光纤网络是如何构成的？
最开始的通信网络基于模拟数据，并使用铜缆实现。然而，技术进步越来越快，随之所需的传输速率必然相应地增加。如今，铜缆逐渐被现代的光纤所取代。
但是，光纤到底有哪些扩展阶段？光纤网络将如何连接到现有的铜缆网络？新的光纤网络可以实现哪些技术？
光纤连接有哪些可扩展的阶段，FTTx是什么意思？
在大多数情况下，当前以这样的方式建立光纤网络，即相关的网络运营商从交换机向客户的方向路由光纤网络。因此光纤连接如何分布便出现了几种情况。通用术语是FTTx。
FTTx包括以下扩展阶段：
- FTTC（光纤到路边）
- FTTB（光纤到楼）
- FTTH（光纤到户）
图1：FTTx的形式：FTTC，FTTB和FTTH
什么是FTTC？
FTTC是用于描述直至路边设备的光纤布线的术语，光纤最终布线至路边多功能机柜。在这一节点上，光纤技术的信号被转换到铜缆上，直至到达相应的用户。这也称为混合网络。这样做的好处是，由于铜缆的长度明显缩短，因此可以传输更大的带宽。
什么是FTTB？
将光纤引入建筑物中的房屋配线箱。从这一节点，将光纤信号转换到现有的铜缆。这也是将来自光纤电缆的信号转换到现有铜缆基础结构的地方。
什么是FTTH？
使用FTTH，可将光纤线路铺设到用户家中的用户线路上。当然，并不是每个客户都会从中心局接入他们自己的光纤网络。铜缆被电缆分配器或多功能机柜转换或更换。
光纤网络如何连接到现有的铜缆网络？
在第一部分中，对光纤网络扩展的各个阶段进行了更详细的研究。根据扩展阶段的不同，接入的光缆将连接到现有铜缆的一部分，或者通过调制解调器直接传输到公寓。
什么是多功能柜？
多功能机柜是新一代的有源电缆分配器。这些新的多功能机柜使在线技术离客户越来越近。这缩短了通过较差的铜缆网络到客户进行数据传输的路线，并允许传输明显更高的带宽。
图2：多功能柜
接入的光缆和连续的铜缆之间的连接由光网络单元（ONU）进行，该单元位于网络运营商的多功能机柜中。在这里，信号被转换可通过现有的铜线传输到用户。
图3：光网络单元（ONU）
媒体转换器是如何工作的？
媒体转换器是网络中用于转换不同传输媒体信号的设备。它们用于在各种连接电缆上（如双绞线电缆、同轴电缆和光纤），将要从一种介质传输的数据通过物理层转换为另一种介质。这样，例如，可以通过双绞线电缆实现更大的传输范围。
图4：带有光纤SFP模块的媒体转换器
什么时候需要光纤调制解调器/路由器？
图5：光纤调制解调器
对于诸如FTTC或FTTB的连接，不需要特殊的光纤调制解调器。可以在多功能柜（FTTC）中或直接在房屋连接①处进行转换。
如果像FTTH一样，将光纤电缆铺设到客户家中，则需要光纤调制解调器。在这种情况下，将光缆从房屋连接点布线到光纤插座②处。然后，相应的光纤调制解调器③通过一根光纤电缆连接到该插座。路由器④通过LAN电缆连接到该路由器。（见图5）
在各个光纤扩展阶段可以实施哪些物联网技术？
由于光纤网络的不断扩展和FTTx连接的各种方式，因此也可以使用现代互联网技术。这里有两点特别值得一提：一方面是G.fast，另一方面是GPON。这两种技术是新技术，通常基于光纤网络。
什么是G.fast？
G.fast是最新的DSL标准，是VDSL2的后继产品。使用G.fast，可以在非常短的距离内实现千兆范围内的数据速率。对于传输，G.fast使用的频率范围比VDSL2高得多。VDSL2和超级矢量的带宽为35 MHz，而G.fast使用106 MHz或高达212 Mhz。为了获得这些带宽，光纤网络必须尽可能靠近客户。最合适的选择是FTTB（光纤到楼）或FTTH（光纤到户）。
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技术 |
频率范围 |
下载 |
上传 |
线路长度 |
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G.fast |
106 MHz |
500 Mbit/s |
500 Mbit/s |
250 m |
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G.fast |
212 MHz |
1000 Mbit/s |
1000 Mbit/s |
250 m |
表1：G.fast 106 MHz和212 MHz对比
什么是GPON，它如何工作？
GPON是桥接大距离的光传输网络。
图6：GPON分配器和网络结构
GPON（千兆位无源光纤网络）使用光
纤电缆代替了以前使用的铜缆。使用GPON，取决于所使用的技术，下行传输速率可高达2.5 Gbit/s。GPON是共享媒体技术：这意味着可能的传输速率已分配给各个用户。为此，使用了分光器。该分光器将输入信号分配到32或64根光纤上，然后转发给客户。关于此方法的有趣之处在于，分光器的输入信号平均分配给所有光纤。使用GPON，分光器是无源的，不需要自己的电源-因此，这些光纤的每个用户都可以获取相同的数据。数据分配是通过AES加密完成的。 由于这种加密，接收器无法解密输入端的完整数据流，因为它只能解密请求的数据。
GPON和数据传输可以通过一根或两根光纤来实现。如果使用两根光纤，则一根光纤预留给下行，一根光纤预留给上行。但是，也可以通过一根光纤实现下行和上行。在这种情况下，使用两个不同波长的光传输。对于下行，波长是1490 nm，对于上行，波长是1310 nm。
概述
网络结构正在发生变化。光纤电缆可以在各种扩展阶段FTTx中铺设至用户。用户使用的铜缆越来越短，可以使用诸如G.fast或GPON之类的现代互联网技术，可将它们与高速下载和上传结合在一起。
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