1-3次。与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速率等方面均受到一定限制，但其价格较低廉。双绞线又分为屏蔽双绞线对(STP, Shielded Twishted Pair Cable)、筛网状双绞线对(ScTP, Screened Twishted Pair Cable)和非屏蔽双绞线对(UTP, Unshielded Twishted Pair Cable)。虽然双绞线主要用来传输模拟语音信息，但同样适用于数字信号的传输，特别适用于较短距离的信息传输，在传输期间，信号的衰减比较大，并且产生波形畸变1.l一，】。2.同轴电缆 同轴电缆(Coaxial Cable)是一种通信传输电缆。这种电缆在其轴心线上有一个固定中心导体，其外围是一个管状同心导体(通常可以是金属丝编织网、金属箔或者两者并用)，管状导体与中心导体是同心的，并且两者之间有绝缘材料隔离。整个同轴电缆最外层是绝缘保护外套。对于有特殊要求的同轴电缆还要按要求进行恺装。第2章铜线接入技术与光纤接入技术同轴电缆有较宽的带宽，可以用于传输各类数据、话音、视频信号，更可以传输多媒体信息(同时传输数据、话音、视频信号)i,1一，!。2.1.2铜线电缆的传输性能与所有其他介质一样，信号在铜线上传送时会随线缆长度的增加而不断衰减，如图2.1所示。在一条长距离的环路上，总的衰减可达60-70dBo 图2.1信号衰落与距离和频率的关系Fig. 2.1 The relationship of the fading signal between distance and frequence 影响信号损耗的因素除了用户环路长度之外，还有对绞线芯径(主要在低频段)、桥接抽头(表现出振荡行为)以及信号的电磁频率11一l0 描述电缆传输性能的参数为电气性能参数，包括:直流环路电阻、特性阻抗、衰减、近端串扰、衰减与近端串扰之比、结构回波损耗、传输延迟、纵模到差模变换转移损耗、屏蔽的转移阻抗等。通信接入网的光纤化技术研究与实现1.特性阻抗 是电缆及相关连接硬件组成的传输通道的主要特征。它与一对电线之间的距离和绝缘体的电气特性有关，各种电缆有不同的特性阻抗。导线的阻值与导线长度成正比，与导线截面成反比。2.结构回波损耗(SRL, Structural Return Loss) 它是用来衡量通道损耗一致性的。通道的特性阻抗随着信号频率的变化而变化。如果通道所用的线缆与连接硬件阻抗不匹配，就会造成信号反射。被反射到发送端的一部分能量会形成干扰，导致信号失真，这就要降低综合布线的传输性能。3.近端串扰(NEXT, Near-End Cross Loss) 由于串扰，当电子跳出了它们原定的导线并在邻近导线着陆时，电子将被送回发送器的一端。如果串扰的发生远离发送器的话，信号被发回到发送器时已经被消弱得小到观测不到。这就被称为近端串扰(NEXT)，因为信号返回到近端。NEXT通常距发送器20-30m (60-90ft(英尺)。4.远端串扰(FEXT, Far-End) 某些跳出原定导线而在相邻导线上着陆的电子，会继续朝着接受器方向前进(远端)。远端串扰(FEXT)和近端串扰(NEXT)类似，只不过远端串扰是在与信号发出相对的导线的另一端进行测量。由于衰减作用，达到发送线对远端的信号要比到达发送信号近端的信号弱很多。 测试仪主要是测量NEXT，由于存在线路损耗，因此FEXT的量值的影响较小。NEXT并不表示在近端点所产生的串扰值，它只是表示在近端点所测量到的串扰值。这个量值也会随电缆长度不同而变，电缆越长，其值变得越小。同时发送端的信号也会衰减，对其他线对的串扰也相对变小。5.衰减(Attenuation) 在电子穿过电缆时，并不是所有的电子都能到达电缆的另一端，这样就导致了损耗。这种损耗被称为衰减。电缆越长损耗的信号就会越多。信号在通道中传输时，会随着传输距离增加而逐渐减小。衰减是信号沿传输通信的损失量度。衰减用分贝(dB)作单位，表示源传送端信号与接收端信号强度的比率。衰减值越小则被收到的原信号就越多(换言之，衰减值越低越好)。衰减是高速网络最重要的技术指标之一，如果衰减很号会过早损耗，数据会丢失。由于衰减随频率而变化，因此，应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。衰减会随着所用频率的增加而增加;随着温度的增加而增加;随着电缆长度的增加而增加。6.衰减串扰比(ACR, Attentuation Crosstalk Rate) ACR表明在同一线对上接收道德信号与NEXT相比大出多少。它由最差的率减量与NEXT量值的差值计算