无源光网络(PON)
PON网络知识介绍
EPON具有高带宽、低成本、易扩展和标准化程度高等优点，广泛应用 于接入网领域。
GPON技术
定义
GPON（千兆比特无源光网络）是一种基于千兆比特速率 的无源光网络，它能够提供更高的带宽和更远的传输距离。
工作原理
GPON采用ITU-T G.984标准，通过OLT和ONU之间的无 源光分配网络，实现数据的上下行传输。GPON支持多种 传输速率和传输距离，满足不同业务需求。
PON网络与5G的融合
5G前传
PON网络作为5G前传的主要传输方 式，能够提供大带宽、低时延、高可 靠性的传输通道，满足5G网络的需求。
5G回传
PON网络与5G回传相结合，可以实 现灵活的组网和低成本的网络建设， 提高网络覆盖和容量。
PON网络的智能化发展
AI在PON网络中的应用
利用人工智能技术对PON网络进行智能分析和优化，提高网络性能和用户体验。
特点
APON具有传输质量高、支持多媒 体业务和标准化程度高等优点，但 由于技术复杂度高、成本较高等因 素，应用相对较少。
EPON、GPON和APON的比较
带宽和速率
GPON具有更高的带宽和速率，能够满足未来更高带宽的需求。
传输距离
GPON支持更远的传输距离，适合覆盖范围较大的区域。
业务支持
APON主要应用于电信级多媒体业务，而EPON和GPON则支持多种业务类型。
网络维护问题
总结词
PON网络的维护涉及到多个方面，需要采取有效的措施来确保网络的 稳定性和可靠性。
1. 故障诊断与排除
建立完善的故障诊断和排除机制，及时发现和解决PON网络中的故障 和问题。
2. 定期巡检与维护
对PON网络设备和线路进行定期巡检和维护，确保设备和线路的正常 运行。
无源光网络(pon)技术
无源光网络(PON)技术1. PON技术的概述无源光网络(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。
所以FTTH技术目前已被证实不仅技术上是成熟的，而且经济上是可行的。
继1998年ITU-T通过了基于ATM的G.983系列建议，2001年开始，两大通信标准化组织IEEE和ITU-T开始研究制订新一代PON技术标准,以满足未来宽带接入网的要求。
PON作为FTTH唯一的实现方式，它的三个同胞兄弟APON、EPON和GPON似乎从一开始就注定了要在竞争中不断完善和发展。
PON系统组成介绍
光线路终端（OLT）
OLT是PON系统的核心设备，负责控制和管理整个PON网络。
OLT连接多个ONU（光网络单元），实现数据传输和交换。
OLT支持多种PON技术，如EPON、GPON、10G-EPON等。
OLT具有多种功能，如带宽分配、QoS控制、安全控制等。
02
节省成本：PON技术可以节省光纤资源，降低网络建设成本。
04
绿色环保：PON技术可以降低能耗，减少碳排放，符合绿色环保的要求。
PON系统的应用场景
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
家庭宽带接入：提供高速稳定的家庭网络连接
企业网络连接：为企业提供高速稳定的网络连接，支持远程办公和协同工作
校园网络建设：为学校提供高速稳定的网络连接，支持远程教学和科研
5
智能环保：利用PON系统实现环境监测和污染预警
3
智能医疗：利用PON系统实现远程医疗和医疗资源共享
6
智能政务：利用PON系统实现政务信息共享和政务服务优化
1
智能交通：利用PON系统实现实时交通信息监控和调度
4
智能教育：利用PON系统实现远程教育和教育资源共享
01
企业内部网络：连接企业各部门，实现信息共享和协同工作
02
企业外部网络：连接合作伙伴、客户和供应商，实现业务协同和资源共享
03
远程办公：连接员工和家庭，实现远程办公和移动办公
04
云计算：连接数据中心和云计算平台，实现数据存储和计算资源共享
智慧城市建设
2
智能安防：利用PON系统实现高清视频监控和实时报警
pon工作原理
pon工作原理Pon工作原理。
PON（Passive Optical Network）即无源光网络，是一种新型的宽带接入技术，它利用光纤作为传输介质，通过被动光分配器将光信号分发给多个用户，实现了光纤接入网络中的光线路共享，是目前最为先进的光纤接入技术之一。
那么，PON是如何实现光信号的传输和分发的呢？下面我们就来详细了解一下PON的工作原理。
首先，PON的结构主要包括OLT（Optical Line Terminal）、ODN（Optical Distribution Network）和ONT（Optical Network Terminal）三个部分。
OLT位于运营商的中心局，负责与用户进行通信，ODN是光分配网络，负责将光信号分发给不同的用户，而ONT 则是用户端的设备，用于接收光信号并转换为电信号供用户使用。
在PON系统中，OLT发送的光信号经过光纤传输到达ODN，然后通过光分配器分发给不同的ONT。
在这个过程中，PON系统采用了TDMA（Time Division Multiple Access）技术，即时间分割多路访问技术，通过时间的划分来实现多用户共享同一条光纤的传输。
具体来说，OLT发送的光信号中包含了不同用户的数据，每个ONT在预定的时间段内接收自己的数据，而在其他时间段则处于休眠状态，这样就实现了多用户共享同一条光纤的传输。
另外，PON系统中还采用了光的波分复用技术，即将不同波长的光信号叠加在同一条光纤上进行传输。
这样一来，不同波长的光信号就相互独立，可以实现不同用户之间的数据隔离，提高了光纤的利用率和传输效率。
总的来说，PON系统的工作原理可以简单概括为，OLT发送的光信号经过光纤传输到达ODN，通过光分配器分发给不同的ONT，采用TDMA技术实现多用户共享同一条光纤的传输，同时采用波分复用技术实现不同用户之间的数据隔离。
这样一来，PON系统既实现了光纤接入网络中的光线路共享，又提高了传输效率和用户间的数据隔离，是一种高效、先进的光纤接入技术。
PON网络专业术语解释
术语解释：PON：无源光网络，指局端设备（OLT）与远端/用户端设备（ONU）之间采用点对多点无源光分配网（ODN）的光接入系统。
OLT：光线路终端，指光接入网的局端设备。
ONU：光网络单元，指光接入网的远端/用户端设备。
ODN：光分配网，主要由光缆、分光器、光连接器等无源光器件组成的网络。
EPON：基于 IEEE 802.3-2005 标准的以太网无源光网络技术，目前PON口的以太网速率为对称1Gbit/s，目前已有厂商可以提供2.5Gbit/s和10Gbit/s的PON口。
典型光分路比为 1：32。
GPON：基于 ITU-T G.984 标准的 Gbit/s 无源光网络技术，典型速率为下行 2.5Gb/s、上行 1.25Gb/s，典型光分路比为 1：64。
FTTH：光纤到用户家庭，用户接入设备部署在用户家里。
FTTO：光纤到办公室，用户接入设备部署在办公室。
FTTB：光纤到用户楼宇，用户接入设备部署在楼内，典型应用情况下，用户线缆长度在 100m～300m 以内。
FTTCab：光纤到交接箱，用户接入设备部署在小区机房（或室外机柜），典型应用情况下，用户铜缆接入距离为 500m～1km。
FTTC：光纤到路边（Fiber To The Curb ），主要是为住宅用户提供服务的，光网络单元（ONU）设置在路边，即用户住宅附近，从ONU出来的电信号再传送到各个用户，一般用同轴电缆传送视频业务，用双绞线传送电话业务。
FTTN：光纤到节点（fiber-to-the-node），是光纤延伸到电缆交接箱所在处，一般覆盖200～300用户。
FTTN可采用PON接入技术。
FTTD：光纤到桌面（Fiber To The Desk），光纤到桌面就是使用光纤替代传统铜线，将光纤延伸至用户电脑终端，全程实现真正意义上的“全光网络”。
IAD：软交换接入层设备，用于将用户的话音业务分组化并接入到分组交换网络中，其用户端口数一般为几个～几十个。
PON网络知识介绍
TDM/WDM复用技术可以显著提高 PON网络的传输容量和灵活性，但同 时也增加了网络的复杂性和成本。
04 PON网络性能指标与评估方法
传输性能指标
带宽
PON网络提供的上下行带宽，决定了网络 传输数据的能力。
传输时延
传输速率
PON网络设备的传输速率，包括线路速率 和设备端口速率。
数据在PON网络中传输所需的时间，影响 网络的实时性。
03 PON网络关键技术
无源光分路器技术
原理
无源光分路器（Passive Optical Splitter）是PON网络中的关键设备，它采用光学原 理将一路光信号分成多路光信号，或将多路光信号合成一路光信号。
类型
常见的无源光分路器有熔融拉锥型、微光学型、光波导型等。
特点
无源光分路器具有无需电源、体积小、重量轻、可靠性高等优点，但同时也存在插入损 耗、分光比限制等缺点。
OLT设备安装
选择合适的位置，固定OLT设备，连接电源和接地线，配置网络 接口。
ONU设备安装
根据网络规划，确定ONU设备的安装位置和数量，连接电源和 网络接口。
光纤连接
使用合适的光纤和连接器，按照规定的光纤连接方式进行连接， 确保光信号的传输质量。
系统调试与测试
设备配置
对OLT和ONU设备进行配置，包括网络参数、业务参数、安全参 数等。
特点
突发光通信技术可以提高PON网络的带宽利用率和传输效 率，但同时也对光器件的性能提出了更高的要求。
TDM/WDM复用技术
01
02
03
原理
实现方式
特点
时分复用（TDM）和波分复用（ WDM）是PON网络中常用的复用技 术，它们分别将多路信号在时域和频 域上进行复用和解复用。
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(PON)技术概述
无源光网络(PON)技术概述摘要: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。
目前，APON技术由于成本高，宽带低，已经基本被市场淘汰，主流代表技术为EPON 和GPON。
PON技术介绍
PON技术介绍一、什么是pon无源光网络（PON）技术是一种点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）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）。
所谓“无源”，是指ODN 中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。
EPON 的标准化工作主要由IEEE 的802.3ah即EFM（EthernetFortheFirst Mile，第一英里以太网）工作组来完成，其制定EPON 标准的基本原则是尽量在802.3 体系结构内进行EPON 的标准化工作，工作重点放在EPON 的MAC 协议上，最小程度地扩充以太网MAC 协议。
该标准目前还是草案，EFM 计划在2004 年正式发布EPON 的相关标准。
我国目前正在积极进行EPON 的标准化工作，通信行业标准《接入网技术要求－基于Ethernet 的无源光网络（EPON）》正在制订中。
GPON 是ITU 提出的G比特级的无源光网络。
ITU 在2003 年正式通过并颁布了GPON 标准系列中的三个标准：G.984.1、G.984.2 和G.984.3。
由于GPON 标准是ITU 在APON 标准之后推出的，因此G.984 标准系列不可避免的沿用了G.983 标准的很多思路。
GPON 与EPON 都是千兆比特级的PON 系统，与EPON 力求简单的原则相比，GPON 更注重多业务和QoS保证，因此更受运营商的青睐。
但由于GPON 标准复杂且开发较晚，技术尚不成熟，因此目前GPON 产品还未到商品化阶段。
目前IEEE提出的EPON 实现方案是：在与APON 类似的结构和G．983 的基础上，设法保留APON 的物理层PON，而以Ethernet 技术代替ATM技术作为数据链路层协议，构成一个可以提供更大带宽、更低成本和更强业务能力的新的结合体EPON。
PON网络组网及设备介绍
05 灵活扩展
PON（Passive Optical Network，无源光网络） 是一种基于光纤传输的接 入网技术，采用点到多点 （P2MP）结构，由光线路 终端（OLT）、光分配网络 （ODN）和光网络单元（ ONU/ONT）组成。
PON网络可提供高带宽接 入，满足大流量业务需求 。
光纤传输距离远，可覆盖 较大范围。
升级需求分析
分析现有PON网络的业务需求和未来 发展趋势，确定网络升级的目标和需求
。
实施计划制定
根据升级方案，制定详细的实施计划 ，包括时间安排、人员分工、资源准
备等。
升级方案制定
根据升级需求，制定相应的升级方案 ，包括设备替换、软件升级、网络结 构调整等。
升级实施与测试
按照实施计划进行网络升级工作，并 进行严格的测试和验证，确保升级后 的网络性能符合预期要求。
04
PON网络维护与故障排除
PON网络维护流程与方法
定期检查
定期对PON网络进行全面检查，包括光纤、光分路器、ONU等设 备，确保网络正常运行。
数据备份
定期备份PON网络配置数据，以便在出现故障时能够快速恢复网 络。
性能监控
实时监控PON网络的性能参数，如光功率、误码率等，及时发现 潜在问题。
常见故障类型及原因分析
加强产业链合作
加强PON产业链上下游企业之间的合 作，形成产业协同和共赢的局面，推 动PON产业的健康发展。
完善标准和规范
制定和完善PON网络的标准和规范， 促进不同厂商和设备之间的互联互通 ，降低网络建设和运维成本。
关注网络安全和隐私保护
在PON网络的发展过程中，应重视网 络安全和隐私保护问题，加强相关技 术和措施的研究和应用，确保用户数 据的安全和隐私。
无源光网络PON概述
用户
1/2根光纤 局端 66个收发器
小区交换机
PON的接入方式：
只需铺设1或2根光纤到小区 需N+1个光收发器 设备占用局端机房空间最小 传输中不需有源设备 设备集中管理
P2MP
用户
局端
1根光纤 33个收发器
分光器
用户
4
PON技术发展历程 技术发展历程
上世纪90年代初提出PON概念 1995年成立FSAN（Full Service Access Networks)组织 1996年ITU-T颁布G.982 (PON标准建议） 1998年ITU-T 颁布G.983（APON标准建议） 2000年12月成立IEEE 802.3ah工作组，制定EPON标准建议 2003年3月ITU-T颁布G.984（GPON标准建议） 上世纪90年代末APON开始商用 2003年6月 美国三大运营商开始APON招标 2003年8月日本NTT开始EPON招标 2005年中国电信开始测试并部署EPON试验网
21
MPCP协议 协议
MPCP在OLT和ONU之间规定了一种控制机制——MPCP来协调 数据的有效发送和接收：
系统运行过程中上行方向在一个时刻只允许一个ONU发送 位于OLT的高层负责处理发送的定时、不同ONU的拥塞报告，从而优 化PON系统内部的带宽分配
MPCP有两种GATE操作模式：初始化模式和普通模式。
仿真子层的目的：
使下层的P2MP网络的处理方式看起来类似于多个P2P链路的集合。 LLID的定义改变了以太网固有的特性，是传输质量获得可以控制的基础。
实现的方法：
在每一个分组开始之前添加一个LLID，替代前导符的最后两个字节。
实现机制：
在ONU注册成动后分配一个唯一的LLID； 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LLID的或者广播包。
无源光网络PON概述
盒式设备 上行：G/EPON 下行：4FE + 4E1 + 8POTS
21
ONU
• ONU设备类型
HG810e
1*FE
HG813e
4*FE
HG850e
4*FE+2POTS
HG866e
4*GE 2*POTS WiFi、USB Router
PC
DSLAM
modem
光交接箱 （内置Splitter）
Phone
OLT
ONU
15
建设模式
• FTTH(PON)：是指采用PON技术实现光纤到户，每个家庭用户
部署一个ONU，为单个家庭用户提供数据、语音业务。
16
OLT
• OLT设备类型
MA5606T机框
2个业务槽位
MA5683T 6个业务槽位
–
19
ONU
• ONU设备类型
– MDU:多住户单元型，分为两大类，一类是提供DSL用户接口的ONU， 另一类是同时提供五类线接口和电话业务接口（POTS接口）的ONU， 二者都主要面向个人用户提供数据/语音业务 – MTU:多商户单元型，主要面向租用线客户提供数据专线或电路专 线业务，MTU与MDU的主要区别在于是否支持E1业务 – SFU：单住户单元型，主要用于单独家庭用户，仅支持宽带接入终 端功能，具有1或4个以太网接口，支持数据、VoIP语音业务 – SBU：单商户单元型，主要用于单独企业用户和企业里的单个办公 室 ，SBU与SFU的主要区别在于是否支持E1业务 – HGU：家庭网关单元型，具有4个以太网接口、1个WLAN接口和至少 1个USB接口，支持数据、VOIP语音、CATV业务。
PON无源光网络教程
PON无源光网络教程
PON是一种典型的无源光纤网络，是指(光配线网中) 不含有任何电子器件及电子电源，ODN 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。
一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT)，以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONUs) 。
PON是无源光网络，在物理层；EPON是在PON承载了以太网协议后的网络，所有的话音、数据业务都是用IP承载。
GPON不直接承载以太网协议，它采用一种GEM协议，用这个协议对IP、话音等进行封装后再传输。
PON的结构
PON的物理结构通常为树状，主要包括三种设备：光分路器(Optical Splitter，os)、光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)和光网络单元(OpticalNetwork Unit，ONU)．下图为PON拓扑图：OLT位于局端，主要负责管理、控制ONU；ONU位于用户端，主要实现用户端的接人；OS位于OLT 与ONU之间，连接OLT和ONU，完成1：N分路功能，实现一个OLT与N个ONU的互连，图中用往返时延(Round．Trip Time，RTT)标注ONU到OLT的距离。
无源光网络概述
•
APON/BPON
• APON是基于ATM的PON 其标准是G.983.1 工作速率为155Mbps 622Mbps 上行光波长为1310nm 下行光波长为1550nm • BPON即宽带PON 是在APON基础上加上动态带宽分配 (DBA) 在G.983.3/.4/.5指定了标准；通常下行为622Mbps 上行为155Mbps(或622Mbps)；(G.983.1AMD下行速率可 达到1.25Gbps) • 上行光波长为1310nm 下行光波长为1490nm 1550nm作为传输视频信号用 • 传输码型为扰码的不归零码,CID抗扰度大于72bit
上行方向速率
155.52 Mbit/s
155.52 Mbit/s 622.08 Mb/s
155.52 Mbit/s 622.08 Mbit/s 1.25Gbit/s 1244.16 Mbit/s 2488.32 Mbit/s
上行方向光波长 采用标准
1310nm
ITU-T G.983.1 1998
ITU-T G.983.1 2003修订版
GPON
• GPON(Gigabit-capable passive optical networks)千兆无源光网络 • 支持全方位服务－包括话音(TDM、PDH和SONET/SDH)、 Ethernet(10/100 Base T)、ATM、专线等等.因此,运营商对GPON非 常感兴趣 • 物理覆盖至少20公里,逻辑支持范围60公里 • 支持同一种协议下的多种速率模式,包括对称622Mb/s,对称1.25Gb/s， 以及非对称的下行2.5Gb/s,上行1.25Gb/s及更多(将来可达到同步2.5G) 上行光波长为1310nm 下行光波长为1490nm 1550nm作为传输视频信号用 • 传输码型为扰码的不归零(NRZ)码,CID抗扰度大于72bit • ITU-T已经公布GPON标准 G.984.1 G.984.2
无源光网络综述
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。
无源光网络
无源光网络1简介概述无源光网络（PON），是指在OLT和ONU之间是光分配网络（ODN），没有任何有源电子设备，它包括基于A TM的无源光网络APON及基于IP的无源光网络E/GPON。
具体原理APON的业务开发是分阶段实施的，初期主要是VP专线业务。
相对普通专线业务，APON提供的VP专线业务设备成本低，体积小，省电、系统可靠稳定、性能价格比有一定优势。
第二步实现一次群和二次群电路仿真业务，提供企业内部网的连接和企业电话及数据业务。
第三步实现以太网接口，提供互联网上网业务和VLAN业务。
以后再逐步扩展至其它业务，成为名副其实的全业务接入网系统。
PON的业务透明性较好，原则上可适用于任何制式和速率信号。
特别是一个ATM化的无源光网络（APON）可以通过利用ATM的集中和统计复用，再结合无源分路器对光纤和光线路终端的共享作用，使成本可望比传统的以电路交换为基础的PDH/SDH接入系统低20%—40%。
APON采用基于信元的传输系统，允许接入网中的多个用户共享整个带宽。
这种统计复用的方式，能更加有效地利用网络资源。
APON能否大量应用的一个重要因素是价格问题。
第一代的实际APON产品的业务供给能力有限，成本过高，其市场前景由于ATM在全球范围内的受挫而不确定，但其技术优势是明显的。
特别是综合考虑运行维护成本，在新建地区，高度竞争的地区或需要替代旧铜缆系统的地区，此时敷设PON系统，无论是FTTC，还是FTTB方式都是一种有远见的选择。
在未来几年能否将性能价格比改进到市场能够接受的水平是APON技术生存和发展的关键。
IPPON的上层是IP，这种方式可更加充分地利用网络资源，容易实现系统带宽的动态分配，简化中间层的复杂设备。
基于PON的OAN不需要在外部站中安装昂贵的有源电子设备，因此使服务提供商可以高性价比地向企业用户提供所需的带宽。
组件其概念是将光纤中继线从服务提供商的头端辐射到用户（如图5所示）。
PON无源光网络术语
1．PON的概念：Passive Optical Network 无源光网络ODN（Optical Distribution Network光分配网）不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter分光器）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。
2 一些术语OLT：optical line terminal光线路终端。
在PON的统一管理方面，OLT是主要的管理中心，实现网络管理的主要功能。
ONU：Optical Network Unit 光网络单元。
放在用户侧，接入用户终端。
FTTH：fiber to the home 光纤到户FTTB: fiber to the Building 光纤到大楼FTTC：fiber to the Curb 光纤到路边FTTASA：fiber to the service area 光纤到服务区3 PON的传输方式上行和下行上行：把光纤的占用按一定的时间长度分成时段，在每一个时段，只有一台ONU能够占用光纤向OLT 发送数据，其余ONU则关闭激光器。
OLT 通过发送控制数据包指定ONU发送数据的时段下行：OLT可以随时发送数据给任意ONU，在上行方向，OLT在同一时间只能接受一个ONU的数据，如果两个ONU同时向OLT发送数据，则OLT不能正确接受数据（ONU发送冲突）传输线理论：根据传输线上的分布参数是否均匀分布，可将其分为均匀传输线和不均匀传输线。
ONU：Optical Network Unit 光网络单元ONT：Optical network Terminal 光网络终端ODN: Optical Distribution Network 光分配终端OLT: Optical Line Terminal 光线路终端WDM: Wavelength Division Multiplex Module 波分复用模块NE: Network Element 网络单元SNI :Service Node Interface 业务节点UNI: User Network Interface 用户网络接口GPON网络基本性能参数：目前的主流支持速率：1.24416Gbit/s Up 2.48832Gbit/s Down支持最大；逻辑距离为：60KM支持最大物理距离为：20KM支持最大物理差为：20KM分光比为1:64，可升级为1:128元件库：一些基本的元件来自Discrete.olb (分离元件库)MicroController.olb(微处理器元件库)Connect.olb（继电器元件库）Gate.olb(门电路芯片元件库)1' AMPLIFIER.OLB共182个零件，存放模拟放大器IC，如CA3280，TL027C，EL4093等。
pon
优势： 优势：
1) 相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。PON结构 相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。 结构 在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设， 在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用 维护， 维护，长期运营成本和管理成本的节省很大 2) 无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影 无源光网络是纯介质网络， 极适合在自然条件恶劣的地区使用。 响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。 3) PON系统对局端资源占用很少，系统初期投入低，扩展容 系统对局端资源占用很少， 系统对局端资源占用很少 系统初期投入低， 易，投资回报率高 4) 提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的 提供非常高的带宽。 目前可以提供上下行对称的 1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到 的带宽， 的带宽 并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。 。 GPON则是高达 则是高达2.5Gb/s的带宽。 的带宽。 则是高达 的带宽 5) 服务范围大。PON作为一种点到多点网络，以一种扇出的 服务范围大。 作为一种点到多点网络， 作为一种点到多点网络 结构来节省CO的资源，服务大量用户。用户共享局端设备和光纤 的资源， 结构来节省 的资源 服务大量用户。 的方式更是节省了用户投资。 的方式更是节省了用户投资。 6) 带宽分配灵活，服务有保证。G/EPON系统对带宽的分配 带宽分配灵活，服务有保证。 系统对带宽的分配 和保证都有一套完整的体系。可以实现用户级的SLA。 和保证都有一套完整的体系。可以实现用户级的 。
无源光网络
无源光网络无源光网络（passive optical network，简称PON）是一种基于光纤通信技术的网络架构，在高速数据传输、宽带接入和通信领域具有重要的应用价值。
本文从PON的定义、原理、工作模式、优势和应用等方面进行综述。
PON是一种分布式的光纤网络，光信号从光线端到终端进行传输，不存在中间设备参与处理和转发。
它基于波分复用技术，将光信号分成不同波长，以满足多用户的数据传输需求。
PON通过光纤和各个用户终端之间的光分配器进行数据传输，实现了一条光纤同时为多个用户提供服务。
PON的工作原理是将光信号由中心局传输到各个用户终端，然后通过光分配器将光信号进行分发。
中心局发送光信号，用户终端接收光信号，并将数据传输到中心局。
PON的主要组成部分包括OLT（Optical Line Terminal，光线端）、ODN （Optical Distribution Network，光分配网络）和ONT （Optical Network Terminal，光网络终端）。
PON有多种工作模式，包括APON、BPON、EPON和GPON等。
其中，GPON是目前应用最广泛的一种模式，具备高带宽、远距离传输和高效能的优势。
PON的工作模式决定了其支持的带宽和覆盖范围。
无源光网络相比传统的有源光网络具有许多优势。
首先，PON减少了光纤的使用量，降低了网络建设和运营成本。
其次，PON具有高带宽的特点，能够满足用户对高速宽带的需求。
此外，PON还具备抗干扰和安全性强的特点，保障了数据的传输质量和安全。
无源光网络在通信领域有广泛的应用。
在宽带接入方面，PON为用户提供了高速宽带接入服务，满足了互联网的需求。
在视频监控和视频会议方面，PON能够提供高质量的图像和音频传输，支持实时视频传输。
在智能家居和物联网方面，PON 能够支持大规模的设备连接，为用户提供智能化的生活体验。
总而言之，无源光网络是一种重要的通信技术，具备高带宽、低成本和高安全性的特点。
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无源光网络（PON）系统概述2008年12月12日 23:38 中电网述PON技术沿革第一代的PON采用TDM信号，例如DS1/E1信号等。
其下行帧(downstream frame)是一个TDM帧，其时间槽是被指派给每一ONT之数据资料。
对任何TDMA协定来说，上传的数据资料必需被分割成几个区块，以脉冲的方式传输。
这些早期的PON从它们的上传TDM时间槽收集数据资料，并在所指定的上传脉冲时间槽中以较高的速度传送。
对语音信号来说，这样可反应出许多语音样品。
对封包数据资料来说，在一个对应的点对点信号中，就只是包在帧里要传输的一堆封包字节。
第二代的PON采用ATM，在将上传资料分割成区块做上传脉冲时提供了一个方便的协议。
ATM则提供一个运载TDM流量和封包的机制来支持QoS。
此时的ATM被认为是下一代网路的基础，并已经被用在DSL系统中的宽带接入。
由OLT分配给ONT的上传脉冲时间槽主要是所允许传送的ATM信元数目。
ITU-T G.983 Broadband PON (B-PON) 系列定义了一个由Full-Service Access Network (FSAN) 联盟所发展出的ATM PON (APON) 系统和协定。
由於IP封包包括更多的用户数据资料，同时IP封包一般都是在以太网帧中，因此在路由的过程中采用封包技术是有道理的。
所以為了避免复杂性以及和ATM相关的高带宽用量，第三代的PON系统就采用了以太网帧。
两个主要的高速PON标准包括了ITU-T(G.984 系列)的Gigabit PON(GPON)和 IEEE(802.3ah)的Ethernet PON (EPON)。
一、B-PON目前大部份在北美和欧洲所采用的PON系统包括了Verizon的雄心勃勃的FiOS专案，它采用ITU-T G.983系列的B-PON。
此G.983系列包括ONT和OLT功能区块的规格、上行和下行帧率及格式、TDMA上行接入协议、实体接口、ONT管理以及控制接口、存活度之强化、以及DBA。
表一是B-PON功能特性之摘要。
下行传输是一串ATM信元的传输，对于155Mbit/s的下行速率，一个下行帧包含56个单元槽，每个单元槽发送53个字节；对于622 Mbit/s 的下行速率，下行帧含有4 x 56=224个单元槽。
每28个单元槽中有一个物理层OAM(PLOAM)信元。
PLOAM包含一个帧定位比特(framing bit)以找出PLOAM 信元。
此外，PLOAM信元是可程控的，并包括一些资讯，例如上行带宽以及OAM消息。
这些ONT使用ATM VPI/VCI地址在下行信号中找出它们的数据资料。
上行帧包含53个时间槽，每个时间槽发送56个字节。
每一个时间槽包含一个ATM/PLOAM信元和24比特(3字节)的其他用量。
该用量包括了防护时间(guard time)、一个前导码(preamble)好让OLT来复原计时以及信号水平，还有一个分隔符号来指示此资料的终点。
该资料群之长度及内容可由OLT来程控。
ONT会根据OLT的要求定时传送PLOAM信元。
从OLT分配的带宽资料会告知每一ONT会使用哪一个上行时间槽(upstream time slots)来传送它的上行资料。
B-PON DBA 协定可让OLT 知道ONT带宽的需求，方式是经由ONT明确的报告或观察ONT传送出来的ATM 空闲信元数目。
在ONT传送空闲信元时OLT会减少其分配带宽，在ONT的上行时间槽中充满了数据资料时，OLT则会增加其带宽。
OLT会定期中止上传，因此可以请任何新的ONT来宣告自己。
新的ONT在此期间传来一个反应，如果有多个新ONT时，会使用随机时间延迟以降低碰撞的风险。
该OLT会给新的ONT发送一个范围的讯息并测量接到此反应之时间，来确定至每一新ONT的距离。
然后该OLT会发送给该ONT一个等化的延迟时间值，让每一个 ONT都会有相同的来回和等化延迟。
如此可使从各ONT出来的上行传输译最小的防护时间到达OLT。
表1 – B-PON、GPON和EPON之特性比较二、EPONIEEE 802.3ah EPON的发展原先是为了发挥以太网技术优势使其成为下一个主要可标准化的TDMA PON协议。
表一为EPON特性摘要。
下行传输是一串以太网络帧。
在点对点的Gigabit以太网连接中，这些帧都是相同的，只有前导码和分隔符号是被修改过的，这样便于搭载逻辑链路标示(logical_link_id field, LLID)，而只有LLID才能识别ONU对应的MAC。
在上传的方向中，ONU会在OLT所分配的时间槽中传送以太网络帧的脉冲。
多点控制协议(Multi-Point Control Protocol PDUs, MPCPDUs)是基本的802.3 MAC控制帧，由ONU发送Report消息来请求带宽，OLT 则发送Gate消息分配带宽。
OLT会定期传送Gate讯息至ONU让它们有机会报告它们的带宽需求。
这些ONU亦可将它们的Reports和一个上传数据资料一起传送。
Gate讯息中包括ONU所需的传送开始时间和期间。
带宽请求和分配包括帧间间隔(inter-frame gap)和前向纠（Forward Error Correction）所需的任何带宽。
EPON亦可执行DBA。
EPON之上传时间槽和范围协定和B-PON与GPON不同，因为它没有一个正规的下行和上行帧架构。
OLT和各ONU分别有自己的计数器，每16 ns计数一次。
每一MPCPDU搭载一个时间戳(timestamp)，它是发送者计数器之值。
而ONU会将其计数器设至接收到的timestamp值。
OLT通过比较接收到的值和自己的计数器值以决定来回之延迟。
当OLT指派ONU上传开始时间会将此来回延迟列入考虑。
关於ranging和 activation则和B-PON类似，只是当地计数器会帮助OLT不需要将等化延迟时间传送至ONU。
三、GPON第二个FSAN TDMA PON协定是ITU-T G.984系列GPON，是根据B-PON和EPON的经验所建构的。
如同EPON一般，GPON被最优化以搭载以太网帧。
表一为GPON特性摘要。
虽然GPON支援ATM 负载，它亦引入一个新的负载机制，称之为GPON Encapsulation Method (GEM)，同时被最优化以便搭载以太网帧。
GEM是采用G.7041 通用成帧规程(Generic Framing Procedure, GFP)，不同处是GEM为PON的应用作了帧开销(Frame Overhead)的最佳化，让映射片段(mapping fragments)和整个以太网帧进入GEM 负载，并支持TDM映射。
一般ONT都会提供给用户一个POTS接口和一个高速接口，可能是以太网或DSL接口。
该OLT包括许多PON接口单位，一个给数据业务使用的交换结构(switchfabric)(也可以是一个简单的光纤或语音频道的多路复用器)，以及一个网元(NE)控制器。
这些ONT最终还是由NE 控制器来管理，此控制器负责所有的ONT和OAM&P报告。
OLT和ONT共同构成PON系统，其功能就如同一个网元(NE)一般。
光纤的互连可被看成是一个扩展的背板。
在下行方向，OLT将数据资料传输给所有的ONU。
此下行信号包含了所有ONT的下行数据资料、OAM功能的开销字节，以及上行传输所需之同步资讯。
这些ONT在接收它们的下行数据资料时，所依据的是时间槽(timeslots)、信元/封包地址、波长、或者CDMA码。
在上行的方向，这些ONU需要一个媒体访问控制协议(mediumaccesscontrol,MAC) 协议来分用这个无源光网络。
最普遍的MAC协议是时分多址（TDMA），在此协议中每一个ONT都被分配一个时间槽(time slot)用来传输它们的上行数据资料。
在各个ONT上行脉冲传输之间需要一个防护带宽时间(guardbandtime)，因此它们的传输不会在OLU接收器上互相重叠。
各ONT信号以光速除以光纤折射指数(约为2m/s)的速率进行传输。
大部份现今的PON系统都通过测距协议(rangingprotocol)来测量此延迟，因此当ONT脉冲以最小的防护时间到达OLT时可以被调整。
基本的TDMAPON系统会预先指定上行带宽的一个固定部份给每一ONT，不管所要传送的资料有多少。
动态带宽分配(DBA)可让上行带宽使用起来更有效率。
在采取DBA的情况下，每一ONT会将所需之带宽通知给OLT，其中包含不同业务等级的带宽请求。
OLT会评估ONT 的需求，分配相应的带宽给下一次上行传输。
此OLT可能包括在DBA运算机制中与数据传输相关的服务等级协议(servicelevelagreement, SLA)资料。
这些带宽的分配都被传送到下游，一般都代表一个共同参考点的传送开始和停止/区间。
在某些系统中，ONT必须在所分配的上行传输槽中决定传输资料之优先次序。
一般PON系统都以同一光纤同时传送上行和下行数据资料。
而方向性之客户有时习惯於在两个方向都用相同的波长，较高速的系统一般都在各方向使用不同的波长。
最普遍的是采用粗波分复用(Coarsewavedivision multiplexing, CWDM)，其中使用1490或1550 nm 做下行方向，1310 nm 做上行方向，可将比较廉价的1310 nm激光安装在ONT。
值得注意的是某些PON系统采用1490nm作为下行PON信号传输，而视视频以1550nm的波长作为下行传输。
以WDM做视频重叠对现有的配置提供一简单的升级，并增加下行的容量。
类比视频传输则没有这些问题，因为缺乏数字内容，以及没有包含内数字容的规定。