光纤接入技术（PPT X页）

1、2021/5/61 第四章第四章 光纤接入技术光纤接入技术 赵继军赵继军 河北工程大学信息与电气工程学院河北工程大学信息与电气工程学院 宽带接入网宽带接入网 2021-5-62 本章内容本章内容 n光纤的优势光纤的优势 n光纤接入网的发展障碍光纤接入网的发展障碍 n光纤接入网（光纤接入网（oanoan）基础）基础 n光纤接入网的应用类型光纤接入网的应用类型 n有源光网络接入技术有源光网络接入技术 n无源光网络接入技术无源光网络接入技术 natmatm无源光网络无源光网络aponapon nethernetethernet无源光网络无源光网络eponepon 2021-5-63 本章重点及要求本

2、章重点及要求 n本章教学重点本章教学重点 介绍光纤优势及光接入网的现状 介绍光接入网的结构、类型、应用模式等 重点介绍两种典型的无源光网络apon和epon n本章要求本章要求 熟悉光纤介质的特点，fttx的含义 掌握光接入网的结构、特点、关键技术；apon与 epon的异同 2021-5-64 光纤接入网的优势光纤接入网的优势 n带宽优势带宽优势 与双绞线和同轴缆相比，光纤的理论带宽几乎是无限的 单个波长可传输10gb/s，采用波分复用可传输更高的速率 n长距离传输优势长距离传输优势 衰减很小，不加中继的距离现在可达数百公里 n 抗恶劣环境优势抗恶劣环境优势 抗腐蚀能力强，不受电磁波干扰 n

3、 安全性优势安全性优势 盗接线头困难，不易盗听 大多数应运商断言：大多数应运商断言： 未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络未来理想的宽带接入网是基于光纤的网络 2021-5-65 2021-5-66 2021-5-67 2021-5-68 光纤接入网的发展障碍光纤接入网的发展障碍 n价格偏贵价格偏贵 光缆的价格(535 rmb/m) 光连接器的价格(10200 rmb不等) 光电转换器的价格（激光器、光检测器等） 光收发器（30010000 rmb不等） n 供电问题供电问题 用户终端设备的供电 用户网络接口设备的供电 本地供电和光纤网附加供电都会增加费用 2021-5-69 光纤接入网基础光

4、纤接入网基础概念概念 noanoan概念概念 oan：optical access network 光接入网 接入网中部分或全部使用光纤作为传输介质来实现信息传输 的网络形式 根据光配线网是否采用有源或无源设备，oan可分为： 无源光接入网pon （pon：passive optical network） 有源光接入网aon （aon: active optical network） 2021-5-610 光纤接入网基础光纤接入网基础结构结构 光纤接入网（光纤接入网（aon）结构）结构 2021-5-611 光纤接入网基础光纤接入网基础结构结构 n光网络单元光网络单元onu onu （opti

5、cal network unitoptical network unit） 提供用户到接入网的接口（光电转换、物理接口） 提供用户业务适配功能（速率适配、信令转换） n光分配网络光分配网络 odnodn（optical distribution networkoptical distribution network） 为olt和oun之间提供光传输技术 由光连接器和光分路器obd(optical branching device）组成 完成光信号功率的分配及光信号的分、复接功能 n光线路终端光线路终端olt olt （optical line terminaloptical line term

6、inal） 提供与中心局设备的接口（光电转换、物理接口） 提供与odn的光接口 分离不同的业务 对众多的oun进行管理和指配 2021-5-612 光纤接入网基础光纤接入网基础工作波长工作波长 n光纤可用工作波长区有三个光纤可用工作波长区有三个 850nm窗口 （ 780nm850nm） 1310nm窗口 （ 1260nm1360nm） 1550nm窗口 （ 1480nm1580nm） n三个工作区的使用情况三个工作区的使用情况 850nm波长不被看好 1310nm波长已得到应用，主要用于提供2mb/s及以下的业务 1550nm波长用于异波长双工的下行通信，以及宽带的新业务 2021-5-61

7、3 光纤接入网基础光纤接入网基础传输技术（传输技术（1/41/4） n 光接入网通信的特点光接入网通信的特点 介质共享 下行：olt向各个onu采用广播通信方式 上行：onu向olt通信时需要某种分配信道的策略 n传输技术传输技术 需解决olt和多个onu之间上下行信号的正确传输 解决上行信道的占用问题是关键 下行传输：时分复用传送信元流，各onu在规定时隙接收自己 的信息 上行传输：各种多址技术（时分、波分等） 2021-5-614 光纤接入网基础光纤接入网基础传输技术（传输技术（2/42/4） n上下行空分复用上下行空分复用 sdmsdm 上下行双向通信各使用一根光纤 两个方向的通信单独进

8、行，互不影响 性能最佳，设计最简单 光传输设备和线缆双倍，成本高 2021-5-615 光纤接入网基础光纤接入网基础传输技术（传输技术（3/43/4） n时分复用时分复用tdmtdm 每个onu动态或固定分配一个时隙 每个onu在分配的时隙内上传数据 n固有问题固有问题 每个onu与olt距离不等 传输时延不同 到达olt的相位不同 n对对otlotl要求要求 完善的测距技术，实现定时调整和同步 快速的同步技术 快速、动态的门限判决技术 2021-5-616 光纤接入网基础光纤接入网基础传输技术（传输技术（4/44/4） n波分复用波分复用wdmwdm 不同波长的信号共享一根光纤传输，彼此不干

9、扰 要求每个onu在指定波长上发射 对激光二极管要求高（温度、环境影响大） olt设备复杂，成本高（每个波长都需光发射器和检测器） 2021-5-617 光纤接入网的应用类型光纤接入网的应用类型-应用示意图应用示意图 n据据onuonu位置，位置，oanoan可分为三种应用类型可分为三种应用类型 光纤到路边 fttc 光纤到楼 fttb 光纤到家/办公室 ftth/o 2021-5-618 光纤接入网的应用类型光纤接入网的应用类型-fttcfttc nfttcfttc： fiberfiber to the curb/cab to the curb/cab onu设在交接箱处 用户到onu之间（

10、引入线）仍用双绞铜线或同轴电 缆连接 通常为点到点和点到多点结构 一个onu可为一个或多个用户提供接入 是一种介质混合结构 通常采用fttc+xdsl技术或fttc+cable modem技术 2021-5-619 光纤接入网的应用类型光纤接入网的应用类型-fttbfttb nfttbfttb： fiberfiber to the building to the building onu设在办公楼或居民住宅楼内的某个公共地方 用户到onu之间（引入线）用utp5类线（或更高 等级线）连接 点到多点结构，一个onu为多个用户提供接入 通常采用fttb+ethernet技术 2021-5-620

11、光纤接入网的应用类型光纤接入网的应用类型-ftthftth nftthftth： fiberfiber to the home to the home onu直接放在用户家里 中心局到用户之间全部为光连接和光传输 接入网无任何有源设备，是一个真正的透明网络 是一种真正意义上的宽带接入技术 是用户接入网的长远目标 综上：综上：ftthftth和和fttcfttc更适合分散的个人用户的更适合分散的个人用户的 接入，接入，fttbfttb更适合单位和密集小区用户的接入。更适合单位和密集小区用户的接入。 2021-5-621 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-概述概述 n光分配网光分配网od

12、nodn全部由有源器件组成全部由有源器件组成( (光放大器等光放大器等) ) 可分为基于pdh和基于sdh的aon 现通常是基于sdh的aon n特点特点 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，距离为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 2021-5-622 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon简化技术简化技术 n简化简化sdhsdh系统系统 n简化简化sdhsdh设备设备 n简化网管系统简化网管系统 n设立子速率设立子速率 n其它简化技术其它简化技术 2021-5-623 有源

13、光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（1/141/14） naonaon传输介质传输介质 光纤接入网的传输介质是光导纤维（optical fiber）简称光纤， 光纤是一种用来传送光波（以光波为载波）的传输介质。 （1 1）光纤的传输特性）光纤的传输特性 光纤的衰减特性 衰减表明了光纤对光能的传输损耗。 光纤的色散特性 在光纤数字通信系统中，由于光纤中的信号是由不同的频率成分 和不同的模式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式 成分的传输速率不同，从而引起色散。 2021-5-624 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要

14、技术（2/142/14） （2 2）单模光纤的分类）单模光纤的分类 国际电信联盟电信标准化部（itu-t）将单模光 纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光 纤、截止波长位移单模光纤和非色散位移单模光纤。 非色散位移单模（g.652）光纤 色散位移单模（g.653）光纤 截止波长位移单模（g.654）光纤 非零色散位移（g.655）光纤 2021-5-625 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（3/143/14） （3 3）光纤光缆的选型）光纤光缆的选型 根据单模光纤的特点，目前g.652、g.653不同类 型的光纤可供光接入网选用。 光纤接入网中

15、的光缆要求密度高、易施工、便维护及 低成本。 2021-5-626 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（4/144/14） nsdhsdh中的关键设备中的关键设备 电信传输网是由传输设备和网络节点构成的。传输设备可以电信传输网是由传输设备和网络节点构成的。传输设备可以 是光缆线路系统，也可以是微波接力系统或卫星通信系统等。是光缆线路系统，也可以是微波接力系统或卫星通信系统等。 sdh信号以同步传送模块（synchronous transport module，stm）的形式传输，其最基本的同步传送模块是 stm-1，节点接口的速率为155.520 mbi

16、t/s；更高等级的 stm-n模块是将n个基本模块stm-1的信号按同步复用，经字 节间插后形成的，其速率是stm-1的n倍，n值规范为4的整数 次幂，目前sdh仅支持n为1，4，16，64及256（高于256 等级的尚待深入研究）。 通常，sdh规范下的传送设备包括、 和数字交叉连接设备（数字交叉连接设备（dxcdxc）及再生器再生器 （regreg）。 2021-5-627 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（5/145/14） (1)(1)终端复用设备（终端复用设备（tmtm） 终端复用设备（终端复用设备（terminal multiplexert

17、erminal multiplexer，tmtm）用于把速率较低的）用于把速率较低的pdhpdh信信 号或号或stm-stm-nn信号组合成一个速率较高的信号组合成一个速率较高的stm-stm-mm（mm nn）信号，或作相反的处理，）信号，或作相反的处理， 因此终端复用设备只有一个高速线路口。因此终端复用设备只有一个高速线路口。 i.1 型复用设备（固定）：这种复用设备提供把pdh支路信号映射、复接到stm- n信号的功能。 i.2型复用设备：i.2型复用设备如图所示。 2021-5-628 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（6/146/14） (2

18、)(2)分插复用设备（分插复用设备（admadm） 分插复用器（分插复用器（add/drop multiplexeradd/drop multiplexer，admadm）是）是sdhsdh网络中最具特色、应用网络中最具特色、应用 广泛的设备。广泛的设备。 iii.1型设备：iii.1型设备的配置如图所示，图中的高阶通道连接（hpc）功能块 允许将stm-m信号内的vc-3/4终结在本地或再复接后继续传输，也允许将本地 产生的vc-3/4信号安排在stm-m输出信号的任何空缺位置中。 2021-5-629 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（7/147/

19、14） iii.2iii.2型设备：型设备：iii.2iii.2型设备的配置如图所示，它比型设备的配置如图所示，它比iii.1iii.1型设备增加了一些附加功能，型设备增加了一些附加功能， 即具有将即具有将stm-mstm-m信号解复用为信号解复用为vc-1/2/3vc-1/2/3的能力。的能力。 2021-5-630 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（8/148/14） (3)(3)数字交叉连接设备（数字交叉连接设备（dxcdxc） 数字交叉连接设备的基本概念 数字交叉连接设备（digital cross connect equipment，dxc）

20、是一种智能化的传输节点设备，它 的使用给电信网带来了巨大的灵活性、智能性和经济性， 成为电信网中重要网元。 sdxc（sdh-dxc）设备的构成 sdxc设备主要由线路接口及控制器、交叉连接矩阵及控 制器、定时系统、网管系统和主控制器等部分组成。 2021-5-631 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（9/149/14） (3)(3)数字交叉连接设备（数字交叉连接设备（dxcdxc） sdxc的主要功能(续) sdxc设备与相应的网管系统配合，可支持如下功能： 分接复接功能分接复接功能：sdxc的这种功能类似于sdh复用设备，能 将若干个2mbit/s

21、信号映射复用到vc-4中或从vc-4中分出 2mbit/s信号。 分离业务功能分离业务功能：分离本地交换和非本地交换业务，为非本地 交换业务（如专用电路）迅速提供可用路由。 ：为临时性重要事件迅速提供电路。 简单易行的网络配置简单易行的网络配置：当网络出现故障时，能迅速提供网络 的重新配置，快速实现网络恢复。 2021-5-632 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（10/1410/14） (3)(3)数字交叉连接设备（数字交叉连接设备（dxcdxc） sdxc的主要功能(续) 网关网关：可作为pdh和sdh两种不同体系传输网络的连接设备。 网络管理网络

22、管理：可对网络的性能进行分析、统计，对网络的配置、故障进 行管理等。 保护倒换功能保护倒换功能：类似于复用设备，在两个dxc之间进行复用段11， 1: n或m : n保护倒换。 ：网络发生故障后，在网络范围内迅速找到替代路由，恢复 传送业务。由于网络恢复过程需要访问网络数据库和进行网络范围的 复杂路由计算，因此其恢复速度较慢。 通道监视功能通道监视功能：采用非介入方式对通道进行监视或故障定位。 测试接入功能测试接入功能：测试设备可以通过dxc的空余端口对连到网络上的待 测设备进行测试。测试的内容可以从简单的有效开销核实到应用复杂 的特殊测试序列进行测试。 2021-5-633 有源光网络技术有

23、源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（11/1411/14） noanoan所采用的所采用的sdhsdh自愈环技术自愈环技术 环型网最大优点是具有很高的生存性，因而环型网在 sdh网中受到特殊的重视。 sdh自愈环是一种比较复杂的网络结构，在不同的 场合有不同的分类方法。 通道倒换环和复用段倒换环：通道倒换环属于子网连 接保护，其业务量的保护是以通道为基础，是否倒换 以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定，通常利 用通道告警指示信号（alarm indication signal， ais）来决定是否应进行倒换。 2021-5-634 有源光网络技术有源光网络技术aon-

24、aon-aonaon主要技术（主要技术（12/1412/14） noanoan所采用的所采用的sdhsdh自愈环技术（续）自愈环技术（续） 二纤单向通道倒换环 二纤单向通道倒换环使用“首端桥接，末端倒换”（11保护方 式）结构，工作信号和保护信号分别由顺时针方向的s1光纤（工作 光纤）和逆时针方向的p1光纤（保护光纤）所携带。 二纤双向通道保护环 二纤双向通道保护环采用两根光纤，并可分为11和1 1两种保 护方式，其中的11方式与单向通道保护环基本相同（并发优 收），只是返回信号沿相反方向（双向）而已。 二纤单向复用段倒换环 二纤单向复用段倒换环，属路径保护方式，在此环结构中，每一个 节点都有

25、一个保护倒换开关，实现故障时的线路倒换。 2021-5-635 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（13/1413/14） 二纤单向通道倒换环如图8.6所示。通常单向环由两根光纤来实现， s1光纤用来携带业务信号，p1光纤用来携带保护信号。 2021-5-636 有源光网络技术有源光网络技术aon-aon-aonaon主要技术（主要技术（14/1414/14） 二纤单向复用段倒换环的结构如图8.7所示。这是一种路径保护方式。 在这种环形结构中每一结点都有一个保护倒换开关。正常情况下，s1 光纤传送业务信号，p1光纤是空闲的。 2021-5-637 无无源

26、光网络技术源光网络技术pon-pon-概述概述 n光分配网光分配网odnodn全部由无源器件组成（无源光分路器等）全部由无源器件组成（无源光分路器等） n信号在传输过程中无再生放大信号在传输过程中无再生放大 n信号由光分路器、无源光功率分配器等传至用户信号由光分路器、无源光功率分配器等传至用户 n实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完成实现透明传输，信号处理全由局端和用户端设备完成 2021-5-638 无无源光网络技术源光网络技术pon-pon-为什么采用为什么采用ponpon？ 2021-5-639 无无源光网络技术源光网络技术pon-pon-ponpon基本模型基本模型 2021-

27、5-640 无无源光网络技术源光网络技术pon-pon-特点特点 n特点特点( (与与aonaon比比) ) 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 更有发展潜力，更有竞争力(价格、维护等优势)。 2021-5-641 无无源光网络技术源光网络技术pon-pon-ponpon的拓扑结构（的拓扑结构（1/21/2） n基本拓扑结构基本拓扑结构 光接入网（oan）的拓扑结构取决于光配线网（odn）的结构。通常odn可归纳 为单星型、树型、总线型和环型等四种基本结构，也就是pon的四种基本拓扑结构。 单星型结构单星型结构 单星型结构是指用户端的

28、每一个光网络单元（onu）分别通过一根或一对光纤与 端局的同一olt相连，形成以光线路终端（olt）为中心向四周辐射的星型连接 结构。 树型结构树型结构 在pon的树型结构（也叫多星型结构）中，连接olt的第一个光分支器 （optical branching device，obd）将光分成n路，每路通向下一级的 obd，如最后一级的obd也为n路并连接n个onu。 总线型结构总线型结构 总线（bus）型结构的pon通常采用非均匀分光的光分路器（obd）沿线状排列。 环型结构环型结构 环型结构相当于总线型结构组成的闭合环，其信号传输方式和所用器件与总线型结 构差不多。 2021-5-642 无无

29、源光网络技术源光网络技术pon-pon-ponpon的拓扑结构（的拓扑结构（2/22/2） 表表 4.1 各种拓扑结构的性能比较各种拓扑结构的性能比较 比较内容比较内容总线型总线型星星 型型环环 型型树树 型型 成本投资成本投资低低最高最高低低低低 维 护 与 运维 护 与 运 行行 测试很测试很 困难困难 清除故障清除故障 时间长时间长 较好较好测试困难测试困难 安全性能安全性能很安全很安全安全安全很安全很安全很安全很安全 可靠性可靠性比较好比较好最差最差很好很好比较好比较好 用户规模用户规模 适于中适于中 规模规模 适于大规适于大规 模模 适于选择适于选择 性用户性用户 适于大规适于大规

30、模模 新 业 务 要新 业 务 要 求求 容易提容易提 供供 容易提供容易提供 每户提供每户提供 较困难较困难 每户提供每户提供 较困难较困难 带宽能力带宽能力 高速数高速数 据据 基群接入基群接入 视频视频 基群接入基群接入视频高速视频高速 2021-5-643 ponpon关键技术关键技术-ponpon双向传输技术（双向传输技术（1/21/2） nolt至onu的下行信号传输过程是：olt送至各 onu的信息采用光时分复用（optical time division multiplexing，otdm）方式组成复 帧送到馈线光纤；通过无源光分路器以广播方式送 至每一个onu，onu收到下行

31、复帧信号后，分别 取出属于自己的那一部分信息 n各onu至olt的上行信号采用：otdma、 owdma、ocdma及oscma 2021-5-644 ponpon关键技术关键技术-ponpon双向传输技术（双向传输技术（2/22/2） n光时分多址（光时分多址（otdmaotdma） 光时分多址（optical time division multiple access，otdma）方式是 指将上行传输时间分为若干时隙，在每个时隙只安排一个onu，以分组的方式向 olt发送分组信息，各onu按olt规定的顺序依次向上游发送。 n光波分多址（光波分多址（owdmaowdma） 光波分多址（op

32、tical wavelength division multiple access，owdma） 接入技术，将各onu的上行传输信号分别调制为不同波长的光信号，送至obd （光分路器）后，耦合到馈线光纤；到达olt后，利用光分波器分别取出属于各 onu的不同波长的光信号，再分别通过光电探测器解调为电信号。 n光码分多址（ocdma） 光码分多址（optical code division multiple access，ocdma） 是指给每一个onu分配一个多址码。 n光副载波多址（oscma） 光副载波多址（optical subcarrier multiple access，oscma）

33、 采用模拟调制技术，将各个onu的上行信号分别用不同的调制频率调制 到不同的射频段，然后用此模拟射频信号分别调制各onu的激光器 （laser device，ld），把波长相同的各模拟光信号传输至obd合路 点后再耦合到同一馈线光纤到达olt，在olt端经光电探测器后输出的电 信号通过不同的滤波器和鉴相器分别得到各onu的上行信号。 2021-5-645 ponpon关键技术关键技术-ponpon双向复用技术（双向复用技术（1/41/4） n光波分复用（光波分复用（wdmwdm）技术）技术 构成wdm-pon的上行回传通道有四种方案可供选择。 方案一，在onu也用单频激光器，由位于远端节点的

34、路由器将不同onu送来的不同波长的信号回到olt。 方案二，利用下行光的一部分在onu调制，从第二根 光纤上环回上行信号，onu没有光源。 方案三，在onu用led一类的宽谱线光源，由路由器 切取其中的一部分；由于led功率很低，需要与光放 大器配合使用。 方案四，与常规pon一样，采用多址接入技术，如 tdma，scma等。 2021-5-646 ponpon关键技术关键技术-ponpon双向复用技术（双向复用技术（2/42/4） n光时分复用（光时分复用（otdmotdm）技术）技术 otdm的复接可分为两种，即以比特为单位进行逐比特交错 复接和以比特组为单位的逐组交错复接。 n光码分复用

35、（光码分复用（ocdmocdm）技术）技术 光码分复用技术在原理上与电码分复用技术相似。 n光频分复用（光频分复用（ofdmofdm）技术）技术 owdm和ofdm技术都是在光层按其波长将可传输带宽范围 分割成若干光载波通道。 2021-5-647 ponpon关键技术关键技术-ponpon双向复用技术（双向复用技术（3/43/4） n光副载波复用（光副载波复用（oscmoscm）技术）技术 oscm技术不同于owdm和ofdm技术，owdm和ofdm 都是指光波层进行复用。而而oscmoscm是电的频分复用技术和光是电的频分复用技术和光 的调制技术的结合。的调制技术的结合。 oscm技术的最

36、大优点是：可采用成熟的微波技术，以较为 简单的方式实现宽带、大容量的光纤传输，它可构成灵活方 便的光纤传输系统，可以为多个用户提供语音、数据和图像 等多种业务。 scm-pon的主要缺点有以下三个方面。 一是对激光器要求较高。 二是相关强度噪声。 三是光拍频噪声。 2021-5-648 ponpon关键技术关键技术-ponpon双向复用技术（双向复用技术（4/44/4） n光空分复用（光空分复用（osdmosdm）技术）技术 空分复用（space division multiplexing， sdm）指利用不同空间位置传输不同信号的复用方 式，如利用多芯缆传输多路信号就是空分复用方式。 n时间

37、压缩复用（时间压缩复用（tcmtcm）技术）技术 时间压缩复用（time compression multiplexing,，tcm）又称“光乒乓传输”。 2021-5-649 ponpon基本功能模块基本功能模块 2021-5-650 ponpon功能结构功能结构-光线路终端（光线路终端（oltolt）功能结构（）功能结构（1/21/2） 2021-5-651 ponpon功能结构功能结构-光线路终端（光线路终端（oltolt）功能结构（）功能结构（2/22/2） olt功能结构功能结构 2021-5-652 ponpon功能结构功能结构-光网络单元（光网络单元（onuonu）功能结构（）功

38、能结构（1/21/2） 2021-5-653 ponpon功能结构功能结构-光网络单元（光网络单元（onuonu）功能结构（）功能结构（2/22/2） onu功能结构功能结构 2021-5-654 ponpon功能结构功能结构-光配线网（光配线网（odnodn）功能结构（）功能结构（1/41/4） 2021-5-655 ponpon功能结构功能结构-光配线网（光配线网（odnodn）功能结构（）功能结构（2/42/4） 2021-5-656 ponpon功能结构功能结构-光配线网（光配线网（odnodn）功能结构（）功能结构（3/43/4） 光通道衰减类别定义光通道衰减类别定义 2021-5-

39、657 ponpon功能结构功能结构-光配线网（光配线网（odnodn）功能结构（）功能结构（4/44/4） n组成组成odnodn的无源原件的无源原件 单模光纤/光缆 带状光纤 光纤链接 光分路器 波分复用器 光衰减器 光滤波器 熔接头 2021-5-658 ponpon功能结构功能结构-适配功能块（适配功能块（afaf）功能结构）功能结构 2021-5-659 ponpon功能结构功能结构-操作管理维护功能操作管理维护功能 n通用通用oamoam功能功能 配置管理 性能管理 故障管理 安全管理 计费管理 noanoan特有特有oamoam功能功能 设备子系统（olt、onu的机箱、机架、供

40、电及光纤的配线盘和配线架等） 传输子系统（包括设备的电路和光电转换） 光子系统（包括光纤、光分支器、滤波器等） 业务子系统（包括各种业务和与oan核心功能适配的部分） 2021-5-660 ponpon功能结构功能结构-光接入网（光接入网（oanoan）基本性能）基本性能 2021-5-661 ponpon网络示意网络示意 2021-5-662 ponpon网络设备网络设备-oltolt设备设备 2021-5-663 ponpon网络设备网络设备-onuonu及及odnodn设备设备 2021-5-664 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-概述（概述（1/31/3） na

41、pon: atm ponapon: atm pon，在，在ponpon上传送上传送atmatm信元；信元； n标准规范：标准规范：itu-titu-t的的g.983g.983； nonuonu与与oltolt之间传送之间传送atmatm信元；信元； n速率：速率： 上/下行对称：155.52mbps/155.52mbps； 上/下行非对称：155.52mbps/622.08mbps； n无放大器作用距离：无放大器作用距离：20km20km； n双向通信：双向通信： sdm，上下行分别使用一条光纤，波长1310nm区； wdm，异波长双工(上：1310nm,下：1550nm)； n传输技术：上、

42、下行均采用时分复用。传输技术：上、下行均采用时分复用。 2021-5-665 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-概述（概述（2/32/3） n（1 1）理想的光纤接入网：）理想的光纤接入网：无源纯介质的无源纯介质的odnodn对传输技术对传输技术 体制的透明性，使体制的透明性，使aponapon成为未来光纤到家、光纤到办公成为未来光纤到家、光纤到办公 室、光纤到大楼的最佳解决方案。室、光纤到大楼的最佳解决方案。 n（2 2）低成本：）低成本：树型分支结构，多个树型分支结构，多个onuonu共享光纤介质使共享光纤介质使 系统总成本降低；纯介质网络，彻底避免了电磁和雷电的系统

43、总成本降低；纯介质网络，彻底避免了电磁和雷电的 影响，维护运营成本大为降低。影响，维护运营成本大为降低。 n（3 3）高可靠性：）高可靠性：局端至远端用户之间没有有源器件，可靠局端至远端用户之间没有有源器件，可靠 性较有源性较有源oanoan大大提高。大大提高。 n（4 4）综合接入能力：）综合接入能力：能适应传统电信业务能适应传统电信业务pstn/isdnpstn/isdn； 可进行可进行internet webinternet web浏览；同时具有分配视频和交互视浏览；同时具有分配视频和交互视 频业务（频业务（catvcatv和和vodvod）能力。）能力。 2021-5-666 atma

44、tm无源光网络（无源光网络（aponapon）-概述（概述（3/33/3） fttx by atm-pon系统系统 2021-5-667 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-系统结构系统结构 n组成：组成：oltolt、odnodn、onuonu，网络侧连接，网络侧连接atmatm交换机；交换机； n拓扑：无源双星结构；拓扑：无源双星结构； n用户数：一个用户数：一个odnodn最多支持最多支持3232个个onu(onu(即即1 1个个obdobd支持的支持的onuonu数数) )； n当当onuonu大于大于3232时，要求一个时，要求一个oltolt提供多个提供多个od

45、nodn接口。接口。 2021-5-668 aponapon参考配置及功能模块参考配置及功能模块 2021-5-669 aponapon参考配置及功能模块参考配置及功能模块-oltolt功能模块功能模块 2021-5-670 aponapon参考配置及功能模块参考配置及功能模块-onuonu功能模块功能模块 2021-5-671 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-网络分层结构网络分层结构 2021-5-672 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-上下行工作原理（上下行工作原理（1/51/5） n上行信道上行信道 来自网络终端（nt）的用户数据由aal或

46、clad适 配成atm格式 atm信元由onu装配成apon帧格式 apon帧进入odn传输 n下行信道下行信道 接收到的atm信元按照vpi/vci分路，转换后送到 用户 2021-5-673 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-上下行工作原理（上下行工作原理（2/52/5） n下行方向下行方向 下行：传输连续信元流； 下行：局端的atm信元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 vci/vpi的信元用户终端； n上行方向上行方向 上行：采用tdma技术(动态分配)传送突发信元流； 上行：各onu共享odn，且数据突发性强； 上行：各

47、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。 2021-5-674 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-上下行工作原理（上下行工作原理（3/53/5） 2021-5-675 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-上下行工作原理（上下行工作原理（4/54/5） 2021-5-676 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-上下行工作原理（上下行工作原理（5/55/5） 2021-5-677 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）-帧格式帧格式 n下行速率为下行速率

48、为155.52mbps155.52mbps时，每帧时，每帧5656个信元；个信元； n下行速率为下行速率为622.08mbps622.08mbps时，每帧时，每帧224224个信元；个信元； n下行每信元长下行每信元长5353字节，其中每字节，其中每2727信元插入信元插入1 1个个oamoam信元。信元。 2021-5-678 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-测距技术测距技术（1/8） n为何需要测距？为何需要测距？ 下行传输采用tdm方式，不需要测距技术； 上行采用tdma（时分多址），存在传输时延差，需要测距技 术，以保证每个时隙的数据彼此独立，

49、互不干扰； apon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， 造成数据的干扰； 为确保多个onu到olt之间的正确传输，必须引入测距机制， 使各onu到olt的逻辑距离相等； 测距功能来测试每一个onu与olt之间的逻辑距离，并据此来 控制onu调整期信号的发送时延。 2021-5-679 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-测距技术测距技术（2/8） 无测距或测距不准时的情况无测距或测距不准时的情况 2021-5-680 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点

50、）技术要点-测距技术测距技术（3/8） n测距的目的是补偿因测距的目的是补偿因onuonu与与oltolt之间的距离不同而引起的传输时之间的距离不同而引起的传输时 延差异，使所有延差异，使所有onuonu到到oltolt的逻辑距离相同。的逻辑距离相同。 2021-5-681 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-测距技术测距技术（4/8） 测距功能是在测距功能是在oltolt的控制下完成的的控制下完成的 n静态测距静态测距 测距时onu没有传输用户业务 onu新开始运行时 时延时的调整值一般都比较大 n动态测距动态测距 测距时onu上有业务运行 补偿光路及器

51、件延时特性随环境和时间变化而发生的 变化 时延时调整值一般比较小 即时性调整，贯穿系统整个运行过程 2021-5-682 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-测距技术测距技术（5/8） n测距功能要求测距功能要求 技术上 简单直接，易于实现 性能上 测距快速可靠，精度高，对运行业务的qos影响小 经济上 实现成本低，用户负担少 2021-5-683 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-测距技术测距技术（6/8） n测距基本策略测距基本策略 单独测距单独测距+ +传输数据时测距相结合传输数据时测距相结合 单独测距在onu

52、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值 2021-5-684 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-测距技术测距技术（7/8） n测距过程测距过程 2021-5-685 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-测距技术测距技术（8/8） n（1 1）扩

53、频法测距）扩频法测距 粗测时olt向onu发出一条指令，通知onu发送一个特定低幅值 的伪随机码，olt利用相关技术检测出从发出指令到接收到伪随机 码的时间差，并根据这个值分配给该onu一个均衡时延td。 n（2 2）带外法测距）带外法测距 粗测时olt向onu发出一条测距指令，onu接到指令后将低频小 幅的正弦波加到激光器的偏置电流中，正弦波的初始相位固定。 n（3 3）带内开窗测距）带内开窗测距 带内开窗测距的最大特点是粗测时占用通信带宽，当一个onu需 要测距时，olt命令其他onu暂停发送上行业务，形成一个测距 窗口供这个onu使用。 2021-5-686 atmatm无源光网络（无源

54、光网络（aponapon）技术要点）技术要点-快速比特传送快速比特传送 n快速比特传送技术快速比特传送技术 测距精度有限，各onu到达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技术，需要采 用其它技术 2021-5-687 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-突发信号收发突发信号收发 n突发信号的收发突发信号的收发 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 2021-5-688 atmatm无源

55、光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-扰码技术扰码技术 n搅码技术（扰码）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 2021-5-689 atmatm无源光网络（无源光网络（aponapon）技术要点）技术要点-macmac技术技术 n信元的时隙分配信元的时隙分配( (带宽管理带宽管理) )由由oltolt完成；完成； nonuonu进行带宽申请进行带宽申请( (提供数据优先级和所需带宽提供数据优先级和所需带宽) )； noltolt按照某种

56、算法进行带宽分配，指明上行帧的传送时隙；按照某种算法进行带宽分配，指明上行帧的传送时隙； nonuonu在规定时隙上传数据。在规定时隙上传数据。 2021-5-690 以太网无源光网络以太网无源光网络epon-epon-概述（概述（1/21/2） neponepon：ethernet ponethernet pon，在，在ponpon上传送上传送 ethernetethernet帧；帧； n基于基于ethernetethernet技术和技术和ponpon技术；技术； n网络结构与网络结构与aponapon类似；类似； nmacmac协议与协议与aponapon不同；不同； n速率：速率： 下行

57、 百兆/千兆，广播方式； 上行 百兆/千兆，共享； n传输技术：传输技术：sdmsdm实现双工，上、下行均采用时分复实现双工，上、下行均采用时分复 用。用。 2021-5-691 以太网无源光网络以太网无源光网络epon-epon-概述（概述（2/22/2） neponepon技术特点技术特点 epon与apon相比，其上下行传输速率比apon的高， epon提供较大的带宽和较低的用户设备成本；除帧结构和apon不 同外，其余所用的技术与g.983建议中的许多内容类似，其下行采用 tdm传输方式，上行采用tdma传输方式。 （1）：从目前的技术上看，epon的下行信道为几百/几千 mbit/s

58、的广播方式；上行信道为用户共享的几百/几千mbit/s信道。 （2）epon提供较大的带宽和较低的用户设备成本，它采用 pon结构，使epon网络中减少了大量的光纤和光器件以及维护的成 本，降低了预先支付的设备资金和与sdh及atm有关的运行成本。 （3）：epon互连互通容易，各个厂家生产的网卡都能互连互 通。以太网技术是目前最成熟的局域网技术。 2021-5-692 以太网无源光网络以太网无源光网络epon-epon-系统结构（系统结构（1/21/2） n网络结构与网络结构与aponapon相似，但：相似，但： 接入的主干网为以太网； 传输的数据流为以太帧流； 局端使用ethernet交换

59、机接入internet； 2021-5-693 以太网无源光网络以太网无源光网络epon-epon-系统结构（系统结构（2/22/2） neponepon主要分成三部分主要分成三部分 光线路终端（光线路终端（oltolt） olt位于局端， olt既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供 平台，它提供面向无源光纤网络的光纤接口。 olt根据ieee 802.3 协议，将数据封装为可变长度的数据包，以广播方式传输给所有onu。 光配线网络（光配线网络（odnodn） 光网络单元光网络单元/ /光网络终端（光网络终端（onu/ontonu/ont） onu/ont位于用户端。 onu的主要功能是选择接收olt发送的广 播数据；响应olt发出的测距及功率控制命令，并作相应的调整；对 用户的以太网数据进行缓存，并在olt分配的发送窗口中向上行方向 发送；实现其他相关的以