有源光网络和无源光网络..

媒质接入控制（MAC）技术



信元的时隙分配 接入请求/允许 带宽的动态分配
带宽管理由OLT完成 为不同的业务提供优先级和带宽 上行带宽的占用由媒质接入控制MAC协议实现
5.2.1 ATM无源光网络 APON

APON的关键技术
基于ATM的PON接入网主要由光线路终端 OLT(局端设备)、光分路器(Splitter)、光网络 单元ONU(用户端设备)，以及光纤传输媒质组成， 一般采用TDMA控制的基带传输方式。局端到用户 端的下行方向上，由OLT通过分路器以广播方式 发送ATM信元给各个ONU。
PON的结构

单星形结构
ONU1 CO ONU2 分 路 器 1...n OLT
ONUn
...

多星形(树形)结构

总线结构
CO ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ路器n 分路器2 分路器1
OLT
ONUn
ONU2
ONU1

环形结构
1
ONU1
OBD OLT OBD
ONUn
n
PON的系统结构

组成：OLT、ODN、ONU，且ODN中全是无源器件 共享介质 逻辑上是点到多点结构，物理拓扑可有多种形式 UNI SNI 用户
APON：ATM Passive optical network 在PION上传送ATM信元 标准规范：ITU-T的G.983 ONU与OLT之间传送ATM信元 速率：上/下行对称 155.52Mbps/155.52Mbps 上/下行非对称 155.52Mbps/622.08Mbps 无放大器作用距离：20km 双向通信：可用两条分离的光纤，波长1310nm区 也可复用一条光纤，异波长双工 （上行：1310nm区 下行：1550nm区）
PON的数据传输


下行：OLT向各ONU采用广播通信方式，传输连续时隙流 （下行帧） 局端数据→ OLT →封装成连续时隙流下行帧 以广播方式传送 →各ONU收到信元流，取出属于自己的 数据→用户终端 上行：采用TDMA技术（动态分配），突发传送时隙流（上 行帧） 各ONU共享ODN，且数据突发性强。 各ONU向OLT申请带宽→OLT授权ONU发送（上行的发 送时隙、带宽分配等） → 获得授权的ONU在指定时隙发 送
用户 用户 ONU1 业 务 网 络
ONU2
ONUn
OBD
ODN
OL T
PON
PON的数据传输
ONU ONU
ONU OBD
下行连续模式 OLT 保护时隙 上行突发模式

PON的帧都是定时长帧，分上行帧和下行帧 为了实现TDMA接入，在上行时隙中传输的数据要求附加开 销。上行时隙格式如下： 附加开销 ATM信元/OAM信元/以太帧 用于OLT同步、标 识信元开始 OAM信元为管理信元， 如带宽申请、测距等
5.2 无源光网络
5.2.1 无源光网络的概念

无源光网络(PON)一般指光传输段采用无源器件（无源光
分路器等），实现点对多点拓扑的光纤接入网。 (1)信号在传输过程中无再生放大 (2)信号由光分路器、无源光功率分配器等传至用户 (3)实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完成

与有源光网络比： 覆盖范围和传输距离更小 可靠性更高（户外无有源设备，提高抗 干扰能力） 价格更低、安装维护更方便 是光接入网有发展潜力的技术（价格、 维护等优势）
PON的关键技术
测距技术 快速比特传送技术 突发信号的收发 搅码技术（扰码） 媒质接入控制（MAC）技术

测距技术
为何需要测距？

采用TDMA，必须保证每个时隙的数据彼此独 立，互不干扰 PON结构中，各ONU到OLT的物理距离不等， 则各ONU到OLT的传输时延不同，如不进行时 延补偿，会出现时隙的重叠，造成数据干扰
为确保多个ONU到OLT间的正确传输，必须引 入测距机制，使各ONU到OLT的逻辑距离相等


测距技术
测距技术基本策略 单独测距+传输数据时测距相结合(粗测＋精测）
单独测距在ONU初装联网时必须进行 传输数据时测距可根据OLT的配置而定

测距的基本原理
OLT向ONU发送测距允许消息，消息中指明ONU的上行应答
的时隙 ONU在指定的上行时隙中用测距PLOAM信元应答 OLT计算往返时延，并与理想时延比较，计算出差值，发 送一个测距时间给ONU ONU根据测距时间调整均衡时延
快速比特传送技术

测距精度有限，各ONU到OLT的上行比特流存在相位差异 需要采用某种技术实现快速同步 基本策略先实现位同步、再进行信元同步 普通的滑动技术不能满足快速同步要求，需采用其他技术
突发信号的收发

需要快速开启和关闭光电路，以适应上行的突发数据传输 接收端，需要快速调整接收门限，以适应不同距离用户的 信号衰减
搅码技术（扰码）

为了保证共享介质传输的安全性，引入搅码技术 在发送端：通过一个随机码对信息进行异或运算后传送 在接收端：采用相同的随机码再进行一次异或运算，得到 原始数据

APON的产生及优点
PON系统最早出现在20世纪90年代初期。1996年ITU-T
完成了对G．982的标准化，其主要目标是对2Mbit／s以下 接入速率的窄带PON系统进行定义。但是该规范的标准化 程度很低，只是对系统容量、分路比进行了规定。而对于 双向传输技术、线路速率和帧结构等一系列物理参数都没 有制定标准。主要原因在于各厂商先有窄带PON产品，后 有规范，而且各厂商规范不一，都认为自己是最好的选择， 因此到现在为止ITU-T还没有形成统一完整的规范。规范 的不统一带来的是不能形成器件的大规模生产，以至于价 格居高不下。在全球范围内，日本、德国和美国的一些窄 带PON系统已在应用。
第五章 有源光网络和无源光网络
5.1有源光网络技术AON

有源光纤接入网(AON)，是指从局端设备到用户分配单元之间 均用有源光纤传输设备，即光电转换设备、有源光电器件以及 光纤等。 可分为基于PDH和基于SDH的AON 现通常是基于SDH的AON

特点 传输容量大：155Mb/s或622Mb/s的接入速率 传输距离远：不加中继器，距离70多公里 技术成熟：无论PDH设备还是SDH设备，都已广泛应用 给有源设备供电是一件麻烦事