光通信与无源光接入网技术介绍-周钊
光纤通信中的无源光网络技术
光纤通信中的无源光网络技术摘要：宽带业务的增多, 使得PON技术得到了越来越多的应用。
无源光网络主要由位于中心控制站的光线路终端（OLT），位于用户端的光网络单元（ONU）以及OLT与ONU 之间的光分配网络（ODN）组成。
其中ODN包括光纤和无源分光器或耦合器。
PON采用无源光器件且共享光纤作为传输介质，因而整个光网络成本较低，同时避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，设备和线路的可靠性大大高于有源网络。
PON宽带接入技术具有宽频带，大容量，广覆盖，低投入，高可靠性以及综合业务接入能力等优点。
目前PON技术主要有 APON、EPON 和GPON 等几种,其主要差异在于采用了不同的二层技术。
关键词：无源光网络；APON；EPON；GPON；TDMA1 绪论近几年来，随着互联网的快速发展和个人电脑的普及，互联网数据流量激增，传统的铜缆接入方式显然已经无法满足通信业务量增长的需求。
由于光纤具有传输频带宽、容量大、损耗低、抗干扰能力强、价格便宜等优点，非常适合作为高速、宽带业务的传输媒体。
在目前的宽带接入领域主要采用以下几种接入方式：XDSL( 数字用户线 )技术、FTTB+LAN以太网宽带接入技术、HFC + CableModem宽带接入技术、电力线载波宽带接入技术、无线宽带接入技术以及无源光网络宽带接入技术,其中应用最广泛的为电信普遍采用的XDSL(数字用户线)技术。
电力线载波宽带接入技术因其成本高昂未能推广应用,而无源光网络宽带接入技术随着技术的不断成熟和用户对带宽需求的不断增加,正以其高带宽、高效率、易维护、易升级以及低成本等特性受到业内的普遍关注,并在国内外得到大量应用。
2 光网络技术概述无源光网络【1】（Passive Optical Network, 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(PON)和有源光网络(AON)技术比较
无源光网络（PON）和有源光网络（AON）技术比较深圳市首迈通信技术有限公司摘要：本文对无源光网络（PON）和有源光网络（AON）在网络结构和技术性能进行比较，分析两者在我国FTTH市场的适应性，阐述我国对FTTH接入技术的选择。
光纤到户（Fiber To The Home——FTTH）接入技术作为未来最终的、一劳永逸的宽带接入解决方案，在日本和美国已得到广泛应用（共有用户约500万）。
在我国FTTH尚处于明芽阶段，尚未有商用的FTTH接入网络，但FTTH在我国已得到了越来越多的关注。
现有的FTTH技术主要包括无源光网络（Passive Optical Network——PON）和有源光网络（Active Optical Network——AON），AON 接入技术又称小区交换有源光网络接入技术（Remote Office AON——RAON），它们各有优势，适合于不同的应用环境。
本文在对它们的网络结构和技术性能进行比较，并结合我国住宅小区的特点，比较上述两种FTTH技术在我国住宅小区应用的优劣，浅析我国住宅小区对FTTH接入技术的选择。
1. 几种FTTH接入技术最早的FTTH技术是光纤从电信运营商中心机房拉至用户家里以点对点（P2P）的方式组网，如图1.1所示。
其能轻易提供100M或1G带宽，网络结构简单，运营维护成本低，支持数据、话音和视频等多种业务，支持目前和未来各种宽带应用的能力。
但这种接入方式显然有其明显缺点：过分依赖光缆资源，光纤链路过长过多；由于中心机房离用户较远（一般平均距离在4—5km），这种大芯数远距离光缆铺设成本非常高，尤其在国内城市几乎不可能；一般中心机房覆盖区域大，用户众多，设备和光缆配线集中在中心机房需要大量空间。
目前，这种P2P的FTTH技术只应用在大客户（如大型企业、重点单位等），在FTTH接入中将很少使用。
目前谈论最多的FTTH接入技术是基于一点对多点（P2MP）网络拓扑结构的无源光网络（Passive Optical Network—PON）的FTTH接入网，如图1.2所示，在靠近用户时使用光分配器（Splitter）实现一点对多点（P2MP）的网络结构。
无源光网络技术原理及技术应用
无源光网络技术(PON)1、概述光接入网技术通常有两种：有源光网络(AON)和无源光网络(PON)。
有源光网络的局端设备和远端设备通过有源光传输设备相连，其传输技术在骨干网中已经大量采用，如SDH和PDH技术，以SDH技术为主。
有源光网络的拓扑结构通常采用星型或环型，其技术特点是：传输容量大，目前SDH传输设备一般提供155Mbps、622Mbps、2.5Gbps的速率；无中继情况下传输距离可达100公里以上；用户信息隔离度好，有源光网络的拓扑结构无论是星型还是环型，从逻辑上看，其传输方式一般采用点到点方式。
无源光网络(PON)有APON(BPON)、EPON(GEPON)、GPON之分。
其中APON(BPON)、GPON是由ITU制定的标准，其主要特点是以ATM技术为基础。
1998年，ITU-T以ATM技术为基础，发布了G.983系列APON(ATM PON)标准，后于2001年更名为BPON，即“宽带的PON”。
2003年3月～2004年6月，ITU-T在APON的基础上先后颁布了G.984系列GPON(Gbit PON)标准。
EPON是英文Ethernet over Passive Optical Networks即以太无源光网络的缩写，是IEEE于2004年6月，颁布文号为IEEE802.3ah的基于以太网技术的无源光网络标准。
APON、GPON、EPON的网络拓扑结构相似，其主要差异在于不同的二层技术。
APON、GPON采用的是ATM技术，APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，由于存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，一直未能取得市场上的成功。
而GPON在二层采用ITU-T 定义的GFP(通用成帧规程)对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，能提供1.25Gbps和2.5Gbps下行速率和所有标准的上行速率，并具有OAM功能。
下一代无源光接入网技术PON的技术演进
下一代无源光接入网技术PON的技术演进摘要：PON技术越来越受到人们的关注，本文首先简单介绍了PON技术的发展历史和现状，接着介绍了PON 的三种技术：APON、EPON和GPON并对两种主流PON技术―EPON和GPON进行分析比较，提出了从现有的EPON、GPON技术演进到下一代PON网络xPON，从技术实现的角度对xPON技术进行了探讨。
关键字：PON APON EPON GPON xPON1、引言:无源光网络（PON）技术是最新发展的点到多点的光纤接入技术。
无源光网络由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。
一般其下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA(时分多址接入)方式，而且可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构(典型结构为树形结构)，PON的本质特征就是ODN全部由无源光器件组成，不包含任何有源电子器件。
这样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，简化了供电配置和网管复杂度，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,越来越受到业界的关注和重视,发展非常迅猛。
与点到点的有源光网络相比，PON技术的主要特点在于维护简单，成本较低（节省光纤和光接口）和较高的传输带宽，其高性能价格比的特点会使其在很长时间内保持竞争优势，PON一直视被为接入网未来的发展方向。
PON网络由于其简洁、廉价、可靠的网络拓扑结构被普遍认为是宽带接入网的最终解决方案，支持光纤到户FTTH。
与核心网不同的是，FTTH对成本更加敏感。
成本的突破很大程度上意味着条件的成熟。
剖析FTTH成本因素，主要有两个方面，一是设备采购成本，二是运营成本。
根据NTT公布的数据，FTTH的这两项成本已经与高速ADSL基本接近。
值得一提的是，目前ADSL设备的价格下降潜力已经不大，但是FTTH的成本随着规模增长有望继续下降。
从整体上看，在接入网领域光通信酝酿着新一轮的发展。
无源光网络(PON)技术概述
无源光网络(PON)技术概述作者：管一飞来源：《科技资讯》 2012年第28期管一飞（上海贝尔股份有限公司上海 201206）摘要:简单介绍无源光网络（PON）技术，包括它们的组成、分类和性能特点，实际应用中的组网方式和光功率计算等。
关键词:无源光网络 EPON GPON FTTx中图分类号:TN915.6 文献标识码:A 文章编号：1672-3791(2012)10(a)-0019-02我国目前的主流有线宽带接入技术主要包括ADSL、FTTB+LAN、FTTx等，其中光纤接入（FTTx）技术是今后一定时期内的发展方向，它主要通过无源光网络（PON）技术实现。
1 光纤传输的优势光纤传输具有带宽高、线路直径小且重量轻、传输质量高和成本低等优势。
如今光纤的带宽理论上已经超过10GHz，每公里衰减小于0.3db，随着技术的发展，未来10～100Gb/s的传输也将成为可能；光纤即便包裹着保护套，也比同等的铜线尺寸小重量轻；更为突出的是，光纤传输抗干扰能力强，几乎可以忽略附近各种电子噪声源的干扰；此外，传输途中的低损耗可以增加中继器间的距离，因此减少了外部设备的成本，降低了维护运行费用。
2 无源光网络（PON）的组成与分类无源光网络（PON）系统由局端设备（OLT）、用户端设备（ONU/ONT）和光分配网（ODN）组成。
所谓“无源”，是指ODN全部由无源光分路器和光纤等无源器件组成，不包括任何有源器件。
PON技术采用点到多点的拓扑结构，下行和上行分别采用时分复用（TDM）的广播方式和时分多址（TDMA）方式传输数据。
PON技术可以细分为很多种，目前常见的有APON（ATM PON）、EPON（Ethernet PON）和GPON（Gigabit PON），它们的主要区别体现在数据链路层和物理层的不同。
其中，APON以ATM 作为数据链路层；EPON使用以太网作为数据链路层，并扩充以太网使之具有点到多点的通信能力；GPON则结合了APON和EPON的优点，使用ATM/GEM作为数据链路层，能够对多种业务提供良好支持，同时引入了更多的来自电信业的网络管理和运行维护思想。
无源光网络技术无源光网络技术应用
无源光网络技术无源光网络技术应用1 概述随着宽带接入的普及，以及业务类型从简单的邮件收发发展到在线游戏等对实时性和带宽需求较高的业务，一部分用户提出了更高带宽需求，因此“光纤到户”成为最具发展潜力的宽带接入解决方案。
FTTH分为点到点（以下简称P2P）和点到多点（以下简称P2MP）两种。
P2P的光纤接入技术就是使用光纤收发器的以太网接入；P2MP 的光纤接入技术有一个专用的名词叫做PON（无源光网络），PON技术可以细分为BPON、EPON、GPON和WDM―PON等多种。
2 无源光网络技术2.1 BPON（APON）BPON以前被称为APON，以ATM 作为承载协议，下行传输的是连续的ATM 流，比特率为155.52 Mb/s或622.08 Mb/s；上行传输的是突发形式的ATM 信元，速率为155M。
实现BPON 的关键技术有多址和接入控制技术(在使用TDMA上行接入时包括测距、带宽分配等)、突发信号的发送和接收技术、快速比特同步技术以及安全保密等方面的技术。
BPON的特点在于多业务和灵活的组网。
BPON系统有两大缺点，一是数据传送效率低，二是在ATM 层上适配和提供业务复杂，不适合向所有用户推广应用。
2.2 EPONEPON以以太网为载体，采用点到多点结构、无源光纤传输方式，下行速率为1Gbit/s，上行以突发的以太网包方式发送数据流，也提供一定的运行维护和管理(OAM)功能。
和传统的以太网相比，EPON 主要增加了两部分功能：位于媒体接入控制(MAC)层之下的仿真子层和被作为MAC层一部分的多点控制协议（MPCP）。
基于千兆以太网的无源光网络(EPON)设备通过树形光分配网的拓扑结构，实现一个局端设备（OLT）一根光纤与多个远端设备（ONU）通信。
其下行通信为连续方式，发送的以太网数据帧中载有各个目的ONU的标识LLID，广播发送给每个ONU，在ONU设备中实现数据帧的过滤，将其它ONU的数据帧丢弃；上行通信采用TDMA方式实现多点接入，每个ONU 在由局端设备统一分配的时隙中发送数据帧，所分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。
光纤接入网与无源光网络概述
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PLC
PLC是指电力线上网，只要有电力插座的地方 就可以上网，方便，但因为其安全性和标准上 的障碍，目前其市场基本上可以忽略不计。
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目前网络现状
骨干网层面：容量已达到10Tbps级 ,下一代网
络的逐步引入提高了网络利用率 ,已基本可以满 足新兴业务的需求 。
DEMUX …
λUM
λUM
(b)
SOA Chip FBG2
(d)
FBG1 λS
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解决方案
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技术难题2：突发信号“全光、透明”放大整形
突发 功率变化达 10 倍 信号 功率突变时间可达 1纳秒
需要“全光、透明”放大整形，以适合长距离传输
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PON网络结构
无源光网络（PON－Passive Optical Networks）技术是为了支 持点到多点应用发展起来的光接入技术。 OLT－－Optical Line Terminal，光线路终端 ONU－－Optical Network Unit，光网络单元 POS－－Passive Optical Splitter，无源光分路器/耦合器 ODN－－Optical Distribution Network，光纤分布网
光纤接入网与无源光网络概述
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光纤接入网与无源光网络
接入网简介 时分复用无源光网络(EPON & GPON) 波分复用无源光网络(WDM-PON) 混合波分时分复用无源光网络(HPON)
光通信中的无源光网络技术研究
光通信中的无源光网络技术研究无源光网络技术是目前光通信领域研究的重点内容之一。
无源光网络是以被动元件为主要构成的光网络，也称为全光网络。
相比有源光网络，无源光网络的构建成本更低，同时无需进行耗能量的光放大，从而可以有效降低光信号传输过程中的能耗，提高光网络的可靠性和稳定性。
本文将对无源光网络的技术特点、发展现状及研究进展进行探讨。
一、无源光网络技术特点无源光网络中的主要光元器件是光纤、光栅、波导等无源器件，它们均没有自己的电源设备，也不需要人为干预，可靠性高、寿命长。
通过对无源光网络进行一定的设计和优化，可以将网络所需的光源等主要器件做进被动元器件中，从而在光网络传输过程中最大限度地减少光信号损耗，提高网络传输效率和可靠性。
二、无源光网络发展现状当前，无源光网络技术已经得到了广泛的应用和研究。
无源光网络已广泛用于高速通信、无线通信、光存储、光计算等领域。
在实际应用中，无源光网络的优点有很大发挥空间。
三、无源光网络研究进展在无源光网络领域中，有很多的研究方向，例如光路调度、数据安全、新型纤芯等方面，进行不断的改进和创新，科技进步带来的发展速度越来越快。
目前，人们对光通信的期望越来越高，因此无源光网络技术的研究也必须不断创新和更新。
四、一个令人振奋的新突破在无源光网络的研究中，近年来有一个令人振奋的新突破：基于真空电子器件的新型无源光网络。
这种新型的无源光网络主要利用微小尺寸的真空电子器件进行信号控制和调制，从而实现对光信号的高效传输和处理。
相比传统的无源光网络，这种新型网络具有更高的灵活性、更高的传输速率、更高的抗干扰能力等优点。
当前，这种基于真空电子器件的新型无源光网络已经在一些领域中得到了广泛的应用，并有望在未来成为光网络的新标准。
五、结论无源光网络技术是光通信领域中的重要研究方向。
无源光网络的发展趋势是越来越灵活和高效，无源光网络需要在多个方面进行创新和应用，从而更好地服务于实际需求。
在未来的科技发展中，无源光网络将成为光通信的主流技术，并为人们的通信、互联网等带来无与伦比的体验和效果。
光电通信中的无源光网络技术
光电通信中的无源光网络技术随着信息技术的飞跃发展，光电通信已经成为现代通信领域的一项重要技术，其速度、带宽和稳定性等方面都远超传统通信方式。
而光网络技术则是光电通信的核心技术之一，光网络技术的形式多种多样，其中无源光网络技术已逐渐成为研究的热点。
什么是无源光网络技术？简单来说，无源光网络技术是一种基于纯光学方式来实现光信号传输、分配、管理和控制的技术手段。
该技术通过光时分复用技术（TDMA）和光波分复用技术（WDM）等来实现高效的光信号传输，从而可以实现局域网、城域网、广域网等多级光网络的构建。
并且这种技术采用全光无源网络结构，具有无递归连接、无电子路由和无光放大等特点，能够实现抗电磁干扰、保证传输质量、降低能耗等优势，更加符合大数据、云计算等高速数据存取场景的需求。
在现代社会中，网络信息安全问题日益凸显，光网络的安全性也是非常重要的一个问题。
而无源光网络技术不仅在传输速度、带宽、可靠性上具有巨大优势，同时在数据信息的安全性上也得到了很好的体现。
由于无源光网络结构中不存在关键分组的缓存、处理以及转发，因此在黑客攻击等安全攻击时，也很难收到影响，大大提升了数据的安全性。
除此之外，无源光网络技术的广泛应用也在逐渐加速。
例如在高速列车上，随着商务、旅游、文化交流等人们活动范围不断扩大，需要解决在高速列车上网络传输中的信息瓶颈和安全问题，这可以借助无源光网络技术来实现。
同时，无源光网络技术在石油、化工、航空等领域也得到了广泛应用。
综上，无源光网络技术具有高速、大流量、低时延、高安全性、能耗低等优点，已经成为现代通信领域必备技术之一。
在未来数字经济的发展中，无源光网络技术将会得到更加广泛的应用，也必将推动中华民族通信科技的进一步发展。
PON——无源光网络接入技术及运维
PON——无源光网络接入技术及运维作者：柯春林来源：《无线互联科技》2013年第05期摘要：接入网是用户进入城域网/骨干网的桥梁，是信息传送通道的“最后一公里”，特别是无源光网络PON是有线接入领域的杰出代表。
本文介绍了基站PON的几种接入方法、时钟同步和保护、QOS及运维解决方法。
最后展望了PON发展趋势。
关键词：无源光网络；接入网；同步；QOS移动通信业务迅速发展要求移动基站向小型化、高密度覆盖的方向发展，为了减少基站回传投资，光接入是基站接入的最佳方式。
PON提供的基站专线接入能很好地解决2G/3G/Feamtocell等基站的业务回传，并提供高精度时钟、时间和高可靠性的网络保护。
1 基站PON接入介绍综合的全业务运营商希望通过统一的ME网络承载2G和3G的语音和数据移动业务，运营商希望利用丰富的PON资源实现移动业务的统一承载。
针对该类需求，目前多采用MA5680T+MA5612的组合方案和MA5680T+MA5628的组合方案，基站控制器RNC/BSC侧根据采用CX600作为移动接入网关连接RNC；基站NodeB/BTS侧采用盒式MA5612或MA5628实现基站接入，通过光纤接入到的MA5680T设备。
2 基站PON接入的几种方式2.1 基于TDM业务的基站专线接入SDH网络第一种方式是通过GPON线路专线接入到SDH网络，即采用CBU Native TDM+OLTE1/STM-1。
MA5612/MA5628通过E1接口接入2G/3G基站的TDM业务数据，并通过Native TDM方式上行至OLT的GPON业务板；OLT还原出TDM信号，并通过TOPA单板上的提供的E1端口（通过NH1A扣板提供）/STM-1端口（通过O2CE扣板提供）将信号送到SDH网络。
第二种方式是通过EPON线路专线接入到SDH网络，即采用CBUTDMoPSN（SAToP-Connect）+OLT E1/STM-1方案。
无源光网络EPON技术简介
无源光网络EPON技术简介一、无源光网络的概念1、光纤接入网近年来，以互联网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系结构，随着各国接入网市场的逐渐开放，竞争的日益加剧和扩大，新业务需求的迅速出现，有线技术（包括光纤技术）和无线技术的发展，接入网开始成为人们关注的焦点。
在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的接入网技术。
光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。
在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。
光纤接入网是发展宽带接入的长远解决方案。
光纤接入网(OAN)，是指用光纤作为主要的传输媒质，实现接入网的信息传送功能。
通过光线路终端(OLT)与业务节点相连，通过光网络单元(ONU)与用户连接。
光纤接入网包括远端设备——光网络单元和局端设备——光线路终端，它们通过传输设备相连。
系统的主要组成部分是OLT和远端ONU。
OLT的作用是为接入网提供与本地交换机之间的接口，并通过光传输与用户端的光网络单元通信。
它将交换机的交换功能与用户接入完全隔开。
光线路终端提供对自身和用户端的维护和监控，它可以直接与本地交换机一起放置在交换局端，也可以设置在远端。
ONU的作用是为接入网提供用户侧的接口。
它可以接入多种用户终端，同时具有光电转换功能以及相应的维护和监控功能。
ONU的主要功能是终结来自OLT的光纤，处理光信号并为多个小企业，事业用户和居民住宅用户提供业务接口。
ONU的网络端是光接口，而其用户端是电接口。
因此ONU具有光/电和电/光转换功能。
它还具有对话音的数/模和模/数转换功能。
ONU通常放在距离用户较近的地方，其位置具有很大的灵活性。
光纤接入网（OAN）从系统分配上分为有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive OpticaOptical Network)两类。
本文讨论的是无源光网络，对有源光网络就不在多说。
全光纤到桌面无源光局域网微管微缆布线技术要点及示范工程介绍
无源光局域网(P O L,P a s s i v e O p t i c a l L A N)是一种基于P O N技术的新型局域网组网方式,其继承了P O N网络的无源传输距离长、大带宽、高可靠性、易管理、易部署的技术优势,相比于以接入、汇聚、核心等多级交换为特性的传统局域网,其扁平化的网络结构更适合南北数据量大、低延时、云服务等现代网络的特点。
自2013年国际上首次提出P O L的理念起，P O L就在许多超大项目上得以成功应用,迪拜哈利法酒店就是第一座采用P O L技术建设信息网络的标志性建筑。
我国自2017年也开启了P O L相关标准和工程应用的研究,由中国勘察设计协会组织编写的《无源光局域网工程技术标准》(T/C E C A20002-2009)已于2019年8月1日开始正式实施。
2019年10月,在中国电子节能技术协会、中国勘察设计协会支持和指导下,华为、诺基亚贝尔等多家公司作为发起单位,成立了绿色全光网络技术联盟(O N A),不仅成功发布了《F5G全光园区技术应用白皮书》《智慧医院F5G 全光网应用产业白皮书》等技术成果,还推广完成了数百个代表性工程。
在国际上,欧洲电信标准协会(E T S I)将P O L相关技术定义为第五代固定通信网络(F5G),并在2020年2月正式成立F5G工作组,加速光纤到户及光联万物工程的进。
在流行的P O L网络结构中,核心交换机和O L T放置于核心机房中,一般采用两级分光或者一级分光。
采用一级分光时,无源分光器放置于楼层弱电间中;采用两级分光时,上级分光设置于核心机房,下级分光设置于楼层弱电间内。
O N U的设置位置尽可能靠近用户终端的位置,以4~8口的多端口O N U为常见,从O N U到各种用户终端采用以太网铜缆网线,网线长度通常为5~10m。
一、全光纤到桌面POL1.1全光纤到桌面P O L方案的技术特点近年来,在P O L技术大规模推广应用的过程中,某些建筑体量较大、末端带宽需求高、网络物理隔离要求严且网络需集中灵活管理的园区或大型建筑,越来越青睐一种被称为“全光纤到桌面P O L”的P O L方案。
无源光网络EPON技术简介
无源光网络EPON技术简介一、无源光网络的概念1、光纤接入网近年来，以互联网为代表的新技术革命正在深刻地改变传统的电信概念和体系结构，随着各国接入网市场的逐渐开放，竞争的日益加剧和扩大，新业务需求的迅速出现，有线技术（包括光纤技术）和无线技术的发展，接入网开始成为人们关注的焦点。
在巨大的市场潜力驱动下，产生了各种各样的接入网技术。
光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。
在干线通信中，光纤扮演着重要角色，在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。
光纤接入网是发展宽带接入的长远解决方案。
光纤接入网(OAN)，是指用光纤作为主要的传输媒质，实现接入网的信息传送功能。
通过光线路终端(OLT)与业务节点相连，通过光网络单元(ONU)与用户连接。
光纤接入网包括远端设备——光网络单元和局端设备——光线路终端，它们通过传输设备相连。
系统的主要组成部分是OLT和远端ONU。
OLT的作用是为接入网提供与本地交换机之间的接口，并通过光传输与用户端的光网络单元通信。
它将交换机的交换功能与用户接入完全隔开。
光线路终端提供对自身和用户端的维护和监控，它可以直接与本地交换机一起放置在交换局端，也可以设置在远端。
ONU的作用是为接入网提供用户侧的接口。
它可以接入多种用户终端，同时具有光电转换功能以及相应的维护和监控功能。
ONU的主要功能是终结来自OLT的光纤，处理光信号并为多个小企业，事业用户和居民住宅用户提供业务接口。
ONU的网络端是光接口，而其用户端是电接口。
因此ONU具有光/电和电/光转换功能。
它还具有对话音的数/模和模/数转换功能。
ONU通常放在距离用户较近的地方，其位置具有很大的灵活性。
光纤接入网（OAN）从系统分配上分为有源光网络(AON，Active Optical Network)和无源光网络(PON，Passive OpticaOptical Network)两类。
本文讨论的是无源光网络，对有源光网络就不在多说。
EPON_以太网无源光网络接入技术浅析
EPON_以太网无源光网络接入技术浅析1.引言1.1接入网现状目前接入网现有的解决方案和用户的需求之间存在着巨大差异。
在用户侧的本地网络已经普遍拥有了支持10M和100M速率的能力，在城域网侧已经可以支持千兆和万兆的速率，在用户侧和城域网侧之间数据的传送却大部分为2M带宽甚至只有更低的接入速率。
接入网仍是大容量局域网和骨干网之间的瓶颈。
宽带接入网技术通信业界多年来一直认为，PON（Passive Optical Network无源光网络）是接入网未来的方向。
它在解決宽带接入问题上普遍被认可，无论设备和运行、护维、网管方面，它的成本相对便宜，提供的带宽足以应付未来的各种宽带业务需求。
PON自从在20世纪80年代被采用至今，已历经了几个发展阶段。
电信运营商和设备制造商开发了多种协议和技术以便使PON解决方案能更好的满足接入网市场需求。
PON(无源光网络)是指ODN(光配线网)中不含有任何电子器件及有源设备,DN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。
PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备,所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。
而且这种接入方式的前期投资小,大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。
它的传输距离比有源光纤接入系统的短,覆盖的范围较小,但它造价低,无须另设机房,维护容易。
因此这种结构可以经济地为居家用户服务。
PON的复杂性在于信号处理技术。
在下行方向上,交换机发出的信号是广播式发给所有的用户,在上行方向上,各ONU采用时分多路访问TDMA (Time Division Mutiple Access)协议完成共享传输通道信息访问。
目前PON技术主要有APON、EPON和GPON等几种,其主要差异在于采用了不同的二层技术。
APON是由ITU/FSAN定义的，以ATM协议为载体，下行以155.52Mb/s或622.08Mb/s的速率发送连续的ATM信元，同时将物理层OAM信元插入数据流中。
光通信及无源光接入网技术介绍-周钊
缺点
GPON技术、设备相对复杂。其承载有QoS保障的多业务 和强大的OAM能力等优势很大程度上是以技术和设备的复 杂性为代价换来的，从而使得相关设备成本较高。随着 GPON 技术的发展， GPON 设备的成本将会有相应地下降 。
WDM PON中的组播技术研究
波分复用无源光网络（WDM PON）
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WDM PON的优点 高带宽大容量 协议透明 线路带宽独立 升级简便 虚拟P2P连接 高安全性 WDM PON的关键技术 光源选取 混合调制技术
1974年开始低损耗光纤和光通信的研究 1970年代中研制成低损耗光纤和室温下可连续发光的半 导体激光器 1979年在北京和上海分别建立了光通信试验系统 1986年建立了国内第一条实用化光缆干线——宁汉光缆 1991年起，不再建长途电缆通信系统 1999年建成8纵8横光纤骨干网，覆盖了除台湾外所有省 会城市和75％地市。 21世纪以来，接入网应用，FTTH建设、三网融合。
PON技术介绍
光纤接入的主流技术
FTTx 光纤接入分为有源 (P2P Ethernet)和无源 (PON)两种模式； PON是未来光纤接入 技术的主流模式；
Ethernet (P2P) xPON (P2MP)
APON
BPON
EPON
GPON
P2P
适合大客户专线接入
P2MP
适合FTTH/O的应用
2000多年前：烽火台——浓烟、火焰
西方的大航海时代：旗语
1880年 贝尔发明了光电话——无线光通信
太阳能做光源，传输了213米
1960年，红宝石激光器的发明 1966年，“光纤之父”高锟博士提出光纤通信的 设想 1970年，康宁公司的卡普隆(Kapron) 之制作出 损耗为20dB/km光纤，世界第一根有实用意义的 通信光纤。 1977年，贝尔研究所和日本电话电报公司研制成 功寿命达百万小时的半导体激光器。
无源光网络技术综述
无源光网络技术综述一、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。
二、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。
三、基于ATM的无源光网络1．APON技术简介近年来，在接入网上使用ATM技术以提供视频广播、远程教育以及数据通信等多种业务的趋势越来越明显。
浅析无源光网络技术
浅析无源光网络技术作者：牛峥来源：《科学与财富》2016年第16期摘要：随着新时代信息科技的飞速发展，无源光网络已经成为接入网的必然趋势，然而无源光网络中包括若干种重要的技术。
本文介绍的几种技术在无源光网络中发挥着不可或缺的作用，测距技术、突发光电技术、动态带宽分配协议（DBA）、前向纠错编码技术（FEC）、线路加密技术。
（一）测距对OLT而言，各个不同的ONU到OLT的逻辑距离不相等；OLT与ONU的环路时延（RTD：Round Trip Delay）也会随着时间和环境的变化而变化。
因此在ONU以TDMA方式（也就是在同一时刻，OLT一个PON口下的所有ONU中只有一个ONU在发送数据）发送上行信元时可能出现碰撞冲突，如图1所示。
为避免这种碰撞冲突，通常在ONU第一次注册时就会启动测距功能。
通过测量每个ONU 和OLT之间的环路时延，并插入相应的均衡时延（EqD：Equalization Delay）参数Td值，使所有ONU到OLT的逻辑距离相等，从而避免上行信元发生碰撞冲突。
OLT在测距过程都需要开窗，暂停其他ONU的上行发送通道。
（二）突发光电技术10G GPON上行方向采用时分复用的方式工作，每个ONU必须在许可的时隙才能发送数据，不属于自己的时隙必须关闭光模块的发送信号，才不会影响其他ONU的正常工作。
对于OLT侧上行接收来讲，必须要根据时隙进行突发接收每个ONU的上行数据。
因此，为了保证系统的正常工作：测距保证不同ONU发送的信元在OLT端互不冲突，但测距精度有限，一般为正负1bit，不同ONU发送的信元之间会有几bits的防护时间（但不是比特的整数倍），如果ONU侧的光模块不具备突发发送功能，则会导致发送信号出现叠加，信号则会失真。
由于每个ONU到OLT的距离不同，所以光信号衰减对于每个ONU来讲都是不同的，所以就可能导致OLT在不同时隙接收到的报文的功率电平是不同的。
如果OLT侧的光模块不具备光功率突变的快速处理，则会恢复出错误的信号（高于阈值电平才认为有效，低于阈值电平则无法正确恢复）。
宽带无源光纤接入介绍
终端用户1
OLT
ONU2
终端用户1
ONU3
终端用户1
APON上行传输
宽带无源光接入设备: BPON
APON关键技术
高精度的测距技术 高速突发同步技术 动态带宽分配算法 大动态范围光信号收发技术
宽带无源光接入设备: BPON
APON关键技术——高精度的测距技术
对OLT而言，各个不同的ONU到OLT的距离不相等 ；OLT与各ONU间的环路时延还会随时间和环境而 变，因此会引起上行信元的碰撞。为防止碰撞，可 通过实时测量每个ONU和OLT间的环路时延， ONU调解发送时延，插入相应的均衡时延Td，使 所有ONU到OLT的逻辑距离相同。 测距方法：扩频法、带外法和带内开窗法。 按照测距时ONU上有、无业务，又分为静态测距 和动态测距。
宽带无源光接入设备: BPON
EPON的优缺点
优点：
与现有以太网的兼容性. 以太网技术,是迄今为止最成功和成熟的局域网技术.在 WAN和LAN连接时将减少APON在ATM和IP协议间转 换.
高带宽. 根据目前的讨论,EPON的下行信道为百兆/千兆的广播 方式,而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道.这比目前 的接入方式,如Mo-dem、ISDN、ADSL甚至APON(下 行622/155Mbit/s,上行共享155Mbit/s)都要高得多.
宽带无源光接入设备: BPON
APON关键技术——光信号收发
OLT光接收机必须能够适应不同ONU信号的不同光 功率。接收机需要有一个很大的动态范围，并设定 门限，以最快的速度来判决。而每个ONU发射机 的输出功率也可以根据本节点的路径损耗进行调节 ，从而降低OLT接收机动态范围的要求。另外，与 常规的光纤通信激光器相比，ONU激光器要求有 良好的消光比。
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高速突发同步技术
动态带宽分配算法
大动态范围光信号收发技术
高精度的测距技术
缺点
信元开销很大，设备成本过高（费力不讨好）
EPON
EPON与APON最大的区别是前者通过不定长的802.3以太 网帧来提供多种业务。帧长从64字节到1518 字节。 优点：
• 与现有以太网的兼容性. • 以太网技术,是迄今为止最成功和成熟的局域网技术. 在WAN和LAN连接时将减少APON在ATM和IP协议 间转换.
交互式电视 ATM节点
视频 VIDEO
有线接入 • 铜线
• HDSL • ADSL • 铜线光线混合接入
• HFC • 光纤接入
• 有源光纤 • 无源光纤 无线接入
光纤接入 未来的发展趋势
<1Mbps3M
8M
25M
~100M
接入技术
ADSL / ADSL2+ 基于铜线
ADSL2+ / VDSL2 基于铜线
PON / P2P 基于光纤
距离 <3km
<2km
业务
SDTV 视频会议 游戏
Internet
2000年
<1km
>5km
HDTV VoD SDTV 视频会议
数字家庭
HDTV VoD
2003年
2006年
2010年
解决了双绞线接入的带宽瓶颈问题 ； 解决了双绞线接入的长距离覆盖的问题；
全光纤接入可以满足用户长距离、高带宽、全业务的需求
LLID的帧或者广播帧。
TDM-PON工作原理－上行
➢TDMA方式
▪ OLT接收数据前比较LLID注册列表； ▪ 每个ONU在由局方设备统一分配的时隙中发送数据帧； ▪ 分配的时隙补偿了各个ONU距离的差距，避免了各个ONU之间的碰撞。
APON——ATM+PON
到20世纪90年代中期人们普遍认为ATM技术是最适合多业 务的协议,而PON则是最经济的宽带接入方式,所以将ATM技 术和PON技术相结合就成为实现在单一接入平台进行宽带接 入的理想途径。
骨干网的容量需求
IP业务爆炸性增长 IP业务的不确定性造成网络资源的不平衡 带宽租用业务正在兴起 宽带接入业务（ADSL等）的发展和宽带新业务新应 用，如：HDTV，视频会议，战场通信等。 网络生存性要求消耗大量容量 带宽换QoS的轻载网新思路需要更大的带宽 通信市场的正弹性定律和竞争的刺激
我国光纤通信网的发展
光通信及无源光接入网技术介绍
报告人：周钊 学号：0110349041
Outline 光通信技术的起源和发展 无源光接入网技术简介 从TDM PON到WDM PON
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光通信：以光为载体传送信息的通信方式的总称 ，根据传送媒体不同又分为大气、空间、海底光 通信和光纤通信
光通信3要素：光源、光传输、光检测 2000多年前：烽火台——浓烟、火焰 西方的大航海时代：旗语
Outline 光通信技术的起源和发展 无源光接入网技术简介 从TDM PON到WDM PON
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接入网概念
用户接入网(AN)是由业务节点接口(SNI)和相关用户网络接口 (UNI) 之间的一系列传送实体组成。
SNI 交叉连接器
UNI 普通电话POTS
本地交换机 AN
广播电视
ISDN 专线LL 无线 RADIO
PON的优点是：宽带化、业务综合化、灵活的组 网能力、低成本。
PON技术介绍 PON网络体系结构
Outline 光通信技术的起源和发展 无源光接入网技术简介 从TDM PON到WDM PON
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动后分配一个唯一的LLID,用于在OLT上标识ONU ； ▪ 在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代以太网前导符的最后两个字节； ▪ OLT接收数据时比较LLID注册列表，ONU接收数据时，仅接收符合自己的
1880年 贝尔发明了光电话——无线光通信 太阳能做光源，传输了213米 1960年，红宝石激光器的发明 1966年，“光纤之父”高锟博士提出光纤通信的 设想
1970年，康宁公司的卡普隆(Kapron) 之制作出 损耗为20dB/km光纤，世界第一根有实用意义的 通信光纤。
1977年，贝尔研究所和日本电话电报公司研制成 功寿命达百万小时的半导体激光器。
1974年开始低损耗光纤和光通信的研究 1970年代中研制成低损耗光纤和室温下可连续发光的半 导体激光器 1979年在北京和上海分别建立了光通信试验系统 1986年建立了国内第一条实用化光缆干线——宁汉光缆 1991年起，不再建长途电缆通信系统 1999年建成8纵8横光纤骨干网，覆盖了除台湾外所有省 会城市和75％地市。 21世纪以来，接入网应用，FTTH建设、三网融合。
光纤通信与个人计算机的结合，进入了一个以互联网发 展为中心的创新高峰期
光纤通信技术的优势 光波频率很高，因此可使用的带宽巨大、
光纤的传输损耗小、现在光纤的损耗已经降至小 于0.2dB/km 光波的传输频率高，同时光纤是非导体，因此抗 电磁干扰性能好 携带信息的光波向外辐射量极小，不容易被检测 到，因此光纤通信保密性极好
• 高带宽. • 根据目前的讨论,EPON的下行信道为百兆/千兆的广 播方式,而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道.这 比目前的接入方式,如Mo-dem、ISDN、ADSL甚至 APON(下行622/155Mbit/s,上行共享155Mbit/s)都要 高得多.
20世纪80年代：光纤通信的第一个应用高潮期
在这一时期，发达国家，如英、日、德、意、法、美等 国二战后建立的通信设施正面临更新换代，光纤通信为 他们提供了前所未有的机遇。我国于1988年也确立了“ 大力推广光纤通信在我国的应用”这一方针，并于90年 代前期建设了光纤通信应用干线系统。
从上世纪90年代至跨世纪前后：光纤通信新技术 与产业并行发展时期
PON技术介绍 光纤接入的主流技术
光纤接入分为有源 (P2P Ethernet)和无源 (PON)两种模式；
PON是未来光纤接入 技术的主流模式；
Ethernet (P2P)
FTTx
xPON (P2MP)
APON
BPON EPON
GPON
P2P
适合大客户专线接入
P2MP
适合FTTH/O的应用
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 线型等拓扑结构，在光分支点不需要节点设备， 只需要安装一个简单的无源光分路器，光信号在 传输过程中不再经过放大和再生，网络的分路由 光分路器来实现。