PON网络基础知识PPT(共30页)
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PON网络基础知识
2008年5月
内容
Pon的基本概念 Epon网络的构架 Onu的构架 光模块 测试项目介绍
内容
1.1 PON-Passive Optical Network
通信网络中从共享网络分配到最终用户端的网络叫做接入网 接入有多种方式— 点对点（以太网）、铜线、XDSL、无线
Study Group）专门研究EPON标准 2004年IEEE公布EPON标准：IEEE Std 802.3ah-2004 国内在1998年就已开展PON模块的研发工作
1.3 PON技术特点
在OLT到ONU下行方向采用TDM(Time Division Multiplexing) 方式，以广播方式送至每一个ONU。OLT的发送部分和ONU的接 收部分都是连续工作方式
目前的PON模块几乎都采用单纤双向收发一体小型化（SFF， SFP）结构，其外形尺寸及引脚均符合多源协议MSA8472
SFF封装---焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多 采用LC接口
SFP封装---热插拔小封装模块，用于高速率的传输环境， 多采用LC接头
4.3光收发一体化模块构成
4.4单纤双向光组件-BOSA
3.2 CPU的构架
3.2 CPU的构架
EPON Interface and MAC - 提供基于EPON连接收发数据 所需的功能实现
Packet Processing Engine –作为EPON MAC和UNI MAC间 的桥接，可以细分为上行流控制和下行流控制
UNI –产生到用户终端设备的10/100/100 – 完成对该设备所有模块的配置；监控 所有的对外接口；监控并执行实时的进程，比如读写计数 器。
4.1 光模块作用
完成光电转换和电光转换，信号通过光模块实现传输媒介 的转换。（光纤 铜线）
4.2光模块封装
光模块的封装形式有：1×9，SFF，SFP，GBIC，XENPAK， XFP
（WLAN）、XPON等 无源光网络（PON）一直被认为是光接入网中颇具应用前景的
技术，它打破了传统的点到点解决方法，在解决宽带接入问 题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术 PON自出现以来，已经过多年的发展，形成了APON、BPON、 GPON、EPON等一系列概念、规范及产品序列 PON作为一种点到多点的光网络，从源头到目的节点间都是 通过无源器件完成的，包括光纤光缆、光分路器/耦合器、连 接器和光放大器等等
ONU光发送机必须能够快速开/关；当发送机不发送时只能 “泄漏”极小的光功率—比接收灵敏度低10dB
2.1 EPON系统参考模型
2.2 EPON关键技术
测距
对OLT 而言，各个不同的ONU 到O L T 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O L T 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。 使得不同物理距离的onu所发的信号能在OLT上准确的复用 在一起。
BOSA是将光源（FP-LD或DFB-LD），PIN-TIA，分光片， 光纤等零部件用同轴耦合工艺全部集成于一体
ONU到OLT的上行信号的传输采用TDMA(Time Division Multiple Access)技术。OLT的接收部分和ONU的发送部分都 是突发模式工作
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；OLT光接收机必须能够迅速恢复从不同节点传来的每 个突发信号的正确时钟，在上行信元到达OLT 的前几个bits 内实现快速突发比特同步
高，同时系统可以根据用户优先级设置不同的服务等级。
2.2 EPON关键技术
突发信号同步
EPON是一个网同步体系面需要实现ONU与OLT之间的快 速同步。OLT接收机必须迅速恢复从不同节点传来的每个 突发信号的正确时钟，在上行信元到达OLT 的前几个bits 内实现快速突发比特同步。否则一旦发生bit错位或则相 位突变，数据接收的错位就会导致数据严重丢包，甚至不 断重传导致网络拥塞或瘫痪。
3.1 ONU的构架
3.1 ONU的构架
Optical transceiver–千兆光接口 Ethernet PHY –10/100/1000 M的以太网接口
（UNI） Packet buffer extension –外部数据队列的存储
器 EEPROM –存储系统的配置文件和boot参数 FLASH & SDRAM Memories –供CPU使用的存储器
测距方法有扩频法、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。
2.2 EPON关键技术
动态带宽
上行信道中的带宽是根据ONU的需要，由OLT分配。各 个ONU收集来自用户的信息并高速向OLT发送数据，不同的 ONU发送的数据占用不同的时隙，提高上行带宽的利用率。 根据不同用户的业务类型合理分配带宽。动态带宽分配 (DBA)算法是实时地改变各ONU 上行带宽的机制。由于数 据业务的带宽不确定性，如按峰值速率静态分配带宽则整 个系统带宽很快就被耗尽，带宽利用率很低；而DBA根据 各ONU的业务情况动态分配带宽，使带宽利用率大幅度提
1.2 PON的发展历程
1982年英国电信实验室发明PON（Passive OpticalNetwork） 1987年在英国进行了早期试验 1993年在德国电信在东德安装PON 1998年日本NTT开始安装PON 1998年国际电信联盟（ITU）公布APON标准：ITU-T G.983 1999年美国Bellsouth完成400户PON试验设备的安装测试 2003年国际电信联盟（ITU）公布GPON标准：ITU-T G.984 2000年IEEE 成立EFM研究组（Ethernet in First Mile
2008年5月
内容
Pon的基本概念 Epon网络的构架 Onu的构架 光模块 测试项目介绍
内容
1.1 PON-Passive Optical Network
通信网络中从共享网络分配到最终用户端的网络叫做接入网 接入有多种方式— 点对点（以太网）、铜线、XDSL、无线
Study Group）专门研究EPON标准 2004年IEEE公布EPON标准：IEEE Std 802.3ah-2004 国内在1998年就已开展PON模块的研发工作
1.3 PON技术特点
在OLT到ONU下行方向采用TDM(Time Division Multiplexing) 方式，以广播方式送至每一个ONU。OLT的发送部分和ONU的接 收部分都是连续工作方式
目前的PON模块几乎都采用单纤双向收发一体小型化（SFF， SFP）结构，其外形尺寸及引脚均符合多源协议MSA8472
SFF封装---焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多 采用LC接口
SFP封装---热插拔小封装模块，用于高速率的传输环境， 多采用LC接头
4.3光收发一体化模块构成
4.4单纤双向光组件-BOSA
3.2 CPU的构架
3.2 CPU的构架
EPON Interface and MAC - 提供基于EPON连接收发数据 所需的功能实现
Packet Processing Engine –作为EPON MAC和UNI MAC间 的桥接，可以细分为上行流控制和下行流控制
UNI –产生到用户终端设备的10/100/100 – 完成对该设备所有模块的配置；监控 所有的对外接口；监控并执行实时的进程，比如读写计数 器。
4.1 光模块作用
完成光电转换和电光转换，信号通过光模块实现传输媒介 的转换。（光纤 铜线）
4.2光模块封装
光模块的封装形式有：1×9，SFF，SFP，GBIC，XENPAK， XFP
（WLAN）、XPON等 无源光网络（PON）一直被认为是光接入网中颇具应用前景的
技术，它打破了传统的点到点解决方法，在解决宽带接入问 题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术 PON自出现以来，已经过多年的发展，形成了APON、BPON、 GPON、EPON等一系列概念、规范及产品序列 PON作为一种点到多点的光网络，从源头到目的节点间都是 通过无源器件完成的，包括光纤光缆、光分路器/耦合器、连 接器和光放大器等等
ONU光发送机必须能够快速开/关；当发送机不发送时只能 “泄漏”极小的光功率—比接收灵敏度低10dB
2.1 EPON系统参考模型
2.2 EPON关键技术
测距
对OLT 而言，各个不同的ONU 到O L T 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O L T 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。 使得不同物理距离的onu所发的信号能在OLT上准确的复用 在一起。
BOSA是将光源（FP-LD或DFB-LD），PIN-TIA，分光片， 光纤等零部件用同轴耦合工艺全部集成于一体
ONU到OLT的上行信号的传输采用TDMA(Time Division Multiple Access)技术。OLT的接收部分和ONU的发送部分都 是突发模式工作
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；OLT光接收机必须能够迅速恢复从不同节点传来的每 个突发信号的正确时钟，在上行信元到达OLT 的前几个bits 内实现快速突发比特同步
高，同时系统可以根据用户优先级设置不同的服务等级。
2.2 EPON关键技术
突发信号同步
EPON是一个网同步体系面需要实现ONU与OLT之间的快 速同步。OLT接收机必须迅速恢复从不同节点传来的每个 突发信号的正确时钟，在上行信元到达OLT 的前几个bits 内实现快速突发比特同步。否则一旦发生bit错位或则相 位突变，数据接收的错位就会导致数据严重丢包，甚至不 断重传导致网络拥塞或瘫痪。
3.1 ONU的构架
3.1 ONU的构架
Optical transceiver–千兆光接口 Ethernet PHY –10/100/1000 M的以太网接口
（UNI） Packet buffer extension –外部数据队列的存储
器 EEPROM –存储系统的配置文件和boot参数 FLASH & SDRAM Memories –供CPU使用的存储器
测距方法有扩频法、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。
2.2 EPON关键技术
动态带宽
上行信道中的带宽是根据ONU的需要，由OLT分配。各 个ONU收集来自用户的信息并高速向OLT发送数据，不同的 ONU发送的数据占用不同的时隙，提高上行带宽的利用率。 根据不同用户的业务类型合理分配带宽。动态带宽分配 (DBA)算法是实时地改变各ONU 上行带宽的机制。由于数 据业务的带宽不确定性，如按峰值速率静态分配带宽则整 个系统带宽很快就被耗尽，带宽利用率很低；而DBA根据 各ONU的业务情况动态分配带宽，使带宽利用率大幅度提
1.2 PON的发展历程
1982年英国电信实验室发明PON（Passive OpticalNetwork） 1987年在英国进行了早期试验 1993年在德国电信在东德安装PON 1998年日本NTT开始安装PON 1998年国际电信联盟（ITU）公布APON标准：ITU-T G.983 1999年美国Bellsouth完成400户PON试验设备的安装测试 2003年国际电信联盟（ITU）公布GPON标准：ITU-T G.984 2000年IEEE 成立EFM研究组（Ethernet in First Mile