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）。此系统具有以下组件：

OLT （光线路终端）PON光纤在服务提供商设施处的终端。ONT（光网络终端）在用户位置的终端。OAS（光接入交换机）位于服务提供商处的交换机，它聚合来自所有用户的

信元/数据分组并提供向因特网和PSTN的连接。POS（无源光分路器）或“分路器”在沿着进入多点树状拓扑的路径的任意点分离中继线和光信号。ONU（光网络单元）提供对用户的扇出连接。每条PON中继线最多可支持32次分路和64个0NU。用户与ONU的连接可以使用同轴电缆、双绞线、光缆，甚至是无线连接。I0T（智能光终端）主要指设计用于商业连接的0NU。它为企业提供多种话音和数据业务，与综合接入设备非常类似。PON中继线的带宽范围从l55Mbit/s到622Mbit/s。每一次分路都会减少带宽，因此用户可用的带宽取决于在他和头端设备之间的分路次数。例如，对622Mbit/s的中继线，如果对其分路以支持32个0NU,则与0NU相连的用户最多可获得19.5Mbit/s的带宽。该带宽由所有用户分享。为了组织此缆路上的通信，可以采用许多技术，包括ATM、以太网、FDM（频分复用）以及WDM（波分复用）。FSAN （全业务接入网络）联盟对ATM PON（APON）作出了决定，APON变成ITU G.983标准。APON使用众所周知的技术，并提供有保障的QoS（因为ATM 信元有固定的大小以及A TM专用的QoS协议功能）。APON是一种基于ATM信元的TDM/TDMA技术，由于ATM在实现不同业务的复用以及适应不同带宽方面的灵活性，使APON成为一种结合A TM多业务多比特率支持能力和无源光网络透明宽带传送能力的比较理想的长远解决方案，是未来宽带接入技术的发展方向，其标准遵循ITU-TG.983建议，最高速率为622Mbit/s。因为APON二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题。为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化，由Cisco和Corning 牵头的数家公司正在促进以太网PON的使用。他们称以太网比ATM更有理由成为PON的选择，因为大多数企业都使用以太网连接，所以提出了在二层用以太网取代ATM的EPON 技术。IEEE组成了“Ethernet in the First Mile Study Group（第一英里以太网研究组）”对以太网PON以及其他接入技术进行评估。EPON可以支持1.25Gbit/s对称速率，将来速率还能升级到10Gbit/s，EPON产品得到了更大程度的商用。

2现状趋势

现状

无源光网络(图3)

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”。过去几年，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换、还是传输都己更新换代，而接入网由于经济性问题如用户的业务需求、用户密度、用户的经济承受能力等多方面原因发展缓慢，成为制约网络向宽带化、全业务化发展的瓶颈。随着我国经济的迅速发展，高带宽的消耗业务逐步涌现，带宽提速成为迫切需求。为了满足用户的需求，各种新技术不断涌现，接入网技术己成为设备制造商、运营商和电信研究部门关注的焦点和投资的热点。

趋势

我国之前主流的有线接入技术包括ADSL、LAN、HFC、PLC和FTTH，其中部分LAN采用了PON+LAN的方式，而无线接入技术中又有WLAN、WiMAX、WiFi、Bluetooth、3G 等技术。之前宽带接入网有两个主要的研究目标，第一是向高速、安全、智能化方向发展，要求网络更灵活、面向用户更多和成本更低，这方面FTTH是有线接入领域的杰出代表。另一个则是多业务的融合，即在同一个平台上灵活提供IPTV、有线电视视频、传统语音、数据业务的接入。

3特点构成

特点

在各种宽带接入技术中，无源光网络以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为热门技术。之前已经逐步商用化的无源光网络主要有TDM-PON（APON、EPON、GPON）和WDM-PON，它们的共同特点是：

·可升级性好、低成本，接入网中去掉了有源设备，从而避免了电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，降低了相应的运维成本；

·业务透明性较好，高带宽，可适用于任何制式和速率的信号，能比较经济地支持模拟广播电视业务，支持三重播放（Triple play，语音、视频、数据）业务；

·高可靠性，提供不同业务优先级的QoS保证，适应宽带接入市场IP化的发展潮流，适于大规模应用。

PON核心

如图1，PON（无源光网络）中最主要的三部分包括位于局端的OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、终端ONU（Optical Network Unit，光网络单元）、以及ODN（Optical Distribution Network，光配线网）。PON“无源”是指ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不含有任何电子器件及电源。

4入网优势

无源光网络(图5)

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。无源光接入网的优势具体体现在以下几方面：

（1）无源光网体积小，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。