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加吉拉德Girard，A.，杨柳 著

图书标签:

• FTTx
• PON
• 光纤通信
• 网络技术
• 测试
• 吉拉德
• 通信工程
• 宽带接入
• 光网络
• 电信技术
• 9787115164919

店铺： 温文尔雅图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115164919

商品编码：29763987798

包装：平装

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基本信息

书名：FTTxPON技术与测试

定价：36.00元

作者：(加)吉拉德(Girard,A.),杨柳

出版社：人民邮电出版社

出版日期：

ISBN：9787115164919

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

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编辑推荐

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内容提要

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实现FTTx可以有多种技术，其中被看好、用的多的是PON(无源光网络)技术。本书详细介绍了PON的体系架构、基本系统、拓扑构成、物理层和协议传输层的性能特性、PON设备、各种外围设备及其安装要求、相关国际标准、PON的安装、服务激活、运营维护以及相关的测试技术。主要读者对象为从事光通信的管理人员、工程技术人员，以及相关专业的教师以及学生。

目录

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鸣谢　
前言　
章 FTTx简介　
　1.1 FTTx简介　
　　1.1.1 FTTx缘何受青睐　
　　1.1.2 可用服务　
　1.2 FTTx架构　
　1.3 OSP设备　
　1.4 OSP安装　
　1.5 PON安装测试　
　1.6 服务激活测试　
第2章 FTTH PON架构和拓扑　
　2.1 全球带宽使用现状　
　2.2 网络技术　
　2.3 FTTH的发展史　
　2.4 PON体系架构　
第3章 网络设计和工程应用　
　3.1 PON技术　
　3.2 有源设备　
　3.3 无源光器件　
　　3.3.1 耦合器　
　　3.3.2 分路器　
　　3.3.3 连接器　
　　3.3.4 附件　
　3.4 光纤及其性能　
　　3.4.1 光性能　
　　3.4.2 机械性能　
　　3.4.3 P2MP PON中的光缆类型　
　3.5 PON协议　
　　3.5.1 概述　
　　3.5.2 宽带PON(BPON)　
　　　3.5.2.1 ATM协议　
　　　3.5.2.2 数据传输　
　　3.5.3 千兆能力PON(GPON)　
　　　3.5.3.1 GPON TC帧结构　
　　　3.5.3.2 GPON协议和上行流量管理　
　　3.5.4 以太网PON(EPON)　
　　　3.5.4.1 以太网业务　
　　　3.5.4.2 IEEE 802.3ah-2004　
　　　3.5.4.3 以太网PON的传输体系　
　　　3.5.4.4 OLT的下行数据广播模式　
　　　3.5.4.5 ONT的上行数据传输　
　　　3.5.4.6 EPON中的前向纠错(FEC)　
　　　3.5.4.7 操作、管理和维护(OAM)　
　　　3.5.4.8 以太网体系架构小结　
第4章 外围设备安装　
　4.1 OSP的安装　
　　4.1.1 光缆　
　　4.1.2 接头盒，配线架以及光纤管理装置　
　　4.1.3 落线终端　
　　4.1.4 ONT的安装　
第5章 测试　
　5.1 物理层　
　　5.1.1 安装　
　　　5.1.1.1 损耗的测量　
　　　5.1.1.2 链路特性　
　　5.1.2 服务激活　
　　　5.1.2.1 OLT(仅限于初的服务激活)　
　　　5.1.2.2 光网络终端(ONT)　
　　5.1.3 故障诊断　
　5.2 协议层　
　　5.2.1 ATM服务激活和提供　
　　　5.2.1.1 ATM性能参数　
　　　5.2.1.2 ATM QoS测试　
　　5.2.2 EPON服务激活和提供　
　　　5.2.2.1 质量和性能　
　　　5.2.2.2 以太网性能验证　
　　　5.2.2.3 RFC 2544测试　
　　　5.2.2.4 吞吐量　
　　　5.2.2.5 突发(背对背)　
　　　5.2.2.6 帧丢失　
　　　5.2.2.7 时延　
　　　5.2.2.8 以太网的误码率测试　
　　　5.2.2.9 后一英里的连通性　
　　　5.2.2.10 以太网业务验收测试　
　　　5.2.2.11 测试配置　
　5.3　器件制造　
　　5.3.1 无源器件　
　　　5.3.1.1 宽带光源(BBS) 测试法　
　　　5.3.1.2 延时扫描测试法　
　　　5.3.1.3 波长扫描(或频率扫描)测试法　
　　　5.3.1.4 测试时间和系统复杂度比较　
　　　5.3.1.5 偏振相关的损耗　
　　5.3.2 有源器件　
第6章 总结　
第7章 术语　
第8章 缩略语　
第9章 参考文献　
　9.1　ITU-T建议　
　　9.1.1 与PON有关的建议　
　　9.1.2 其他建议　
　9.2　与PON有关的IEC标准　
　9.3　IEEE接入网标准(EPON)　
　9.4　Telcordia　
　9.5　其他参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《深入解析光纤到户（FTTx）接入技术及其测试方法》 一、 前言 在数字时代浪潮的推动下，信息传输的带宽需求呈现爆炸式增长。作为新一代宽带接入技术的集大成者，光纤到户（Fiber to the x，简称FTTx）凭借其超大带宽、低延迟、高可靠性等显著优势，正以前所未有的速度渗透到全球通信网络的各个层面，成为构建高速、泛在信息社会的核心基石。从家庭用户的千兆上网体验，到企业的高效数据传输，再到物联网设备的广泛连接，FTTx技术无处不在，深刻地改变着我们的生活和工作方式。 然而，FTTx技术的部署与维护并非易事。复杂的网络架构、多样的技术标准以及精密的测试要求，都对网络工程师、技术人员以及相关从业者提出了更高的挑战。为了确保FTTx网络的建设质量、运行效率以及用户体验，掌握扎实的光纤接入技术理论，熟悉先进的测试手段，并能够熟练运用各种测试仪表，已成为行业内的基本要求。 本书旨在为广大从事FTTx网络规划、设计、施工、维护以及质量检测的相关技术人员，提供一个全面、深入、实用的技术参考。我们将深入剖析FTTx网络中的关键技术原理，从物理层的光纤传输，到逻辑层的协议栈，再到终端设备的应用，进行细致的讲解。同时，本书将重点聚焦于FTTx网络中不可或缺的测试环节，系统性地介绍各种测试方法、标准以及实际操作技巧，帮助读者构建起一套完整的光纤网络测试体系，有效解决网络部署和运行过程中遇到的各种技术难题。 二、 FTTx技术概述 FTTx是光纤通信技术在用户接入网中的应用，其核心理念是将光纤传输介质延伸至用户终端或其附近，以提供更高带宽、更佳性能的网络服务。FTTx并非单一的技术标准，而是涵盖了一系列根据光纤延伸距离和部署场景而衍生的不同解决方案。 1. FTTx的分类与演进： FTTH (Fiber to the Home)： 光纤直接铺设到家庭用户家中，提供最高带宽和最佳性能，是FTTx的最终目标。 FTTB (Fiber to the Building)： 光纤铺设到建筑物（如公寓楼、办公楼）的楼内弱电间，再由楼内线缆（如超五类/六类网线、同轴电缆）连接到各个用户。 FTTC (Fiber to the Curb/Cabinet)： 光纤铺设到街道旁的路边箱或通信机柜，距离用户端相对较近，再通过传统的铜缆或其他介质接入用户。 FTTD (Fiber to the Desk)： 光纤直接铺设到办公区域的办公桌。 FTTO (Fiber to the Office)： 光纤铺设到企业用户办公室。 FTTx技术的演进经历了从早期的BPON（Broadband PON）、EPON（Ethernet PON）到更高效、更大带宽的GPON（Gigabit PON）和10G EPON，再到面向未来更高带宽需求的XG-PON、NG-PON2等。每一种技术都代表着在传输效率、复用方式、接口标准等方面的重要突破。 2. PON (Passive Optical Network) 核心技术： PON是目前FTTH网络中最主流的技术架构。其核心特点在于“无源”，即在光线路终端（OLT）和光网络单元（ONU）之间，无需任何有源电子设备（如放大器、中继器），仅依靠光分路器（Optical Splitter）实现信号的分光和合光。这极大地降低了网络建设和维护的成本，提高了网络的可靠性。 OLT (Optical Line Terminal)： 位于运营商中心机房，是PON系统的核心设备，负责管理和控制整个PON网络。 ONU (Optical Network Unit) / ONT (Optical Network Terminal)： 位于用户侧，将PON信号转换为用户可用的电信号（如以太网、语音、视频信号）。ONT通常指直接安装在用户家中的终端设备，ONU则可能指安装在楼内或其他共享区域的设备。 ODN (Optical Distribution Network)： 由光纤、光分路器、连接器、光缆接续盒等组成，是连接OLT和ONU/ONT的物理传输通道。 3. GPON技术详解： GPON是当前应用最广泛的千兆PON技术。它基于ITU-T G.984系列标准，提供高带宽（下行最高2.5Gbps，上行最高1.25Gbps）和高效的传输机制。 多路复用方式： GPON采用TDM（Time Division Multiplexing，时分复用）作为上行传输的复用方式，OLT为每个ONU分配独立的时间片，避免冲突。下行传输则采用TDM和GEM（GPON Encapsulation Method）相结合的方式，GEM能够更灵活地封装各种业务。 波长分配： GPON使用不同的波长进行下行和上行传输，通常下行为1490nm，上行为1310nm，同时预留了1550nm用于传输视频信号（RF Overlay）。 业务封装： GPON使用GEM端口来封装各种业务，包括IP数据、TDM业务（如E1）等，提高了传输效率和灵活性。 4. EPON技术简介： EPON基于IEEE 802.3ah标准，以以太网帧作为其基本传输单元。 多路复用方式： EPON采用TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）作为上行复用方式，OLT为每个ONU分配一个固定的上行传输窗口。 波长分配： EPON通常也使用1490nm进行下行传输，1310nm进行上行传输。 简化的管理： 相较于GPON，EPON的协议栈相对简单，易于实现，因此在早期部署中具有一定的优势。 5. 10G EPON与下一代PON技术： 随着带宽需求的进一步提升，10G EPON（支持10Gbps下行和1Gbps或10Gbps上行）应运而生。同时，XG-PON、XGS-PON、NG-PON2等下一代PON技术正在发展和部署中，以提供更高的带宽、更低的延迟以及支持更多样化的业务。 三、 FTTx网络中的关键技术组件 1. 光纤类型与特性： 单模光纤 (SMF)： FTTx网络主要采用单模光纤，其纤芯直径小（约9微米），允许光信号以单一模式传输，有效减少模间色散，实现长距离、高带宽传输。常见的单模光纤标准包括G.652（ITU-T标准，广泛应用）、G.655（低非零色散位移光纤，用于WDM系统）等。 多模光纤 (MMF)： 主要用于短距离、低速率传输，在FTTx接入网中应用较少。 光纤连接器与适配器： SC、LC、FC、ST等是常见的连接器类型，它们负责光纤与设备之间的物理连接，其插入损耗和回波损耗是衡量连接质量的关键指标。 2. 光分路器 (Optical Splitter)： 光分路器是PON网络的核心器件，它能够将一根光纤的信号分成多路输出，或者将多路信号合并到一根光纤。 类型： 常见的有1xN（如1x2、1x4、1x8、1x16、1x32、1x64、1x128）和NxM（如2x2、4x4）等。 技术： 熔融拉锥（Fused Biconical Taper, FBT）和平面光波导（Planar Lightwave Circuit, PLC）是两种主要的光分路器制造技术。PLC分路器通常具有更好的性能和稳定性。 关键参数： 分光比、插入损耗、回波损耗、均匀性、功率容量等。 3. 光缆与接续： 光缆结构： 根据应用环境，有直埋光缆、架空光缆、室内光缆、引入光缆等。其结构设计需要考虑防水、防鼠、抗拉伸、耐候性等因素。 光纤接续： 主要有两种方式：熔接（Fusion Splicing）和机械接续（Mechanical Splicing）。熔接通过电弧将两段光纤熔合，损耗低、可靠性高，是主流方式；机械接续通过精密卡槽将光纤固定，施工简便，但性能不如熔接。 4. OLT与ONU/ONT设备： OLT： 具备PON端口、上行传输端口（如GE、10GE）、管理端口等，并集成PON MAC层、业务处理、网管功能。 ONU/ONT： 具备PON端口，以及用户接口（如GE LAN口、Wi-Fi接口、POTS接口、RF接口等），实现信号的转换和业务的接入。 四、 FTTx网络测试方法与仪表 精准、全面的测试是保障FTTx网络质量的关键环节。测试贯穿于网络建设的各个阶段，从光缆敷设、设备安装到网络运行维护，都需要相应的测试手段。 1. 光纤链路的基本参数测试： 光功率计 (Optical Power Meter, OPM)： 用于测量光信号的功率水平。在FTTx网络中，用于测量OLT到ONU/ONT各端口的光信号功率，判断信号是否在接收范围内。 光源 (Optical Light Source, OLS)： 发出稳定、已知功率的光信号，与光功率计配合使用，用于测量光纤链路的总损耗。 光损耗测试（Insertion Loss Test）： 利用光源和光功率计，测量光纤链路（包括光纤、连接器、熔接点、分光器等）的总衰减。在PON网络中，需要区分下行和上行链路的损耗。 连接器回波损耗测试： 测量光信号在连接器处反射回来的功率。高回波损耗意味着低反射，对系统性能有利。 2. 光时域反射仪 (Optical Time Domain Reflectometer, OTDR)： OTDR是FTTx网络故障定位和光缆质量评估的“利器”。它通过向光纤发送脉冲信号，并测量反射回来的信号强度和时间，从而获得光纤链路的损耗、长度、反射点位置（如连接器、熔接点、光缆断点）等信息。 OTDR关键参数： 动态范围、事件分辨率、衰减分辨率、脉冲宽度、测量范围。 OTDR测试曲线分析： 识别和分析各种事件（熔接点、连接器、宏弯、断点），测量事件损耗和背向散射损耗。 PON网络中的OTDR应用： 在线测试 (In-Service Testing, IST)： 在PON网络正常工作时进行测试，需要使用特殊的光分路器来隔离工作波长，避免对业务造成干扰。 离线测试 (Out-of-Service Testing, OOST)： 在PON网络断电时进行测试，可以获得更精确的测量结果，但会中断业务。 OLT侧与ONU侧测试： OTDR可以在OLT端或ONU端进行测试，测试点不同，结果也会有所差异。OLT侧测试通常能覆盖更长的链路。 关键应用： 光缆敷设验收、故障点定位、光缆质量评估。 3. PON特定测试： ONU/ONT激活测试： 验证ONU/ONT能否成功连接到OLT，并获得授权。这通常通过OLT的注册状态、ONU/ONT指示灯和网管界面来确认。 PON光信号质量测试： 测量ONU/ONT接收到的光信号功率，确保在接收灵敏度范围内。 业务带宽测试： 使用专业的带宽测试工具（如iperf、Speedtest等），在用户端测试实际的下行和上行带宽，评估FTTx网络的服务质量。 协议层测试： 对于GPON、EPON等协议，可以使用协议分析仪来抓取和分析OLT与ONU之间的通信报文，诊断协议层面是否存在问题。 4. 其他辅助测试： 光纤熔接机： 用于光纤的连接，其熔接损耗和对接质量直接影响链路性能。 光纤端面清洁工具： 光纤连接器端面的污染是导致高损耗和回波损耗的主要原因，必须保持清洁。 可视化故障检测仪 (Visual Fault Locator, VFL)： 发射红色激光，用于在短距离内快速定位光纤断点、弯曲点或不良连接。 五、 FTTx网络建设与维护中的挑战与对策 1. 建设挑战： 光缆敷设难度： 城市管线资源紧张、复杂地形、杆路环境等都给光缆敷设带来挑战。 室内布线问题： FTTB/FTTH场景下，建筑物内部的布线空间狭小、存在电磁干扰、防火安全等问题。 兼容性与互通性： 不同厂商的设备、不同版本的协议之间可能存在兼容性问题。 2. 维护挑战： 故障定位难： PON网络接入用户数量多，故障排查需要精确定位到某一个用户或某一段光纤。 环境因素影响： 光缆老化、接口氧化、动物破坏、恶劣天气等都可能导致故障。 技术更新快： 新技术、新标准的不断涌现，对维护人员的技术更新提出了要求。 3. 对策： 精细化规划设计： 充分考虑地形、用户分布、现有管线等因素，优化光缆路由和分光器部署。 规范化施工： 严格遵守施工规范，确保光纤接续质量、光缆保护到位。 标准化测试验收： 引入专业的测试仪表，进行严格的光缆链路、设备性能、业务参数验收。 加强日常巡检与监控： 定期对关键节点进行巡检，利用网管系统进行实时监控。 建立完善的故障处理流程： 明确故障响应、定位、修复、验证的流程。 持续的技术培训： 针对最新的FTTx技术和测试方法，为技术人员提供系统培训。 借助智能化运维工具： 利用大数据、AI等技术，实现故障的预测性维护和根源性分析。 六、 结论 FTTx技术的飞速发展，为我们带来了前所未有的网络体验，但其背后是复杂的技术体系和严格的测试要求。本书从技术原理到实际应用，从基础理论到测试方法，进行了较为详尽的阐述，旨在帮助广大技术从业人员深刻理解FTTx网络，熟练掌握各种测试技能，高效解决网络建设与维护中的难题。 随着信息时代的不断演进，对网络的需求将持续增长，FTTx技术及其相关测试方法也将不断发展和创新。希望本书能成为您在FTTx技术领域不断学习和探索的宝贵伙伴，共同为构建更高速、更智能的未来网络贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排体现了作者深厚的行业积累。它不是简单地罗列技术点，而是构建了一个完整的知识体系。从光纤基础知识的铺陈，到无源光网络架构的演进，再到不同PON技术（如GPON、EPON甚至更前沿的技术）的深入对比，逻辑脉络清晰得令人称赞。这种由浅入深、由宏观到微观的组织方式，使得读者能够非常自然地建立起对整个FTTx生态系统的认知框架。我发现，即便是那些我自认为已经掌握的技术名词，在书中经过重新梳理和系统阐述后，我才真正理解了它们之间的相互关联和制约关系。这种全景式的视角，对于从事网络规划和架构设计的人来说尤其宝贵，它帮助我们跳出了单一技术的局限，站在更高的维度上去思考网络的性能和未来发展方向。

评分☆☆☆☆☆

这套书的内容深度简直令人惊叹！它不像市面上那些泛泛而谈的技术手册，而是真正深入到了骨髓里。我以前对FTTx的理解停留在概念层面，读完这本书后，感觉像是经过了一次系统而彻底的“洗礼”。作者在讲解每一个技术细节时，都展现出了对底层原理的深刻洞察力，比如光纤的损耗模型、无源光网络（PON）的各种接入技术，甚至连一些非常底层的光信号处理机制，都被剖析得淋漓尽致。我特别喜欢它对实际工程中可能遇到的复杂问题的探讨，那些在标准文档里找不到的“陷阱”和优化技巧，在这里都有详细的阐述。阅读过程中，我时常需要停下来，对照着手头的项目资料反复琢磨，那种豁然开朗的感觉，是其他任何书籍都无法给予的。它不仅仅是知识的传递，更像是一种思维方式的引导，教你如何用工程师的严谨去审视和解决问题。对于想从“会用”跨越到“精通”的同行来说，这本书无疑是一份不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书时，第一印象是它的厚度和排版，感觉像是一本严肃的学术著作，但翻开后才发现，它的叙事方式其实非常人性化。作者很懂得如何平衡理论的严谨性与读者的接受度。比如，在引入复杂的数学公式时，总会先用清晰的文字逻辑来铺垫其背后的物理意义，而不是直接把读者扔进公式的海洋里。我尤其欣赏它在案例分析部分的处理。那些典型的组网场景和故障排查流程，描述得极其详尽和贴近实战，读起来让人感觉就像是跟着一位经验丰富的老工程师在现场指导。书中的图示也做得很出色，很多复杂的拓扑结构和信号流程图，比那些只有文字描述的资料直观多了，一下子就能抓住重点。总的来说，这本书的阅读体验是流畅而充实的，它没有故作高深，而是脚踏实地地把复杂的技术知识，用一种易于理解的方式构建起来，非常适合作为系统学习的教材或者工作中的案头参考。

评分☆☆☆☆☆

老实说，阅读技术书籍往往伴随着枯燥乏味，但这本书在严肃的技术讨论中，偶尔流露出的那种对技术进步的热情和对行业现状的深刻反思，让人觉得阅读过程充满了活力。作者在分析一些技术瓶颈时，会适当地加入一些前瞻性的讨论，比如未来网络容量的扩展性、安全性和运维的智能化等议题。这使得这本书不仅仅是一本记录现有技术的工具书，更像是一部具有前瞻视野的行业观察报告。它激励着读者去思考“下一步是什么”，而不是仅仅满足于当前的解决方案。对于希望保持技术前沿敏感度的工程师来说，这种“现在进行式”与“未来展望”的结合，是这本书最吸引我的地方之一，它让学习过程变得不再只是对既定事实的记忆，而是一种对行业未来的参与和探索。

评分☆☆☆☆☆

我个人对技术文档的“可操作性”要求很高，很多书读完后，感觉知识是有了，但就是不知道怎么应用到实际的测试环节。而这本书在这方面做得尤为出色，简直是测试工程师的“圣经”。它详细列举了从物理层到接入层的各种测试指标和标准测试方法，对于光时域反射仪（OTDR）的参数设置、光功率计的精度校准，都有非常细致的说明和对比分析。更关键的是，它不仅仅告诉你“怎么测”，还告诉你“为什么这么测”，以及不同测试结果背后可能隐藏的真实网络状况。我正是通过这本书，优化了我之前对光纤链路损耗的评估方法，避免了好几次因为测试参数选择不当导致的误判。对于任何需要进行FTTx网络验收或维护的人来说，这本书提供了无可替代的实战指导，让测试工作变得更加专业和可靠。