全光接入网架构与技术（第五代固定网络（F5G）全光网技术丛书）

《全光接入网架构与技术》是“第五代固定网络(F5G)全光网技术丛书”中的一个分册，系统介绍了全光接入网的架构与技术。

《全光接入网架构与技术》以接入网发展趋势和面临的挑战为切入点，引出下一代接入网 “F5G全光接入网”，提出了全新的F5G全光接入网架构，然后围绕该架构关键特征，介绍全光接入网相关技术基础以及如何规划设计全光接入网基础网络和业务，并系统阐述了全光接入网自动化和智能化应用，最后对全光接入网演进方向和未来进行了展望。

《全光接入网架构与技术》结构清晰，内容新颖，图文并茂，深入浅出，可作为接入网规划、设计、运维工程师等从业人员学习全光接入网规划设计和工程部署的参考用书，也可作为网络技术爱好者及高等学校在校学生学习和了解全光接入网络架构关键技术的学习参考书。

顾华玺,现为西安电子科技大学通信工程学院教授、博士生导师、副院长。长期从事网络技术、光互联等方向的科研教学工作，曾获国家科学技术进步奖二等奖1项、省级教学成果奖二等奖2项。

罗勇,华为技术有限公司高级技术专家，任华为光产品线接入领域首席解决方案架构师。从事接入产品和解决方案设计 20余年，主导了华为多款DSLAM、OLT和ONT产品的系统设计，先后输出发明专利70多项，是华为公司全光接入解决方案奠基人之一。

固定网络和移动网络两大产业均始于模拟信号时代的20世纪80年代。四十多年来，移动通信从1G发展到5G，固定宽带也从F1G(64kb/s)窄带时代，走向当下以10G PON、WiFi 6等技术为基础的F5G千兆超宽时代。建设一张“千兆光宽+千兆5G网”的双千兆基础网络，可向下联百业，向上入专云，为数字经济发展和行业数字化转型提供肥沃土壤。2021年3月，工信部出台了《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021—2023年)》，为“双千兆”网络的建设蓝图提供了明确指导。千兆光网的建设与发展在按下快进键的同时，也带来了全新的挑战。接入网朝着家庭宽带高品质和千行百业数字化转型发展，带来了业务、体验、运营等方面的持续创新。接入网带宽经营转向体验经营，宽带业务的敏捷性和网络运营效率成了接入网发展的突出问题。

千兆F5G全光接入网和千兆5G，将给传统企业带来生产方式、经营管理的数字化变革，催生诸多新模式、新生态，带动工业互联网、智能制造、智慧城市、智能家居等各个领域的创新创业，为赋能经济社会数字化转型注入新动力。从满足人民美好生活需求看，“双千兆”网络和每个人都息息相关，网络更快了，能力更强了，连接更便捷了。在线会议、视频直播拉近了人与人之间的距离; 直播带货、线上销售、VR应用丰富了人们的消费方式; 在线教育、远程医疗让高质量的公共服务随时可得。无处不在的高速网络和快速发展的新业务、新应用正改变着人们的生活。

迈向万物互联的智能时代，F5G和5G将共同构建智能世界的连接基石，二者互为补充，协同发展。我们希望能够不断探索新的应用场景和技术，助力产业的持续发展和繁荣，为F5G固定网络产业的繁荣做出更多贡献。

本书从接入网发展趋势和面临的挑战为切入点，把握当代全光接入网技术的发展脉搏，引出了下一代接入网——“F5G全光接入网”的总体架构以及价值特征，帮助读者了解“F5G全光接入网”的总体架构和关键特征，然后围绕全光接入网架构，介绍全光接入网的关键技术及规划设计，使读者加深对其理解。

编者在写作过程中参考了大量行业资料、论文和相关书籍，将理论和实践有机结合，进行未来全光接入网的架构探索，层层递进地进行了详细的阐述和透彻的分析。希望读者能够通过本书掌握全光接入网的架构与技术，从而更好地进行全光接入网相关工作和技术研究。

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本书的读者对象如下：

规划设计院工程师: 通过学习本书可以了解F5G全光接入网架构与技术，更好地完成全光接入网络的规划设计。

运营商客户: 从事接入网络规划建设和维护的工程师，通过学习本书可以了解全光接入网架构和技术，更好地进行网络规划和维护。

高等院校学生: 通过学习本书，毕业后可以从事接入网络相关工作，应聘设计院、通信企业网络设计和维护工程师等方向。

网络技术爱好者: 对全光接入网络感兴趣的人员，可了解下一代接入网络关键技术和未来发展方向。

本书主要由顾华玺、罗勇编写，参与编写的人员还有余晓杉、魏雯婷、熊宇、曹定波、陈亮、陈颖、黄世魁、郑刚、迟菲、普云、卿立军、何伯勇、王卫、翟桢娟、周湖喜。

限于编者的水平和经验，加之时间比较仓促，书中疏漏或者错误之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2022年1月

第1章什么是全光接入网00

1.1接入网趋势与挑战00

1.1.1业务趋势: 家庭宽带高品质升级，企业加速全面上云00

1.1.2行业趋势: 光纤延伸千行百业，使能行业数字化转型00

1.1.3产业趋势: 接入网迈入F5G时代，开始数智化转型00

1.1.4关键挑战00

1.2全光接入网概述00

1.2.1全光接入网简介00

1.2.2全光接入网应用场景00

第2章全光接入网架构00

2.1总体架构00

2.2架构关键特征0

2.2.1超宽光千兆0

2.2.2差异化承载0

2.2.3网络智能化0

2.2.4敏捷自动化0

第3章全光接入网技术基础0

3.1ODN相关技术0

3.1.1ODN网络概述0

3.1.2挑战与要求0

3.1.3预连接技术0

3.1.4不等比分光0

3.1.5数字化技术0

3.2PON通用技术0

3.2.1PON技术概述0

3.2.2PON关键技术0

3.2.3PON技术演进0

3.2.4PON技术标准0

3.3低时延PON技术0

3.3.1单帧多突发技术0

3.3.2独立注册通道技术0

3.4OLT设备切片0

3.5网络自动化技术0

3.5.1SDN0

3.5.2元数据驱动0

3.5.3NETCONF/YANG0

3.5.4分层抽象以及横向集成0

3.5.5原子API编排提供业务级可编程API0

3.6管道质量监测技术0

3.6.1TCP/UDP eMDI技术0

3.6.2IFIT/IOAM带内探测技术0

3.7网络智能化技术0

3.7.1Telemetry技术0

3.7.2机器学习0

3.7.3AI加速0

第4章全光接入网基础网络规划设计0

4.1全光接入基础网规划原则0

4.2综合业务区规划0

4.3统一光缆网规划0

4.4用户光缆网规划0

4.4.1规划原则0

4.4.2主干段规划0

4.4.3配线和入户段规划0

第5章全光接入网业务规划设计0

5.1设计原则0

5.2网络规划0

5.2.1规划方式0

5.2.2OLT位置规划

5.3组网设计

5.3.1业务层组网设计

5.3.2网络层组网设计

5.4QoS设计

5.4.1业务层QoS设计

5.4.2网络层QoS设计

5.5可靠性设计

5.5.1业务层可靠性设计

5.5.2网络层可靠性设计

5.6OAM设计

5.6.1业务层OAM设计

5.6.2网络层OAM设计

第6章全光接入网自动化

6.1面临挑战

6.2自动化方案

6.3自动化典型场景

6.3.1固定接入共享

6.3.2ONT即插即用

6.3.3云网协同

第7章全光接入网智能化

7.1面临挑战

7.2智能化方案

7.3智能化典型场景

7.3.1质差根因分析

7.3.2功耗智能调节

7.3.3故障远程定位

第8章全光接入网演进与展望

8.1传统接入网向敏捷自动接入网演进

8.1.1网络自动化演进

8.1.2软件架构向组件化演进

8.2自动接入网向自治接入网演进

8.3全光接入网未来展望

附录专业术语