无源光网络技术

无源光网络技术
【摘要】网络技术是我国重要的技术类型之一，对我国国民经济的增长和人民生活水平的提高都有着重要的影响，无源光网络技术作为一种新的技术类型，以其独特的优势在各个领域得到了广泛的应用，因此，探讨无源光网络技术具有重要的社会现实意义。

【关键词】无源光，网络技术，分析，探讨
一、前言
无源光网络技术是一种比较先进的网络技术之一，在各个行业都有广泛的应用，在新的时期，加强对这种技术的分析探讨，已经具有迫切性。

二、无源光网络的概念
无源光网络(PON)，是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的光分配网络(ODN)没有任何有源电子设备.
PON(无源光网络)技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓朴结构，在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。

PON包括ATM-PON(APON，即基于ATM的无源光网络)和Ethernet-PON(EPON，即基于以太网的无源光网络)两种。

三、无源光网络的优势
无源光网络(PON)是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。

无源光网络的优势具体体现在以下几方面：
1.无源光网络设备简单，安装维护费用低，投资相对也较小。

2.无源光设备组网灵活，拓扑结构可支持树型、星型、总线型、混合型、冗余型等网络拓扑结构。

3.安装方便，它有室内型和室外型。

其室外型可直接挂在墙上，或放置于”H”杆上，无须租用或建造机房。

而有源系统需进行光电、电光转换，设备制造费用高，要使用专门的场地和机房，远端供电问题不好解决，日常维护工作量大。

4.无源光网络适用于点对多点通信，仅利用无源分光器实现光功率的分配。

5.无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。

6.从技术发展角度看，无源光网络扩容比较简单，不涉及设备改造，只需设备软件升级，硬件设备一次购买，长期使用，为光纤入户奠定了基础，使用户投资得到保证。

四、无源光技术的运用
1、企业客户
企业客户主要是中小企业和网吧等，其带宽需求一般相对较高（一般超过2Mbit/s，典型需求为10Mbit/s甚至100Mbit/s），业务需求以IP业务为主，辅以E1语音专线或POTS业务，可以承受较高的资费。

此外，企业客户对系统的可用性和维护质量要求较高，这样就对PON设备的长时可用性和运营商的运维部门提出了较高的要求。

传统接入方式（如DSL、光纤收发器等）在接入企业客户时存在较大不足，如DSL接入的带宽较低难以满足商用客户需求，且速率不稳定；光纤收发器的传输带宽有保证，但消耗大量光纤资源，在光缆资源紧张区域难以满足要求。

采用EPON和GPON技术可以较好地满足企业客户的需求，弥补传统接入方式的不足。

具体来说，在中小商业客户比较集中的商业楼宇，采用PON技术直接实现FTTO或FTTB+LAN，可为客户提供不同带宽、不同业务类型（包括IP、E1、话音）的个性化服务；在网吧密集地区和新建工业园区，采用PON技术替代光纤直连方式实现FTTO，每个网吧或企业独享一个ONU，在提供稳定传输带宽的同时可节省大量城域光纤资源。

2、视频监控
随着城市监控、交通监控等一系列远程视频监控组网需求的大量出现，视频监控（“全球眼”）、视频通信（“新视通”）等对上行带宽要求较高的业务已经成为运营商的一种收益较高的新型业务。

视频监控业务对上行带宽需求较大，一般超过3Mbit/s，终端设备数量大并且在一个区域内呈分散分布，对接入网络的扩展性要求高。

此外，由于此类业务主要用于公共安全防护和行业应用，客户对QoS的要求较高，但对成本不很敏感。

采用PON技术承载视频监控业务的回传数据，摄像头通过FE接口直接连接至ONU，可充分利用PON系统上行高带宽的特性，与视频光端机点到点的传
输方式相比，可节约大量主干光纤资源。

3、家庭用户
家庭用户包括高端家庭用户（别墅、高档公寓）和普通家庭客户，他们是宽带接入市场中用户数量最多的客户群，业务需求以IP业务为主，辅以POTS业务。

目前家庭用户对带宽的需求一般，但随着IPTV、视频通信等高带宽业务的陆续出现，将使得运营商接入带宽的升级压力剧增。

此外，家庭用户对成本和资费敏感，而且用户数量众多，维护压力大。

ADSL和LAN接入是目前家庭用户宽带接入的主要方式，具有技术成熟、布线简单、成本低等优势，但带宽升级能力有限，同时对小区机房、运维和供电的要求较高；LAN接入还存在网络层次多、故障点多、维护困难、对组播业务的支持能力较弱等缺点，用户带宽升级会造成对光缆和以太网交换机千兆光口数量的急剧增加，从而导致网络建设成本大幅增加。

由于高端家庭用户和普通家庭用户对资费的承受能力存在一定差异，因此采用PON技术为家庭用户提供高带宽接入服务时需要区分客户类型来采用FTTH或FT－TB/C等不同的网络结构。

对于别墅区和高档住宅小区，考虑到用户对资费的承受能力较强，可以采用PON直接实现FTTH，一步到位解决客户对IP数据、视频和话音的多种业务需求。

对于普通家庭用户，采用PON+LAN（多FE端口的ONU）或PON+DSL（内置DSLAM功能模块）实现FTTB，在提供高带宽的同时可大幅降低网络建设成本，满足普通家庭用户对低资费高带宽的要求。

五、无源光网络技术的发展WDM―PON
一个典型的WDM―PON系统通常由OLT、RN和若干ONU组成。

WDM―PON系统中，OLT只需一根馈线光纤便可与各ONU之间建立点对点连接,为每个用户提供100Mbit/s以上的可用带宽。

这种点对点的连接也使得整个系统具有较高的安全性，为用户提供隐私保护。

在每个波长上承载业务时，也具有对协议和速率透明的特点，物理层为WDM，可承载任意二层协议，每一波长（每一ONU）也可工作在不同的速率下。

AWG的插入损耗也远远低于TDM―PON 中所使用的分路器，因此传输距离更长，或可容纳更多用户。

此外，WDM―PON 系统工作在连续模式下，无需突发模式下的高速同步技术，也不需要实现复杂的TDM、MAC协议进行资源分配。

与TDM―PON相比，WDM―PON可提供更高的带宽、灵活性和安全性，但目前面临的主要问题还是成本较高。

此外，由于具体业务尚未全面开展，如高清视频、3D视频和游戏等，短期内多数用户还不需要这么大的带宽，而且很多运营商已部署EPON、GPON等TDM―PON网络，在日后的升级中会充分考虑保护既有投资。

六、下一代无源光网络技术
1.PON/ROF汇聚
随着光纤敷设到用户驻地趋势的日益深入化，EPON、GPON和WDM-PON 已经进入了无线接入市场。

另外一方面，BWA（宽带无线接入）技术诸如WiFi/WiMAX/3G正变得流行，它们的优势在于更具拓展性和灵活性。

一个简单的融合例子是在FTTB环境中EPON和WiFi的级联。

出于经济可行性考虑，在集中住宅单元部署一个带有接入到IEEE802.11nWLAN接口的ONU以覆盖众多用户，这是一种替代实现FTTH的好方案。

一种真正的光网络和无线的汇聚可能发生在基于光纤传输的广播系统（ROF）。

一种关于PON与ROF会聚的新方向是在PON的光纤实体端传送RF 子载波，从而基带信号数据流和数据调制的RF信号能同时传送到有线和无线用户处。

2.长距离传输PON
带有大的分流比，长反馈距离的长距离传输PON被认为是下一代光接入网的候选之一，为了延深PON的可达距离至100km,采用的方式是开发双向的内置光放大器。

由于这使得中继器运作灵活，因此长距离传输PON或Super PON的说法有些不正确，取而代之长距离光接入网是个比较可取的名字。

迄今为止，已经开展了许多以扩展GPON可达距离为主要方式的研究活动，在这些过程中所用的光放大器是EDFAs（掺饵光纤放大器）或SOAs。

长距离传输PON技术的进步使得城域网发展重心转向接入网变得可能，这也是城域和接入汇聚的一个重要的发展方向。

七、结束语
无源光网络技术的应用已经是一种趋势，在此过程中，要不断提高技术水平，保证网络的稳定性和安全性，如此，可以更好的服务于社会主义经济的发展和人民生活水平的提高。

参考文献
[1]何岩.XPON系统的多业务接入体系结构与机制.电信技术,2008(10):26-30.
[2]林如俭,李力,宋英雄,张瑞峰.一种基于EPON的全业务光纤接入网.有线电视技术,2003(16):102-106.。